生物化学及分子生物学(人卫第九版)-09核苷酸代谢
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生物化学及分子生物学(人卫第九版)-09核苷酸代谢
一、嘧啶核苷酸的合成也有从头合成与补救合成两条途径
(一)嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单
合成部位 主要是肝细胞胞液
合成原料 谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸
生物化学与分子生物学（第9版）
嘧啶合成的元素来源
谷氨酰胺 CO2
天冬氨酸
生物化学与分子生物学（第9版）
氨基甲酰磷酸的合成
谷氨酰胺 + HCO3-
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
GMP XMP
生物化学与分子生物学（第9版）
（四）脱氧核苷酸的生成在二磷酸核苷水平进行
OO
OO HO-P-O-P-O-CH2 碱基
NADPH+H+ O
OO
HO-P-O-P-O-CH2 碱基
OO
NADP++H2O
O
H OH OH H
核糖核酸还原酶
H OH H
H
NDP
生物化学与分子生物学（第9版）
嘌呤核苷酸的分解代谢
AMP
H （次黄嘌呤）
GMP
G
X
黄嘌呤氧化酶
（黄嘌呤）
尿酸
生物化学与分子生物学（第9版）
痛风症的治疗机制
次黄嘌呤及别嘌呤醇分子式
OH N CC HC C
N
N CH
N
次黄嘌呤
OH
N CC HC C
N
CH N
N
别嘌呤醇
别嘌呤醇抑制尿酸生成
氨基甲酰磷 酸合成酶II
2ATP 2ADP+Pi
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
生物化学与分子生物学（第9版）
两种氨基甲酰磷酸合成酶（CPS）的区别内容 分布 氮Fra bibliotek 变构激活剂 功能
(一)嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单
合成部位 主要是肝细胞胞液
合成原料 谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸
生物化学与分子生物学（第9版）
嘧啶合成的元素来源
谷氨酰胺 CO2
天冬氨酸
生物化学与分子生物学（第9版）
氨基甲酰磷酸的合成
谷氨酰胺 + HCO3-
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
GMP XMP
生物化学与分子生物学（第9版）
（四）脱氧核苷酸的生成在二磷酸核苷水平进行
OO
OO HO-P-O-P-O-CH2 碱基
NADPH+H+ O
OO
HO-P-O-P-O-CH2 碱基
OO
NADP++H2O
O
H OH OH H
核糖核酸还原酶
H OH H
H
NDP
生物化学与分子生物学（第9版）
嘌呤核苷酸的分解代谢
AMP
H （次黄嘌呤）
GMP
G
X
黄嘌呤氧化酶
（黄嘌呤）
尿酸
生物化学与分子生物学（第9版）
痛风症的治疗机制
次黄嘌呤及别嘌呤醇分子式
OH N CC HC C
N
N CH
N
次黄嘌呤
OH
N CC HC C
N
CH N
N
别嘌呤醇
别嘌呤醇抑制尿酸生成
氨基甲酰磷 酸合成酶II
2ATP 2ADP+Pi
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
生物化学与分子生物学（第9版）
两种氨基甲酰磷酸合成酶（CPS）的区别内容 分布 氮Fra bibliotek 变构激活剂 功能
生物化学及分子生物学第九版笔记
生物化学及分子生物学第九版笔记1. 引言生物化学及分子生物学是现代生物学的重要分支，它研究生命活动的基本原理及相关分子机制。
第九版笔记是这一领域的经典教材，涵盖了生物化学和分子生物学的最新发展，对于理解细胞的生物化学过程、基因调控和蛋白质功能等方面有着重要意义。
2. 基本概念生物化学及分子生物学的基本概念包括生物大分子（蛋白质、核酸、多糖和脂类）的结构和功能、细胞代谢途径及信号传导等。
通过深入学习这些基本概念，我们可以更好地理解生命的本质及其调控机制。
3. 蛋白质的结构和功能蛋白质是细胞中最重要的大分子，它们承担着多种生物学功能，如酶催化、结构支持、信息传递等。
了解蛋白质的结构与功能对于深入理解细胞活动至关重要。
第九版笔记中对蛋白质结构的描述非常详细，包括了一级结构、二级结构、三级结构和四级结构等方面的内容，为我们提供了深入理解蛋白质结构与功能的基础知识。
4. 基因调控基因调控是细胞命运决定和分化的重要过程，也是许多疾病发生的基础。
第九版笔记中对基因调控的机制进行了系统的介绍，包括DNA的复制、转录和翻译等过程，以及转录调控和表观遗传调控。
通过学习这些内容，我们可以深入了解基因调控在细胞内部是如何进行的，为后续的疾病研究和治疗提供理论基础。
5. 分子生物学技术分子生物学技术是生物化学及分子生物学领域的重要工具，它们包括了PCR、基因克隆、蛋白质纯化等技术手段。
第九版笔记中对这些技术的原理及应用进行了系统的介绍，为我们理解和运用这些技术提供了重要的参考资料。
总结与展望生物化学及分子生物学第九版笔记涵盖了生物化学和分子生物学领域的最新进展，对于我们深入理解细胞的生物化学过程、基因调控和蛋白质功能等方面起着重要作用。
在今后的学习和研究中，我们应该注重对这些知识的深入理解和灵活运用，不断拓展自己的学术视野，为生命科学领域的发展做出更大的贡献。
个人观点生物化学及分子生物学是一门既有理论深度又具有广泛应用价值的学科，它为我们揭示了细胞的奥秘和生命的本质。
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素课件
3. 活性形式
视黄醇、视黄醛和视黄酸
维生素A的结构
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
（二）生物学功能
1. 视黄醛参与视觉传导
视循环
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
2. 视黄酸调控基因表达和细胞生长与分化 ➢ 关键物质：9-顺视黄酸 全反式视黄酸或全反式维甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA） ➢ 作用途径：与细胞内核受体结合，进而与DNA反应元件作用
3. 维生素K对减少动脉钙化也具有重要的作用
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ前体 （无活性）
γ-谷氨酰羧化酶 （辅酶VitK）
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ （有活性）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素K
（三）维生素K缺乏症
1. 缺乏症 ➢ 成人不易缺乏，新生儿可能缺乏 ➢ 脂类吸收障碍（如胰腺、胆管疾病） ➢ 缺乏的主要症状：易出血
➢ 脂溶性维生素（lipid-soluble vitamin） ➢ 水溶性维生素（water-soluble vitamin）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
第一节
脂溶性维生素
Lipid-soluble Vtamin
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素
（一）共同特点
➢ 均为疏水性化合物，易溶于脂类和有机溶剂，常随脂类物质被吸收 ➢ 在血液中与脂蛋白或特异性结合蛋白结合而运输，不易被排泄，在体内主要储存于肝，故不需每日供给 ➢ 不同种类脂溶性维生素执行不同的生物化学与生理功能 ➢ 脂类吸收障碍和食物中长期缺乏此类维生素可引起相应的缺乏症，摄入过多则可发生中毒
视黄醇、视黄醛和视黄酸
维生素A的结构
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
（二）生物学功能
1. 视黄醛参与视觉传导
视循环
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
2. 视黄酸调控基因表达和细胞生长与分化 ➢ 关键物质：9-顺视黄酸 全反式视黄酸或全反式维甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA） ➢ 作用途径：与细胞内核受体结合，进而与DNA反应元件作用
3. 维生素K对减少动脉钙化也具有重要的作用
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ前体 （无活性）
γ-谷氨酰羧化酶 （辅酶VitK）
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ （有活性）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素K
（三）维生素K缺乏症
1. 缺乏症 ➢ 成人不易缺乏，新生儿可能缺乏 ➢ 脂类吸收障碍（如胰腺、胆管疾病） ➢ 缺乏的主要症状：易出血
➢ 脂溶性维生素（lipid-soluble vitamin） ➢ 水溶性维生素（water-soluble vitamin）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
第一节
脂溶性维生素
Lipid-soluble Vtamin
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素
（一）共同特点
➢ 均为疏水性化合物，易溶于脂类和有机溶剂，常随脂类物质被吸收 ➢ 在血液中与脂蛋白或特异性结合蛋白结合而运输，不易被排泄，在体内主要储存于肝，故不需每日供给 ➢ 不同种类脂溶性维生素执行不同的生物化学与生理功能 ➢ 脂类吸收障碍和食物中长期缺乏此类维生素可引起相应的缺乏症，摄入过多则可发生中毒
生物化学与分子生物学-名词解释
第二章蛋白质1、GSH即谷胱甘肽，是由谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸通过肽键缩合而成的三肽。
2、蛋白质变性（protein denaturation）蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被改变，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失，这种现象称为蛋白质变性。
3、α-螺旋(α-helix)蛋白质中常见的一种二级结构，肽链主链绕假想的中心轴盘绕成螺旋状，一般都是右手螺旋结构，螺旋是靠链内氢键维持的。
每个氨基酸残基（第n个）的羰基氧与多肽链C端方向的第3个残基（第n＋3个）的酰胺氮形成氢键。
在典型的右手α-螺旋结构中，螺距为0.54nm，每一圈含有3.6个氨基酸残基，每个残基沿着螺旋的长轴上升0.15nm。
4、β-折叠片层(β-sheet)是蛋白质中的常见的二级结构，是由伸展的多肽链组成的。
折叠片的构象是通过一个肽键的羰基氧和位于同一个肽链或相邻肽链的另一个酰胺氢之间形成的氢键维持的。
氢键几乎都垂直伸展的肽链，这些肽链可以是平行排列（走向都是由N到C方向）；或者是反平行排列（肽链反向排列）。
5、β-转角（β-turn）也是多肽链中常见的二级结构，连接蛋白质分子中的二级结构（α-螺旋和β-折叠），使肽链走向改变的一种非重复多肽区，一般含有2～16个氨基酸残基。
含有5个氨基酸残基以上的转角又常称之环（loops）。
常见的转角含有4个氨基酸残基，有两种类型。
转角I的特点是：第1个氨基酸残基羰基氧与第4个残基的酰胺氮之间形成氢键；转角II的第3个残基往往是甘氨酸。
这两种转角中的第2个残基大都是脯氨酸。
6、功能蛋白质组（functional proteome）指的是特定时间、特定环境和实验各种下，基因组活跃表达的蛋白质。
7、肽键(peptide bond )在蛋白质分子中，一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基脱水缩合后而形成的酰胺键称为肽键。
8、基序/模体（motif）模体属于蛋白质的超二级结构，由2个或2个以上具有二级结构的的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象，并发挥专一的功能。
最新生物化学及分子生物学(人卫第九版)-09核苷酸代谢讲解学习
O=C
H2O
H
O CC
C N H
O
N
N
CH
FH4
10
转甲酰基酶
K+
H2N
N10-甲酰FH4
C
C C
R-5'-P
H2N
N CH N R-5'-P
9
延胡索酸
5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸，FAICAR
5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸，AICAR
生物化学与分子生物学（第9版）
第二阶段：由IMP生成AMP和GMP
胰核酸酶
核苷酸
核苷
胰、肠核苷酸酶
磷酸
碱基
核苷酶
戊糖
生物化学与分子生物学（第9版）
三、核苷酸的代谢包括合成和分解代谢
核苷酸的合成代谢 核苷酸的分解代谢
第二节
嘌呤核苷酸的合成与分解代谢
Synthesis and Degradation of Purine Nucleotides
生物化学与分子生物学（第9版）
Asp,ATP,Mg2+
N CC H
C H2 N
R-5'-P
N
CH N R-5'-P
5-氨基咪唑核苷酸，AIR
5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸，CAIR
N-琥珀酰-5-氨基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸，SAICAR
O
C HN
C
N
HC C CH
N H
N
R-5'-P
次黄嘌呤核苷酸, IMP
11 H2N
IMP合酶
ATP
_
_
IMP
腺苷酸代 琥珀酸
XMP
AMP ADP ATP GMP GDP GTP
分子生物学原理核苷酸代谢
1/17/2019 分子生物学原理
第二节 嘌呤核苷酸的分解代谢
• 类似于食物中核苷酸的消化过程。 1.核苷酸在核苷酸酶的作用下水解成核苷 2.核苷磷酸解成自由的碱基及1-磷酸核糖。 3.1-磷酸核糖转变成5-磷酸核糖，成为 PRPP的原料。 4.嘌呤碱既可以参加补救合成，也可以分 解产生尿酸。
1/17/2019 分子生物学原理
天冬氨酸
甲酰基
甲酰基
1/17/2019
分子生物学原理
谷氨酰胺
IMP的合成
磷酸核糖焦磷酸
PRPP合成酶
酰胺转移酶
1/17/2019 分子生物学原理
1-氨基-5’磷酸核苷
甘氨酸
甲酰FH4
பைடு நூலகம்
谷氨酰胺
1/17/2019
分子生物学原理
1/17/2019
分子生物学原理
特点
• 嘌呤碱的合成一开始就沿着合成核苷酸 的途径进行，即在磷酸核糖分子上逐步 合成嘌呤核苷酸，而不是首先单独合成 嘌呤碱后再与磷酸核糖结合的。这是嘌 呤核苷酸从头合成的一个重要特点。 • 肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器 官，其次是小肠粘膜和胸腺。
UMP＋ADP
1/17/2019
分子生物学原理
嘧啶核苷酸的抗代谢物
• 嘧啶类似物：5-氟尿嘧啶 • 氨基酸类似物、叶酸类似物
1/17/2019
分子生物学原理
嘧啶核苷酸的分解代谢
• 通过核苷酸酶及核苷磷酸化酶的作用， 分别除去磷酸及核糖和嘧啶 • 胞嘧啶脱氨基转变成尿嘧啶。 • 尿嘧啶还原成二氢尿嘧啶，并水解开环。 最终生成NH3、CO2及-丙氨酸。 • 胸腺嘧啶降解成-氨基异丁酸。 • 嘧啶碱的代谢主要在肝中进行。产物易 溶于水。
第二节 嘌呤核苷酸的分解代谢
• 类似于食物中核苷酸的消化过程。 1.核苷酸在核苷酸酶的作用下水解成核苷 2.核苷磷酸解成自由的碱基及1-磷酸核糖。 3.1-磷酸核糖转变成5-磷酸核糖，成为 PRPP的原料。 4.嘌呤碱既可以参加补救合成，也可以分 解产生尿酸。
1/17/2019 分子生物学原理
天冬氨酸
甲酰基
甲酰基
1/17/2019
分子生物学原理
谷氨酰胺
IMP的合成
磷酸核糖焦磷酸
PRPP合成酶
酰胺转移酶
1/17/2019 分子生物学原理
1-氨基-5’磷酸核苷
甘氨酸
甲酰FH4
பைடு நூலகம்
谷氨酰胺
1/17/2019
分子生物学原理
1/17/2019
分子生物学原理
特点
• 嘌呤碱的合成一开始就沿着合成核苷酸 的途径进行，即在磷酸核糖分子上逐步 合成嘌呤核苷酸，而不是首先单独合成 嘌呤碱后再与磷酸核糖结合的。这是嘌 呤核苷酸从头合成的一个重要特点。 • 肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器 官，其次是小肠粘膜和胸腺。
UMP＋ADP
1/17/2019
分子生物学原理
嘧啶核苷酸的抗代谢物
• 嘧啶类似物：5-氟尿嘧啶 • 氨基酸类似物、叶酸类似物
1/17/2019
分子生物学原理
嘧啶核苷酸的分解代谢
• 通过核苷酸酶及核苷磷酸化酶的作用， 分别除去磷酸及核糖和嘧啶 • 胞嘧啶脱氨基转变成尿嘧啶。 • 尿嘧啶还原成二氢尿嘧啶，并水解开环。 最终生成NH3、CO2及-丙氨酸。 • 胸腺嘧啶降解成-氨基异丁酸。 • 嘧啶碱的代谢主要在肝中进行。产物易 溶于水。
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-10代谢的整合与调节
某些重要的代谢途径的关键酶
代谢途径
糖酵解 丙酮酸氧化脱羧 柠檬酸循环 糖原分解 糖原合成 糖异生 脂肪酸合成 脂肪酸分解 胆固醇合成 己糖激酶 磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 丙酮酸脱氢酶系 异柠檬酸脱氢酶 α -酮戊二酸脱氢酶系 柠檬酸合酶 磷酸化酶 糖原合酶 丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 果糖-1,6-二磷酸酶 葡糖-6-磷酸酶 乙酰辅酶A羧化酶 肉碱脂酰转移酶I HMG辅酶A还原酶
磷酸戊糖途径 氧化反应 NADPH + H + 乙酰CoA 脂酸、胆固醇
还原反应
二、物质代谢与能量代谢相互关联
三大营养物质可在体内氧化供能 三大营养物质 各自代谢途径
糖 脂肪 蛋白质 乙酰CoA TAC CO2 ATP
共同中间 产物
共同代谢 途径
2H
从能量供应的角度看，三大营养物质可以互
相代替，互相补充，但也互相制约。
氨 基 酸 ︑ 糖 及 脂 肪 代 谢 的 联 系
糖
丙氨酸 半胱氨酸 丝氨酸 苏氨酸 色氨酸
磷酸丙糖 PEP 丙酮酸 异亮氨酸 亮氨酸 色氨酸 草酰乙酸
脂肪
乙酰CoA
乙酰乙酰CoA
酮体
柠檬酸
亮氨酸 赖氨酸 酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸
天冬氨酸 天冬酰胺 延胡索酸 苯丙氨酸 酪氨酸
TAC
琥珀酰CoA
CO2 α -酮戊二酸 谷氨酸 精氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 缬氨酸
糖原分解 糖异生 脂肪酸合成 氨基酸代谢 嘌呤合成 嘧啶合成
磷酸化酶（肌） 磷酸化酶（肝） 丙酮酸羧化酶 乙酰辅酶A羧化酶 谷氨酸脱氢酶 PRPP酰胺转移酶 氨基甲酰磷酸合成酶II
2. 别构效应剂通过改变酶分子构象改变酶活性
催化亚基 别构酶 调节亚基
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-09核苷酸代谢
NH
R-5'-P
甲酰甘氨脒核苷酸，FGAM
甲酰甘氨酰胺核苷酸，FGAR
甘氨酰胺核苷酸，GAR
NH
H2C CHO
H2O
HN=C
6
NH
AIR合成酶 ATP,Mg2+,K+
R-5'-P
甲酰甘氨脒核苷酸，FGAM
O
HOOC O
HC
C H2N
N
7
CH 羧化酶
N
CO2
R-5'-P
C HO
H2N
C
C N
N CH
依据对底物作用方式不同 核酸内切酶：在DNA或RNA分子内部切断磷酸二酯键 。 核酸外切酶：水解核酸分子链末端的磷酸二酯键，有5´→3´或3´→5´核酸外切酶。
生物化学与分子生物学（第9版）
核酸外切酶分类
5´→3´核酸外切酶： 从5′端切除核苷酸的称为5′→3′核酸外切酶
3´→5´核酸外切酶： 从3′端切除核苷酸的称为3′→5′核酸外切酶
O
NAD+
O
HN
C
磷酸核糖转移酶 HN
C
NADH+H+
C
N
C
COOH
R-5’-P
PPi
PRPP
C
N
C
COOH
H
乳清酸核苷酸OMP
乳清酸
生物化学与分子生物学（第9版）
胞嘧啶核苷酸的合成
尿苷酸激酶 ATP ADP
UDP 二磷酸核苷激酶
CTP合成酶
UTP
ATP ADP
谷氨酰胺 谷氨酸
ATP
ADP+Pi
dNTP + ADP
生物化学及分子生物学人卫第九版代谢的整合与调节ppt课件
了解 1. 激素调节靶细胞的代谢 2. 营养过剩和应激状态下的整体代谢
第一节
代谢的整体性
(Integrity of Metabolism)
一、体内代谢过程互相联系形成一个整体
（一）代谢的整体性
水 脂类
消化吸收
糖类
无机盐
中间代谢
蛋白质
维生素
废物排泄
各种物质代谢之间互有联系，相互依存，构成统一的整体。
二、物质代谢与能量代谢相互关联
三大营养物质可在体内氧化供能
三大营养物质 各自代谢途径
共同中间 产物
糖
脂肪
乙酰CoA
蛋白质
共同代谢 途径
2H TAC
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2
ATP
从能量供应的角度看，三大营养物质可以互 相代替，互相补充，但也互相制约。
一般情况下，机体优先利用燃料的次序是糖 （50-70% ）、脂肪（ 10-40% ）和蛋白质。供能 以糖及脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。
一代谢的整体性二体内各种代谢物都具有各自共同的代谢池例如消化吸收的糖肝糖原分解糖异生三体内代谢处于动态平衡生者化化又生生化即化生四氧化分解产生的nadph为合成代谢提供所需的还原当量磷酸戊糖途径氧化反应nadph乙酰coa还原反应脂酸胆固醇二物质代谢不能量代谢相互关联三大营养物质可在体内氧化供能三大营养物质各自代谢途径脂肪蛋白质乙酰coatacco共同中间产物共同代谢途径2hatp从能量供应的角度看三大营养物质可以互相代替互相补充但也互相制约
一种物质的代谢障碍可引起其他物质的代谢紊乱，如糖 尿病时糖代谢的障碍，可引起脂代谢、蛋白质代谢甚至水盐代 谢紊乱。
（一）葡萄糖可转变为脂肪酸
摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉）
第一节
代谢的整体性
(Integrity of Metabolism)
一、体内代谢过程互相联系形成一个整体
（一）代谢的整体性
水 脂类
消化吸收
糖类
无机盐
中间代谢
蛋白质
维生素
废物排泄
各种物质代谢之间互有联系，相互依存，构成统一的整体。
二、物质代谢与能量代谢相互关联
三大营养物质可在体内氧化供能
三大营养物质 各自代谢途径
共同中间 产物
糖
脂肪
乙酰CoA
蛋白质
共同代谢 途径
2H TAC
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2
ATP
从能量供应的角度看，三大营养物质可以互 相代替，互相补充，但也互相制约。
一般情况下，机体优先利用燃料的次序是糖 （50-70% ）、脂肪（ 10-40% ）和蛋白质。供能 以糖及脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。
一代谢的整体性二体内各种代谢物都具有各自共同的代谢池例如消化吸收的糖肝糖原分解糖异生三体内代谢处于动态平衡生者化化又生生化即化生四氧化分解产生的nadph为合成代谢提供所需的还原当量磷酸戊糖途径氧化反应nadph乙酰coa还原反应脂酸胆固醇二物质代谢不能量代谢相互关联三大营养物质可在体内氧化供能三大营养物质各自代谢途径脂肪蛋白质乙酰coatacco共同中间产物共同代谢途径2hatp从能量供应的角度看三大营养物质可以互相代替互相补充但也互相制约
一种物质的代谢障碍可引起其他物质的代谢紊乱，如糖 尿病时糖代谢的障碍，可引起脂代谢、蛋白质代谢甚至水盐代 谢紊乱。
（一）葡萄糖可转变为脂肪酸
摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉）
生物化学与分子生物学(人卫第九版)-10代谢的整合与调节
2. 别构效应剂通过改变酶分子构象改变酶活性
别构酶
催化亚基 调节亚基
别构效应剂： 底物、终产物 其他小分子代谢物
别构效应剂 + 酶的调节亚基
疏松
紧密
酶的构象改变
亚基聚合
亚基解聚
酶分子多聚化
酶的活性改变 （激活或抑制 ）
※ 别构效应的机制有两种：
（1）调节亚基含有一个“假底物”（pseudosubstrate）序列 “假底物”序列能阻止催化亚基结合底物，抑制酶活性；效应剂结合调
F-2,6-BP、AMP、ADP、F-1,6-BP F-1,6-BP、ADP、AMP
AMP、CoA、NAD+、ADP、AMP 乙酰CoA、草酰乙酸、ADP
ADP、AMP AMP
乙酰CoA 乙酰CoA、柠檬酸、异柠檬酸 ADP、GDP PRPP
柠檬酸、ATP ATP、丙氨酸 葡糖-6-磷酸 ATP、乙酰CoA、NADH 柠檬酸、NADH、ATP 琥珀酰CoA、NADH ATP ATP、葡糖-6-磷酸 葡萄糖、F-1,6-BP、F-1-P AMP 软脂酰CoA、长链脂酰CoA ATP、GTP IMP、AMP、GMP UMP
节亚基导致“假底物”序列构象变化，释放催化亚基，使其发挥催化作用。 如cAMP激活PKA。
（2）别构效应剂与调节亚基结合，能引起酶分子三级和/或四级结构在“T” 构象（紧密态、无活性／低活性）与“R”构象（松弛态、有活性／高活性） 之间互变，从而影响酶活性。如氧调节Hb。
3. 别构调节使一种物质的代谢与相应的代谢需求和相关物质的代谢协调 别构效应剂（底物、终产物、其他小分子代谢物）
（二）关键酶活性决定整个代谢途径的速度和方向
※ 关键酶（key enzymes） 代谢过程中具有调节作用的酶。
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O
O
11
IMP合酶
H2O
H2N O=C
H
CC N
10
C
C CH
转甲酰基酶
K+
H2N
NN
FH4 N10-甲酰FH4
H R-5'-P
H2N
C C
N
CH N R-5'-P
9
延胡索酸
5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸，FAICAR
5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸，AICAR
精品课件
生物化学与分子生物学（第9版）
谷氨酰胺
酰胺转移酶
谷氨酸
H2N-1-R-5´-P （5´-磷酸核糖胺）
第一阶段： IMP的合成 第二阶段： AMP和GMP的生成
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IMP
AMP GMP
生物化学与分子生物学（第9版）
第一阶段：IMP的生成
1
R-5'-P PRPP合成酶
PP-1'-R-5'-P
核糖-5'-磷酸 ATP AMP
磷酸核糖焦磷酸，PRPP
第九章
核苷酸代谢 Metabolism of Nucleotides: 哈尔滨医科大学
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目录
第一节 核苷酸代谢概述 第二节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 第三节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
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重点难点
掌握 1.核苷酸的生物学功能 2.嘌呤核苷酸从头合成的概念、部位、主要阶段及元素来源 3.嘌呤核苷酸分解代谢产物 4.补救合成意义 5.嘧啶核苷酸从头合成的概念、部位及元素来源
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一、核苷酸的生物学功能
作为核酸合成的原料 体内能量利用形式 参与代谢和生理调节 组成辅酶 活化中间代谢
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）
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（一）核酸酶
二、核苷酸可由核酸酶水解核酸生成
核酸酶：是指所有可以水解核酸的酶。
依据底物不同分类 DNA酶(deoxyribonuclease, DNase)：专一降解DNA的酶。
核酸内切酶及外切酶作用位点示意图
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核酸酶的功能
➢参与DNA的合成、修复以及RNA的剪接 ➢清除多余的、结构和功能异常的核酸，以及外源性核酸 ➢降解食物中的核酸 ➢体外重组DNA技术中的重要工具酶
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(二)核酸的消化吸收
食物核蛋白
2
酰胺转移酶
Gln Glu
H2N-1-R-5'-P
5'-磷酸核糖胺,PRA
H2C-NH2
O=C-OH
ATP
Mg2+ GAR合成酶
3
NH
H2C
CHO
HN=C
NH
R-5'-P
Glu Gln
5
ATP,Mg2+
NH
H2C
CHO FH4
O=C
NH
R-5'-P
N10-甲酰FH4
4
转甲酰基酶
甲酰甘氨脒核苷酸，FGAM
补救合成途径（salvage pathway）
利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷 酸，称为补救合成途径。
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（一）嘌呤核苷酸的从头合成 1. 从头合成途径
除某些细菌外，几乎所有生物体都能合成嘌呤碱 哺乳动物从头合成部位：肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，
甲酰甘氨酰胺核苷酸，FGAR
H2C--NH2 O=C
NH R-5'-P
甘氨酰胺核苷酸，GAR
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NH
H2C CHO
HN=C
H2O 6
NH
AIR合成酶 ATP,Mg2+,K+
R-5'-P
甲酰甘氨脒核苷酸，FGAM
O
HOOC O
HC
C H2N
N
7
CH 羧化酶
N
CO2
R-5'-P
C HO
H2N
C
C N
熟悉 1.嘧啶核苷酸的补救合成及嘧啶核苷酸分解代谢产物 2.嘌呤核苷酸从头合成调节及嘧啶核苷酸从头合成调节 3.嘌呤核苷酸的抗代谢物及嘧啶核苷酸的抗代谢物
了解 1.核酸酶及分类 2.嘌呤核苷酸的相互转变
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第一节
核苷酸代谢概述
Overview of Nucleotide Metabolism
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胃酸
蛋白质
核酸（RNA及DNA）
胰核酸酶
核苷酸
核苷
胰、肠核苷酸酶
磷酸
碱基
核苷酶
戊糖
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三、核苷酸的代谢包括合成和分解代谢
核苷酸的合成代谢 核苷酸的分解代谢
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第二节
嘌呤核苷酸的合成与分解代谢
Synthesis and Degradation of Purine Nucleotides
其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则只能进行补救合成
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嘌呤碱合成的元素来源
CO2
甘氨酸
天冬氨酸
甲酰基 （一碳单位）
甲酰基 （一碳单位）
谷氨酰胺 （酰胺基）
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嘌呤核苷酸合成过程
R-5´-P
ATP AMP PP-1-R-5´-P
（5´-磷酸核糖） PRPP合成酶 （磷酸核糖焦磷酸）
N CH
H2C
8
HC
合成酶 HOOC
Asp,ATP,Mg2+
N CC H
C H2 N
R-5'-P
N
CH N R-5'-P
5-氨基咪唑核苷酸，AIR
5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸，CAIR
N-琥珀酰-5-氨基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸，SAICAR
O
C HN
C
N
HC C CH
N H
N
R-5'-P
次黄嘌呤核苷酸, IMP
RNA酶 (ribonuclease, RNase)：专一降解RNA的酶。 依据对底物作用方式不同
核酸内切酶：在DNA或RNA分子内部切断磷酸二酯键 。 核酸外切酶：水解核酸分子链末端的磷酸二酯键，有5´→3´或3´→5´核酸外切酶。
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核酸外切酶分类
5´→3´核酸外切酶： 从5′端切除核苷酸的称为5′→3′核酸外切 酶 3´→5´核酸外切酶： 从3′端切除核苷酸的称为3′→5′核酸外切 酶
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嘌呤核苷酸的结构
AMP
GMP
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一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两条途径
从头合成途径（De novo synthesis）
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，合成嘌呤核苷酸，称为从头合成途径。
第二阶段：由IMP生成AMP和GMP
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嘌呤核苷酸从头合成特点
➢ 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的 ➢ IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。AMP 或GMP的合成又需1个
ATP。
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2. 从头合成的调节