生化课件-核酸代谢

P O CH2 OH
P O CH2
ATP
AMP
M g2+
OH
H H
HOH PRPP合成酶
HH
H
OPOP
OH OH
OH OH
5-磷酸核糖
磷酸核糖焦磷酸 （PRPP）
谷氨酰胺
P O CH2 O
PPi
NH 2
H H
HH
OH OH
1-氨基-5'-磷酸核苷 （5-磷酸核糖胺，PRA）
酰胺转移酶 谷氨酸
P O CH2 O NH2
H H
HH
OH OH
NH 2
H2C OC
甘氨酸
OH
P
GAR合成酶
M g2+
ATP
ADP+Pi
NH 2 H2C OC
O CH2 HN N5,N10-甲炔 FH4
O
FH 4
H H
HH
OH OH
转甲酰基酶
1-氨基-5'-磷酸核苷 （5-磷酸核糖胺，PRA）
甘氨酰胺核苷酸 （GAR）
H H2C N CH
C O
O NH
R -5'-P
甲酰甘氨酰胺 核苷酸（FGAR）
谷氨酰胺 ATP
COOH O
O
谷氨酸
M g2+
5H--CCC氨 甲HO2O基 酰NHHH咪 胺2NC核 唑CC苷 -4酸 -RNN（（-C5N'SH--A琥 HPI2C珀 OAAR酸合T）P）成 天 ,M酶 g冬2+氨H酸 5酸O-H核 氨 2NC苷 基CC酸 咪（ 唑RNNC--C5A4'HI--R羧P）羧化CHO酶核225N苷 -H氨CC酸基（RNN咪A-CI唑 5'RH-）PH2AOIART合P,成Mg酶核2甲 H+苷NH酰2酸CC甘（氨 RNHNFH-脒 G5OAC'M-HP）
嘌呤核苷酸合成特点:
先形成IMP，然后在单磷酸的水平上转变 成AMP、GMP。
IMP合成从5-P-核糖开始的，在ATP参 与下先形成PRPP 嘌呤的各个原子是在PRPP的C1上逐渐加 上去的。由Asp、Gln、 Gly、甲酸、CO2 提供N和C ，合成时先形成右环，再形成 左四环氢。叶酸（FH4）是一碳单位的载体
• 概述：
基本途径
从头合成
ATP
（CO2/NH3/AA/戊糖）
核苷酸
半合成（补救合成）
dNDP
分解的现成嘌呤、嘧啶
一） 嘌呤核苷酸 的合成：
嘌呤核苷酸环上原子来源
1、主要合成途径：
嘌呤碱→核糖+磷酸→核苷酸
5—P核糖焦磷酸（PRPP） → → → 次黄嘌呤核苷酸（IMP） → → → → 其他嘌呤核苷酸
裂解酶 延胡索酸
O H2N C C N
N10-甲酰 FH4来自百度文库
K+
FH4
CH
H2N C N
转甲酰基酶
R -5'-P
5-氨基咪唑-4-甲酰 胺核苷酸（AICAR）
O
H2N H
OC
C C
C N H
N CH
N R -5'-P
5-甲酰胺基咪唑4-甲酰胺核苷酸
（FAICAR）
H2O
环水解酶
O
HN C C N CH
CTP │ 磷脂
GTP │ 蛋白质和嘌呤
• 4、腺苷酸是许多辅酶如NAD+、NADP+、
FAD和CoASH的组成成分。
• 5、cAMP、cGMP等是代谢调节物质。
• 6、 有些核苷酸如ATP、GTP、UTP、CTP
是许多磷酸激酶的辅酶。
第一节、核苷酸代谢
• 一、核苷酸的分解代谢 • 二、核苷酸的合成代谢 • 三、脱氧核糖核苷酸的合成
XMP
AMP，GMP，IMP的相互转变
2、补救合成
腺嘌呤磷酸核糖转移酶
腺嘌呤+PRPP
APRT
AMP+PPi
(adenine phosohoribosyl transferase)
次黄嘌呤- 鸟嘌呤
鸟嘌呤+PRPP
磷酸核糖转移酶( H G P R T )
GMP+PPi
(hypoxanthine-guanine phosohoribosyl transferase)
HC N C N R -5'-P
次黄嘌呤核苷酸 （IMP）
IMP的合成要点：
• 在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环； • PRPP是重要的中间代谢物，它不仅参与
嘌呤核苷酸的从头合成，而且参与嘧啶 核苷酸的从头合成及两类核苷酸的补救 合成。是5-磷酸核糖的活性供体；
• PRPP合成酶和酰胺转移酶为关键酶。
ATP GMP
N GMP合成酶
R-5'-P
XM P
ATP和GTP的生成：
激酶 AMP
激酶
ADP
ATP
ATP ADP
ATP
ADP
GMP
激酶 GDP
激酶 GTP
ATP
ADP
ATP
ADP
激酶
激酶
NMP
NDP
NTP
ATP ADP ATP ADP
（N：嘌呤或嘧啶碱基）
AMP
NH3
GMP
腺苷酸代
琥珀酸
IMP
AMP和GMP的合成: IMP是AMP和GMP的前体。
HOOC CH CH2 COOH
NH
H2O
HN N
N
延胡索酸
AM P AMPS裂解酶 N
Asp AGMTPPS合成酶 IMP NAD+ + H2O
R-5'-P 腺苷酸代琥珀酸
（AMPS）
IMP脱氢酶NADH+HHN+ O ON H
N Gln
Glu
• 植物能将衰老叶片的嘌呤分解产
物尿囊酸输出并贮藏起来。
二）、 嘧啶的分解代谢
包括脱氨、还原、水解开环等反应， 产物： CO2 + NH3 + β—丙氨酸
β—氨基异丁酸
嘧啶碱的分解：
NH 2 N
N
O
H
NH2
Β－丙AA
O NH
还原 二氢尿嘧啶
N
O
H
（开环）
H2O
H2O
Β－脲基丙酸
二、核苷酸的合成代谢
核苷酸的降解：
•
•
核苷酸酶
• 核苷酸
•
•
•
•
•
磷酸
核苷酶 戊糖 核苷
碱基
一）、嘌呤的分解代谢
• 生物体内嘌呤的分解可分别在
碱基、核苷、核苷酸水平上进行， 进行的反应有脱氨、氧化等。
嘌呤碱的分解:
NH 2 N
N
N H
N
G
R NH2
次黄嘌呤
黄嘌呤
尿酸
• 尿酸——人和猿类 • 尿囊素——其它哺乳动物 • 尿囊酸——硬骨鱼 • 尿素——多数鱼类、两栖类
第十三章 核酸代谢
第一节、核苷酸代谢 第二节、DNA的生物合成 第三节、RNA的生物合成
核苷酸重要作用：
• 1、核苷酸是合成DNA和RNA所
必需的前体
• 2、ATP是生物体内能量代谢中
通用的高能化合物，是联系产能 反应和需能反应的主要物质
3、核苷酸的衍生物是糖类、脂 类等合成中前体的活化形式。
UTP │ 糖
腺嘌呤核苷
腺苷激酶
AMP
ATP
ADP
补救合成的生理意义：
• 节省能量及原料； • 体内某些组织器官（如脑、骨髓等）只
能进行补救合成。因此对于这些组织， 补救合成具有重要的意义。如LeschNyhan综合征（自毁容貌综合征）。
(二) 嘧啶核苷酸的合成
• 小分子化合物→嘧啶环，再与核
糖磷酸结合UMP，关键的中 间 化合物是乳清酸，其他嘧啶核苷 酸则由尿苷酸转变而来。