嘌呤代谢ppt课件

Base: Purine NH2 N N
N 7
5 6 1N
8 9 NH
43 2 N
NH
N
Adenine (A)
O
N NH
NH
N
NH2
Guanine (G)
Base: Pyrimidine
O
5 4 3N
61 2 NH
NH
NH
O
Uracil (U)
NH2 N
NH
O
Cytosine (C)
H3C
O NH
H2N C N
羧化酶
HC
变位酶 C CO2 H2N
N CH
N
H2O ATP
H2C
AIR合成酶 HN C
H N
CH NH O
Gln
FGAM 合成酶
ATP
Glu
（谷氨酸）
R-5'-P
R-5'-P
R-5'-P
5-氨基咪唑-4-羧酸 核苷酸（CAIR）
5-氨基咪唑核苷酸 （AIR）
甲酰甘氨咪核苷酸 （FGAM）
Glu
N
ATP
HN
N
ON H
N
GMP 合成酶
H2N
N
R-5'-P
N R-5'-P
XMP
GMP
（黄嘌呤核苷酸）
(3)ATP和GTP的生成
AMP
激酶
ADP
ATP ADP
激酶
ATP ADP
ATP
GMP
激酶
GDP
ATP ADP
激酶
ATP ADP
GTP
从头合成的调节
• 需要消耗大量的ATP与氨基酸等原料，在机体精确的调节之下进行。
嘌呤碱合成的元素来源
甘氨右中 站
谷氮坐两 边
左上天冬 氨
天冬氨酸
甲酰基 （一碳单位）
头顶二氧 碳
二八俩叶 酸
CO2
甘氨酸
甲酰基 （一碳单位）
谷氨酰胺 （酰胺基）
从头合成途径的特点
参与从头合成途径的酶均在胞液中,多以多酶复合体的形式存 在。
在磷酸戊糖途径中合成的5-磷酸核糖（5-PR）分子上逐步合成 嘌呤环。而不是分别合成以后再结合，这与嘧啶的合成过程不 同。
NH
O
Thymine (T)
Bases/Nucleosides/Nucleotides
Base
Adenine
Nucleoside
Deoxyadenosine
Nucleotide
Deoxyadenosine 5’-triphosphate
(dATP)
核酸的消化与吸收
食物核蛋白
胃酸
蛋白质
核酸 (RNA及DNA)
Metabolism of Nucleotides
核苷酸代谢
痛 风（代谢性关节炎）
一般发作部位为大母趾关节，踝关节，膝关节等。长期痛风患者有发 作于手指关节，甚至耳廓含软组织部分的病例。急性痛风发作部位出现红、 肿、热、剧烈疼痛，一般多在子夜发作，可使人从睡眠中惊醒。
自毁容貌症
患者在发病时会毁坏自己的容貌,用各种器械把脸弄得狰狞可怕。这种疾病 患者常常被束缚在床上或轮椅上。自毁容貌症患者大多死于儿童时代,很少活到 20岁以后。
先在5-磷酸核糖（5-PR）分子上经11步反应生成次黄嘌呤核苷 酸（IMP,重要的中间产物）。
从IMP出发再合成AMP和GMP。
在合成IMP过程中，由氨基酸，CO2，一碳单位逐步提供元素 或基团，在5-磷酸核糖分子上完成嘌呤碱基的合成。
(1)IMP的合成
P O CH2
P O CH2
OH
ATP
AMP
HO
O
C C
（天冬氨酸）
N Asp
H2O
ATP
CH
COOH HC N
H
O
C C
延胡索酸 N
CH
H2N C N
合成酶
CH2
C H2N
N
裂解酶
R-5'-P
COOH
R-5'-P
O
H2N C C N CH
H2N C N R-5'-P
5-氨基咪唑-4-羧酸 核苷酸（CAIR）
5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸) 甲酰胺核苷酸 (SAICAR)
• 调节方式：反馈调节和交叉调节。
• 正性调节：指促进嘌呤核苷酸合成的调节（+）；负性调节：是指抑 制嘌呤核苷酸合成的调节（--）。
• 正性调节——两个关键酶的促进作用。PRPP合成酶和酰胺转移酶， 底物ATP、5'-磷酸核糖和PRPP促进其活性，增加IMP的合成；后端正 性调节——由ATP促进GMP合成酶，由GTP促进腺苷酸代琥珀酸合成酶 增加GTP和ATP的合成。
5-氨基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸 （AICAR）
O
C HN C
HC C N
N CH
N
R-5'-P
IMP
H2O 环水解酶
O
转甲酰基酶
H2N C C N
H
CH
OCNC N
H R-5'-P
N10-CHO FH4
（N10-甲酰基四氢叶酸）
FH4
5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸（FAICAR）
(2)AMP和GMP的生成
OH
NH2
GAR合成酶
H2C
（N10-甲酰基四氢叶酸）
P
O
O CH2
C N10-CHO FH4 HN
FH4
H2C
O
H N
CH
H H
HH
OH OH ATP
PRA
ADP+Pi
HH
H
H
OH OH
转甲酰基酶
甘氨酰胺核苷酸
O
C
O NH
R-5'-P
甲酰甘氨酰胺 核苷酸（FGAR）
（GAR）
（谷氨酰胺）
O
HO C C N CH
Mg2+
OH
H H
H OH
PRPP合成酶
HH
H
OPO P
OH OH
OH OH
5-磷酸核糖 (R-5-P)
5-磷酸核糖1-焦磷酸 （PRPP）
PPi
P O CH2 O
NH 2
H H
H H
OH OH
Gln（谷氨酰胺） 酰胺转移酶
Glu（谷氨酸）
5-磷酸核糖胺
(PRA)
NH2
NH2
P O CH2 O
Gly H2C （甘氨酸） OC
核酸的基本知识
• 核酸分为两大类: DNA和RNA
• 核酸基本组成单位：核苷酸（nucleotide）
磷酸
核苷酸
戊糖： 核糖、脱氧核糖
核苷
嘌呤 腺嘌呤（adenine,A）
碱基
鸟嘌呤（guanine,G）
嘧啶 胞嘧啶（cytosine,C)
胸腺嘧啶（thymine, T)
尿嘧啶（uracil, U)
HOOC CH CH2 COOH
NH
H2O HN
N
延胡索酸
（天冬氨酸）
Asp GTP
O
AMPS 合成酶
N
N AMPS 裂解酶
R-5'-P
腺苷酸代琥珀酸
HN
N
（AMPS）
NH2
HN
N
NN R-5'-P
AMP H2O
H
R-5'-P
IMP
NADH + H+ O
IMP脱氢酶
HN
O
Gln
• 负性调节——6个长反馈调节：由AMP、GMP和IMP分别反馈抑制PRPPK 和GPAT这两关键酶的活性；2个短反馈调节：由AMP反馈抑制腺苷酸 代琥珀酸合成酶，由GMP反馈抑制IMP脱氢酶的活性所进行的反馈抑 制来调节嘌呤核苷酸的从头合成。
胰核酸酶
核苷酸
胰、肠核苷酸酶
磷酸
核苷
核苷酶
排出，很少被吸收
碱基
戊糖
戊糖代谢
嘌呤核苷酸的合成代谢
一、从头合成途径 (De novo synthesis pathway)
指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经 过一系列酶促反应，合成核苷酸的途径。
合成部位：肝、小肠和胸腺的胞液，并不是所有细胞都具有从头 合成嘌呤的能力。