生物化学第六章

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嘌呤分解中的脱氨作用
脱氨作用可以在核苷或核苷酸的水平 上进行。动物组织腺嘌呤脱氨酶含量 极少，而腺嘌呤核苷脱氨酶及腺嘌呤 核苷酸脱氨酶的活性较高，因此腺嘌 呤的脱氨分解主要在核苷或核苷酸水 平上进行。鸟嘌呤脱氨酶分布广，脱 氨分解主要在该酶的作用下进行。
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嘌呤核苷酸分解的三级脱氨
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鸟嘌呤脱氨
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嘌呤核苷酸的从头合成原料 -D-ribose-5-P, ATP, Gln, Asp,
Gly，GTP,一碳单位, CO2等。 另需辅助因子：
Mg2+, Mn2+, NAD+, FH4
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嘌呤环元素的来源
“一碳”
“一碳”
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IMP合成的过程
合成中先生成IMP，继而合成 AMP和GMP。
（参看课P486/488图）
主要
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嘌呤碱的分解
不同生物嘌呤碱的分解能力不同， 代谢产物也不同，人和猿类及一 些排尿酸的动物（鸟类、某些爬 行类和昆虫）嘌呤的代谢产物为 尿酸。而其他生物可以分解嘌呤 为多种不同产物。
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嘌呤碱的分解
嘌呤碱的分解首先是在各种脱 氨酶的作用下脱去氨基 。Ade 和Gua分别生成次黄嘌呤和黄嘌 呤，进一步代谢生成尿酸。
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痛风治疗
治疗痛风的原则是：合理的饮食控 制；充足的水分摄入；规律的生活 制度；适当的体育活动；有效的药 物治疗；定期的健康检查。
饮食治疗[每日嘌呤摄入量不超过 150mg]。
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常见食物的嘌呤含量范围
每100克食物嘌呤含量小于50毫克为低嘌 呤的有： 五谷类：米、麦、高梁、玉米、马铃薯、 甘薯、面条、通心粉； 蛋 类：鸡蛋、鸭蛋、皮蛋； 奶 类：牛奶、乳酪、冰琪琳； 饮 料：汽水、巧克力、可可、咖啡、麦 乳精、果汁、茶、蜂蜜、果冻；以及各种 水果、蔬菜和油脂 等。
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概述
生物体普遍存在的磷酸单酯酶或 核苷酸酶可催化核苷酸的水解， 而特异性强的磷酸单酯酶只能水 解3’-Nt或5’-Nt。 催化核苷水解的酶有2类，即核 苷磷酸化酶和核苷水解酶
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局限，只对核 糖Ns发生作用
广泛存在， 反应可逆
核 苷 酸 及 核 苷 分 解
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一、嘌呤核苷酸的降解
主要 主要
动物中基 本不发生
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二、核苷酸的补救合成途径
嘌呤核苷酸的补救合成有两条途径： 第1种是通过特异的磷酸核糖转移酶的
作用，由PRPP提供磷酸核糖，使游离 的嘌呤碱发生磷酸核糖化作用而生成 嘌呤核苷酸。（较重要） 第2种是嘌呤核苷在5-羟基发生磷酸化 生成嘌呤核苷酸。
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嘌呤核苷酸的补救合成
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嘌呤核苷酸的补救合成的酶
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脱氧核糖核苷酸的合成
除需还原酶外，还需另两种氧还蛋白 参与，即硫氧还蛋白(thioredoxin) 和谷氧还蛋白(glutaredoxin)。产 物为dNDP。 进一步在激酶的作用下形成相应的 dNTP。
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痛风(Gout)
嘌呤碱分解代谢产生过多的尿酸，溶解 性很差，易形成尿酸钠结晶，沉积于 关节、软组织、软骨甚至肾脏等处， 也可形成尿酸的尿路结石。沉积于男 性关节腔的尿酸钠结晶被吞噬细胞吞 噬，尿酸钠通过氢键与溶酶体膜作用， 破坏溶酶体，释放的水解酶及蛋白因 子使局部生成较多致炎物质，引起痛 风性关节炎—痛风。
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痛 风 的 尿 酸 钠 晶 体
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痛风检测
诊断痛风最简便而有价值的实验室检查是血 尿酸测定。血尿酸升高是诊断痛风最直接的 实验室检查依据，也是确诊的必备条件。急 性发作期绝大多数病人血清尿酸含量升高。 一般采用尿酸酶法测定。除血尿酸测定外， 也可测定尿酸含量，关节腔穿刺检查，血、 尿常规检查，血沉检查，痛风石内容物检查， X线摄片检查。
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由IMP合成AMP和GMP
腺苷琥珀
裂解酶
酸合成酶
脱氢酶
羽田杀菌素OHC-N（OH）-CH2-COOH
合成酶
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嘌呤核苷酸合成的调节
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核苷酸合成与疾病治疗
许多化疗试剂的靶是核苷酸合成途 径的酶。肿瘤细胞比绝大多数正常 细胞生长快，需要合成更多的核苷 酸作为DNA和RNA合成的前体，因此 较正常细胞对核苷酸合成抑制剂更 为敏感。一系列化疗试剂通过抑制 核苷酸合成途径的一个或多个酶起 作用。
从头合成首先合成UMP，然后由
它转变为其它嘧啶核苷酸。
合成的原料有氨基甲酰磷酸和天冬 氨酸
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嘧啶环元素的来源
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氨甲酰磷酸合成氨甲酰Asp
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乳 清 酸 的 合 成
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乳清酸合成UMP
59
由嘧
乳啶
清核
酸苷
合酸
成的
UTP CTP
全
和
程 合
成
：
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UTP合成CTP
61
嘧 啶 核 苷 酸 合 成 的 调 节
人体组织中只有两种是嘌呤碱发生磷 酸核糖化的酶：
一是腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT） 二是次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶
（HGPRT）； HGPRT较APRT活性 强。
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嘌呤核苷酸的补救合成与疾病
HGPRT缺陷的男性儿童表现为一 种强制性的自残行为--自毁容貌 综合症，为先天性遗传疾病（缺 乏HGPRT)，行为对立，侵略性 强，自咬手指、脚趾、嘴唇等， 智力低下。——莱-纳二氏（Lesch-
第六章
核苷酸代谢
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教学目标
1、了解核酸的生物降解 2、熟悉核苷酸的降解 3、了解核苷酸代谢与疾病 4、了解嘌呤核苷酸的生物合成 5、了解嘧啶核苷酸的生物合成 6、了解脱氧核苷酸的生物合成
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第一节
核苷酸的分解代谢
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一、核酸的生物降解
食物中的核酸与蛋白质结合为 Nucleoprotein的形式，在胃中受 胃 酸 作 用 水 解 为 NA 和 Proteins ， NA 在 小 肠 被 胰 Nuclease[ 包 括 DNase 、 RNase] 和 肠 液 中 多 核 苷 酸酶作用降解为单核苷酸，通过核 苷酸酶的进一步作用水解为核苷和 磷酸，被肠粘膜细胞吸收。
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IMP
的 全 程 合 成
PRA: 5-磷酸核糖胺; GAR: 5-甘氨酰胺核苷酸; FGAR: 5-甲酰甘氨酰胺核苷 酸 FGAM: 5-甲酰甘氨眯核苷酸 ；AIR: 5-氨基咪唑核苷酸 CAIR: 5-氨基咪唑-4-羧基核苷酸 ；SAICAR: 5-氨基咪唑-4-甲酰胺 AICAR: 5-氨基咪唑-4-甲酰基核苷酸； FAICAR: 5-甲酰基咪唑-4-甲酰基核苷酸
Nyhan) 综合症（自毁容貌综合症）
Hale Waihona Puke 51自毁容貌综合症机理52
本节小结
1、飘呤核苷酸的从头合成 2、嘌呤核苷酸的补救合成 3、嘌呤核苷酸的生物合成调节 4、嘌呤核苷酸的生物合成与疾病
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第二节
嘧啶核苷酸的生物合成
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一、嘧啶核苷酸的从头合成
首先合成嘧啶环，然后与PRPP 中的磷酸核糖连接起来形成嘧啶 核苷酸。
尿囊素
产物
物嘌
尿囊酸
不呤
同核
尿素
苷
氨[铵]
酸
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尿酸与疾病
嘌呤核苷酸的分解代谢主要在肝脏、小肠及肾脏 中进行。生理情况下嘌呤合成与分解处于相对 平衡状态，尿酸的生成与排泄也较恒定。正常 人血浆中尿酸含量约0.12-0.36mmol/L，男性平 均0.27mmol/L ，女性平均0.21mmol/L 。当体 内核酸大量分解(白血病、恶性肿瘤等)或食入 高嘌呤食物时，血中尿酸水平升高，超过 0.48mmol/L时，尿酸盐过饱和形成结晶，沉积 于关节、软组织、软骨及肾等处，而导致关节 炎、尿路结石及肾疾患，称为痛风症。
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高嘌呤食物
① 豆类及蔬菜类：黄豆、扁豆、紫菜、香菇。 ② 肉类：肝（猪肝、牛肝、鸡肝、鸭肝、鹅肝）、 肠（猪肠、牛肠、鸡肠、鸭肠、鹅肠）、心（猪心、 牛心、鸡心、鸭心、鹅心）、肚与胃（猪肝、牛肝、 鸡胃、鸭胃、鹅胃）、肾（猪肾、牛肾）、肺脑、 胰、肉脯、浓肉汁、肉馅等。 ③ 水产类：鱼类（鱼皮、鱼卵、鱼干、沙丁鱼、风 尾鱼、鲭鱼、鲢鱼、乌鱼、鲨鱼、带鱼、吻仔鱼、 海鳗、扁鱼干、鲳鱼）、贝壳类（蛤蜊、牡蛎、蛤 子、蚝、淡菜、干贝）、虾类（草虾、金勾虾、小 虾、虾米）、海参。 ④ 其他：酵母粉、各种酒类（尤其是啤酒）。
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乳清酸尿症 oroticaciduria
乳清酸尿症是一种常染色体隐性遗传病， 患者体内嘧啶核苷酸从头合成酶缺陷。该 病症分两种类型：一型缺乏乳清酸磷酸核 糖转移酶和乳清酸核苷酸脱羧酶；尿中排 出多量乳清酸。患者出现发育不良，巨幼 红细胞性贫血症。二型只缺乏乳清酸核苷 酸脱羧酶，尿中出现乳清酸核苷酸和少量 乳清酸。二者均易发生感染。
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第二节
嘌呤核苷酸的生物合成
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概述
可以通过两条完全不同的途径进行，
1、补救途径由现成的核苷或游离的碱 基、磷酸、戊糖在酶的作用下直接合 成Nt—Salvage Pathway
2、从头合成或由磷酸戊糖先和尚未完 成的Pu或Py环结合，在未完成的环上 添加必要的部分，然后闭合成环— De novo Synthesis。
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一、嘌呤核苷酸的从头合成
碳14标记的HCOOH和氮15标记的氨基酸与 鸽肝匀浆物共培养，得到Pu环各元素 的来源，1950s由J.Buchanan和 G.Robert Greenberg提出 Hypoxanthine de novo synthesis 假说，并证明Hypoxanthine Nt是 Ade-Nt及Gua-Nt合成的前体。
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常见食物的嘌呤含量范围
每100克食物中含50毫克—150毫克嘌呤 的为中嘌呤有： 肉 类：鸡肉、猪肉、牛肉、羊肉、鱼、 虾、螃蟹； 豆 类：黑豆、绿豆、红豆、花豆、碗 豆、菜豆、豆干、豆腐以及笋干、金针、 银耳、花生、腰果、芝麻等。