第十章核苷酸代谢

合集下载

核苷酸代谢

核苷酸代谢

2个短反馈调节:由AMP反馈抑制ASS,由GMP反馈 抑制IMPD的活性所进行的反馈抑制来调节嘌呤 核苷酸的从头合成。
嘌呤从头合成
合成原料:Asp Gly Gln CO2 一碳单位 重要中间产物:PRPP 关键酶: PRPP合成/激酶 酰胺转移酶 阻断剂:氨基酸或一碳单位结构类似物 过程:在磷酸核糖的分子上逐步合成
药物名称 正常代谢物 治疗的疾病 主要作用的酶 作用的代谢途
别嘌呤醇(APO) 黄嘌呤、乌嘌呤、次黄嘌呤 黄嘌呤氧化酶 痛风 黄嘌呤氧化酶 嘌呤核苷酸分解
药物名称
正常代谢物 治疗的疾病 主要作用的酶 作用的代谢途径
利巴韦林(病毒唑),5-氮基咪唑4-羧酸核苷酸 5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸 广谱抗病毒药①呼吸道合胞病毒②流感 病毒③甲肝病毒④腺病毒等 5-磷酸核糖-5-氨基咪唑-4-N-琥珀基甲 酰胺合成酶( SAICARS) 嘌呤核苷酸合成
氮杂硫嘌呤(azathiopurine,AZTP)
别嘌呤醇(allopurinol,APO)等
嘌呤核苷酸的代谢类似物
3.嘧啶核苷酸代谢类似物
5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU) 5-碘-2-脱氧尿嘧啶 5-iodo-2-deoxyuridine,5-IDU 6-氮杂尿嘧啶(6-azauridine,6-AU)
2.嘧啶核苷酸代谢障碍 先天性乳清 乳清酸磷酸 酸尿症 核糖转移酶 乳清酸核苷酸 脱羧酶
遗传缺陷 遗传缺陷
一些抗代谢药物的功能
药物名称 正常代谢物 治疗的疾病
6-巯基嘌呤(6MP) 嘌呤核苷酸 ①白血病②自身免疫性病③妊娠滋养 细胞肿瘤等 主要作用的酶 ①IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸合成酶 作用的代谢途径 嘌呤核核苷酸合成
嘧啶核苷酸 从头合成的调节

生物化学-课件10.第十章-核苷酸代谢

生物化学-课件10.第十章-核苷酸代谢
UMP
UTP CTP
嘌呤核苷酸 ATP + 5-磷酸核糖
嘧啶核苷酸
(二)嘧啶核苷酸的补救合成
1.补救合成的过程
嘧啶 + PRPP 嘧啶磷酸核糖转移酶 磷酸嘧啶核苷 + PPi
尿嘧啶核苷 + ATP 尿苷激酶 UMP +ADP
胸腺嘧啶核苷 + ATP 胸苷激酶
TMP +ADP
2.补救合成的特点 (1) 节省从头合成时的能量和氨基酸。
(2) 某些组织器官,如脑、骨髓等主要是进行 补救合成。
(三)嘧啶核苷酸的抗代谢物
1. 嘧啶类似物
O
O
HN
CH3
F HN
ON
ON
胸腺嘧啶(T)
5-氟尿嘧啶(5-FU)
2.某些改变了核糖结构的核苷类似物
NH2
NH2
NHHCl
N
N
N
ON
HO-CH2 O HH
H
H
OH OH
胞苷
ON
HO-CH2 O H HO
OH OH
N
次黄嘌呤核苷酸 (IMP)
(2)AMP和GMP的生成
HOOC-CH2-CH-COOH
O HN
N
NH
GDP+Pi N
N
NH2 延胡索酸
N
N
GTP
NN

NN
Asp
N

R 5/ P
腺苷酸代琥珀酸
H2ONADH+H+
N
O
R 5/ P AMP
O
NAD+
R 5/ P ③
HN
Gln Glu ATP HN

11第十章 核苷酸代谢

11第十章 核苷酸代谢

第十章核苷酸代谢核苷酸是核酸的基本结构单位。

人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。

因此与氨基酸不同,核苷酸不属于营养必需物质。

食物中的核酸多以核蛋白的形式存在。

核蛋白在胃中受胃酸的作用,分解成核酸与蛋白质。

核酸进人小肠后,受胰液和肠液中各种水解酶的作用逐步水解(图10-1)。

核苷酸及其水解产物均可被细胞吸收,其他绝大部分在肠粘膜细胞中被进一步分解。

分解产生的戊糖被吸收而参加体内的戊糖代谢;嘌呤和嘧啶碱则主要被分解而排出体外。

因此,食物来源的嘌呤和嘧啶碱很少被机体利用。

核苷酸在体内分布广泛。

细胞中主要以5'-核苷酸形式存在,其中又以5'-ATP含量最多。

一般说来,细胞中核苷酸的浓度远远超过脱氧核苷酸,前者约在mmol范围,而后者只在μmol水平。

在细胞分裂周期中,细胞内脱氧核苷酸含量波动范围较大,核苷酸浓度则相对稳定。

不同类型细胞中各种核苷酸含量差异很大。

而在同一种细胞中,各种核苷酸含量虽也有差异,但核苷酸总含量变化不大。

核苷酸具有多种生物学功用:①作为核酸合成的原料,这是核苷酸最主要的功能。

②体内能量的利用形式。

ATP是细胞的主要能量形式。

此外GTP等也可以提供能量。

③参与代谢和生理调节。

某些核苷酸或其衍生物是重要的调节分子。

例如cAMP是多种细胞膜受体激素作用的第二信使;cGMP也与代谢调节有关。

④组成辅酶。

例如腺苷酸可作为多种辅酶(NAD、FAD、CoA等)的组成成分。

⑤活化中间代谢物。

核苷酸可以作为多种活化中间代谢物的载体。

例如UDP葡萄糖是合成糖原、糖蛋白的活性原料,CDP二酰基甘油是合成磷脂的活性原料,S-腺苷甲硫氨酸是活性甲基的载体等。

ATP还可作为蛋白激酶反应中磷酸基团的供体。

第一节嘌呤核苷酸的合成与分解代谢一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两种途径从头合成途径,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(de novo synthesis)。

第10章 核苷酸代谢_PPT幻灯片

第10章 核苷酸代谢_PPT幻灯片
19
合成过程 腺嘌呤 + PRPP
次黄嘌呤 + PRPP
APRT AMP + PPi
HGPRT IMP + PPi
鸟嘌呤 + PRPP HGPRT GMP + PPi
腺嘌呤核苷
腺苷激酶 AMP
ATP ADP
20
补救合成的生理意义 ➢ 补救合成节省从头合成时的能量和一些 氨基酸的消耗。 ➢ 体内某些组织器官,如脑、骨髓等只能 进行补救合成。
R-5-P PRPP合成酶
酰胺转移酶
PRPP
_PRA
ATP
_
腺苷酸代 琥珀酸
AMP ADP ATP
IMP
XMP GMP GDP GTP
_
腺苷酸代
AMP
IMP
琥珀酸
GTP
+
XMP _ATP
+GMP
ADP GDP
ATP GTP
(二)嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式 参与补救合成的酶 腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (hypoxanthineguanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶 (adenosine kinase)
6
第一节 嘌呤核苷酸的代谢
Metabolism of Purine Nucleotides
7
嘌呤核苷酸的结构
AMP
GMP
8
一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救 合成两种途径
从头合成途径 (de novo synthesis) 利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2

第十章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢精品PPT课件

第十章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢精品PPT课件
如牛胰脱氧核糖核酸酶 ( DNaseⅠ),可切割 双链和单链 DNA ,产物为 5′-磷酸为末端的寡核 苷酸。
三、限制性内切酶
限制性内切酶主要是从细菌中分离得到,能识
别特定的核苷酸顺序,细菌自身的DNA序列已被甲 基化(甲基化酶),不会被水解。因此这些酶仅限 于水解外源 DNA 以保护自身,故称为“限制性” 酶。
(一)核酸外切酶
➢ 作用于核苷酸链的一端,逐个水解下核苷酸。 ➢ 是非特异性的磷酸二酯键
3’-核酸外切酶:从3’-OH 端开始,生成 5’- 单
核苷酸,如蛇毒磷酸二酯酶。 5’-核酸外切酶:从5’-OH 端开始,生成3’单核苷酸,如牛脾磷酸二酯酶。
外切核酸酶对核酸的水解位点
BBBBBBBB
5´ p
RNAase T1
Pu :嘌呤
Py:嘧啶
牛胰核酸酶(牛胰 RNase) 作用于嘧啶核苷酸的磷酸二酯键,其专一作用
于 RNA,对 DNA 不作用。
核酸酶促水解作用部位
二、脱氧核糖核酸酶
脱氧核糖核酸酶专一水解 DNA ,作用方式作为 内切酶,切断双链,或切断单链,作为外切酶有 5′ 3′切割或是 3′ 5′切割。
(1)5’端凸出(如EcoR I切点)
5’-
GAATTC
-3’
3’-
CTTAAG
-5’
5’-
G AATTC
-3’
3’-
CTTAA G
-5’
(2)3’端凸出(如Pst I切点)
5’-
CTGCAG
-3’
3’-
GACGTC
-5’
5’-
CTGCA
G
-3’
3’-
G
ACGTC
-5’

10 核酸结构、功能与核苷酸代谢

10 核酸结构、功能与核苷酸代谢
第十章 核酸结构、功能与核苷酸代谢
第一节 核酸的化学组成
第二节 DNA的结构与功能
第三节 RNA的结构与功能 第四节 核酸的理化性质 第五节 核苷酸的代谢
核酸的研究历程: 1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 1968年 Nirenberg发现遗传密码 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 1985年 Mullis发明PCR 技术 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) 2003年 美、英等国完成人类基因组计划
3、本质:双链间氢键的断裂。 4、DNA变性后的性质改变: 增色效应:DNA变性后对260nm 紫外光的吸收度增加的现象; 旋光性下降; 粘度降低; 生物学功能丧失或改变。
5、DNA热变性的解链曲线:如果在连续加热DNA的过程中以 温度对A260(absorbance,A,A260代表溶液在260nm处的 吸光率)值作图,所得的曲线称为解链曲线。 融解温度(melting temperature, Tm):加热DNA溶液,使 DNA解链,对260nm紫外光的吸收度达到最大值一半时的温 度。Tm的高低与DNA分子中G+C的含量有关,G+C的含量越 高,则Tm越高。
先合成 IMP,消耗5个ATP(6个高能磷酸键),再转变成 AMP 或GMP,又需要1个ATP。
嘌呤核苷酸从头合成的调节 调节方式:反馈调节和交叉调节
补救合成途径:利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过简 单的反应,合成嘌呤核苷酸的过程。
参与补救合成的酶:

核苷酸代谢

核苷酸代谢

第十章核苷酸代谢1. 核苷酸的分解代谢1)核酸的降解:核酸+H2O+核酸酶→单核苷酸+核苷酸酶→核苷+PPi+核苷酶→戊糖+碱基(嘌呤/嘧啶) +核苷酸酸化酶→戊糖-1-磷酸+碱基※核苷水解酶不对脱氧核糖核苷生效。

2)限制性内切酶:3)嘌呤核苷酸的降解:代谢中间产物——黄嘌呤,终产物尿酸(彻底分解为CO2和NH3)。

嘌呤核苷酸→嘌呤核苷→①腺嘌呤(脱氨→次黄嘌呤+黄嘌呤氧化酶→黄嘌呤)②鸟嘌呤(脱氨→黄嘌呤)黄嘌呤+黄嘌呤氧化酶→尿酸肌肉中的嘌呤核苷酸循环生成氨;AMP+AMP脱氨酶→IMP,肌肉中的IMP→AMP,这一过程为嘌呤核苷酸循环。

4)嘧啶核苷酸的降解:分解成磷酸、核糖和嘧啶碱。

①胞嘧啶+胞嘧啶脱氢酶→尿嘧啶+二氢尿嘧啶脱氢酶(开环)→β-脲基丙酸→β-丙氨酸(脱氨参与有机代谢)+NH3+CO2+H2O②胸腺嘧啶+二氢尿嘧啶脱氢酶→二氢胸腺嘧啶+二氢嘧啶酶→β-脲基异丁酸→β-氨基异丁酸(监测放化疗程度)+NH3+CO2+H2O5)尿酸过高与痛风:尿酸在体内过量积累会导致痛风症,别嘌呤醇可治疗痛风,因与次黄嘌呤相似,可抑制黄嘌呤氧化酶从而抑制尿酸生成。

尿酸中体内彻底分解形成CO2和氨。

2. 核苷酸的合成代谢:分布广、功能强;从头合成:利用核糖磷酸、氨基酸CO2和NH3等简单的前提分子,经过酶促反应合成核苷酸。

补救合成:简单、省能,无需从头合成碱基;利用体内现有的核苷和碱基再循环。

嘌呤核苷酸合成前体:次黄嘌呤核苷酸(IMP/肌苷酸)+5-磷酸核糖(起始物)↓活化形式1)嘌呤核糖核苷酸的从头合成途径:主要调节方式——反馈调节;ATP+5-磷酸核糖+5-磷酸核糖焦磷酸合成酶(PRPP合成酶)→5-磷酸核糖焦磷酸(PRPP)腺嘌呤核苷酸AMP鸟嘌呤核苷酸GMPIMP+Asp+腺苷酸琥珀酸合成酶→腺苷酸琥珀酸+腺苷酸琥珀酸裂合酶→延胡索酸+AMPIMP+IMP脱氢酶→黄嘌呤核苷酸+鸟嘌呤核苷酸合成酶→GMP补救合成途径:脑、骨髓组织缺乏从头合成所需要的酶,依靠嘌呤碱或嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸。

13第十章 核苷酸代谢

13第十章 核苷酸代谢

补救合成的生理意义
补救合成节省从头合成时的能量和一些氨 基酸的消耗。 体内某些组织器官,如脑、骨髓等只能进 行补救合成。
遗传疾病
Lesch-Nyhan 莱-尼综合征,自毁容貌综合征 -----罕见的性染色体X连锁遗传病
疾病生化本质:
HGPRT基因缺陷
嘌呤合成过多,明显的高 尿酸血症,痛风伴大脑瘫 痪、智力减退、舞蹈手足 综合征, 身体和精神发育迟 缓, 有咬指咬唇的强迫性自 残行为,自毁容貌。
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶 ②腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ④GMP合成酶
GMP GTP
IMP AMP
ATP
腺苷酸激酶
AMP
ADP 腺苷酸激酶
ATP
ATP ADP ATP ADP
鸟苷酸激酶
GMP
GDP 鸟苷酸激酶
GTP
ATP ADP ATP ADP
从头合成的调节
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。
谷氨酰胺 甘氨酸 一碳单位 谷氨酰胺 CO2 天冬氨酸
一碳单位
IMP
GMP
AMP
GTP
ATP
(二) 嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶磷酸核糖转移酶
嘧啶 + PRPP
磷酸嘧啶核苷 + PPi
尿苷激酶
尿嘧啶核苷 + ATP
UMP +ADP
胸苷激酶
胸腺嘧啶核苷 + ATP
TMP +ADP
转移酶不能利用胞嘧啶
二、嘧啶核苷酸的分解代谢
先合成 IMP,再转变成 AMP或GMP。 PRPP是5-磷酸核糖的活性供体。 调节方式:反馈调节和交叉调节

第十章核苷酸的代谢

第十章核苷酸的代谢

第十章核苷酸的代谢兰州科技职业学院课程名称:生物化学授课教师:李妮 No: _11___第十章核苷酸代谢引言核苷酸是组成核酸的基本结构单位,是生物遗传信息的物质基础,它在体内分布广泛,机体内的核苷酸主要以5′-核苷酸的形式存在。

食物核酸的消化第一节核苷酸的合成代谢核苷酸的合成途径●从头合成途径(de novo synthesis pathway)※意义:机体大多数组织核苷酸合成的主要途径●补救合成途径(salvage synthesis pathway)※意义:脑、骨髓等少数组织的核苷酸合成途径一、嘌呤核苷酸的合成(一)嘌呤核苷酸的从头合成1.原料与部位原料:5-磷酸核糖、谷氨酰胺、甘氨酸、天冬氨酸、一碳单位和CO2部位:肝;其次小肠和胸腺嘌呤碱合成的元素来源2.合成过程(1)IMP 生成过程5-磷酸核糖P O-CH 2HO H H HOH OHOHP O-CH 2HOH H HO OHOHP PATP AMPPRPP 合成酶5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP) Gln Glu酰胺转移酶5-磷酸核糖胺P O-CH 2H O HH NH 2OH OH OH Gly Mg 2+ GAR 合成酶ATPADPPiH 2C-NH 2O=C-NHR甘氨酰胺核苷酸(GAR)N 5,N 10-CH=FH 4FH 4转甲酰基酶H 2C-NH-CHO O=C-NHR5/P甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)GlnGlu合成酶H 2C-NH-CHO HN=C-NH R5/PMg 2+甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)ATP ADPAIR 合成酶PiMg 2+R5/PNHC CH 2NN CH 5-氨基咪唑核苷酸(AIR)CO 2羧化酶R5/PNCN CH HO-C O5-氨基咪唑-4-羧基核苷酸(CAIR)Asp Mg 2+合成酶ADPPi ATPR5/PNC H 2NN CH HC-HN-C OHOOCCH 2HOOC5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸)甲酰胺核苷酸(SAICAR)裂解酶延胡索酸R5/PNCH 2NN CHH 2N-C O5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)N 10-COH-FH 4FH 4 转甲酰基酶K +R5/PNCOHC-NHNCH H 2N-C O 5-甲酰胺咪唑-4-氨基甲酰核苷酸(FAICAR) P O-CH 2HOH H NHOHOHNN NO次黄嘌呤核苷酸(IMP)环水解酶H 2O(2)AMP和GMP的生成①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶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。

核苷酸代谢

核苷酸代谢

第十章核苷酸代谢核苷酸是组成核酸的单位,此外尚具有其他功能。

与组成蛋白质的氨基酸不同,无论是核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸主要都是在体内利用一些简单原料从头合成的,所以本章的重点是介绍核苷酸的合成代谢。

核苷酸不是营养必需物质。

食物中的核酸多以核蛋白的形式存在,核蛋白经胃酸作用,分解成蛋白质和核酸(RNA和DNA)。

核酸经核酸酶、核苷酸酶及核苷酶的作用,可逐级水解成核苷酸、核苷、戊糖、磷酸和碱基。

这些产物均可被吸收,磷酸和戊糖可再被利用,碱基除小部分可再被利用外,大部分均可被分解而排出体外。

第一节嘌呤核苷酸的合成代谢体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径。

第一,由简单的化合物合成嘌呤环的途径,称从头合成(de novo synthesis)途径。

第二,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(或重新利用)(salvage pathway)途径。

肝细胞及多数细胞以从头合成为主,而脑组织和骨髓则以补救合成为主。

一、嘌呤核苷酸的从头合成(一)原料核素示踪实验证明嘌呤环是由一些简单化合物合成的,如图10-1所示,甘氨酸提供C-4、C-5及N-7;谷氨酰胺提供N-3、N-9; N10-甲酰四氢叶酸提供C-2, N5,N10-甲炔四氢叶酸提供C-8;CO2提供C-6。

磷酸戊糖则来自糖的磷酸戊糖旁路,当活化为5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)后, 可以接受碱基成为核苷酸。

其活化的反应式如下。

(二)过程合成的主要特点是在磷酸核糖的基础上把一些简单的原料逐步接上去而成嘌呤环。

而且首先合成的是次黄嘌呤核苷酸(IMP),由后者再转变为腺嘌呤核苷酸(AMP)和鸟嘌呤核苷酸(GMP)。

如图10-2及图10-3所示。

1. IMP的合成嘌呤核苷酸的从头合成的起始或定向步骤是谷氨酰胺提供酰胺基取代5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)C-1的焦磷酸基,从而形成5-磷酸核糖胺(PRA),催化此反应的酶为谷氨酰胺磷酸核糖酰胺转移酶(glutamine phosphoribosyl amidotransferase),此酶是一种别构酶,是调节嘌呤核苷酸合成的重要酶。

第十章-核酸的降解与核苷酸的代谢

第十章-核酸的降解与核苷酸的代谢

2、关于嘌呤核苷酸的合成描述正确的是 ( )
A.利用氨基酸、一碳单位和CO2为原料,首先合成嘌呤环再与 5-磷酸核糖结合而成
B.以一碳单位、CO2、NH3和5—磷酸核糖为原料直接合成 C.5—磷酸核糖为起始物,在酶的催化下与ATP作用生成PRPP, 再与氨基酸、CO2和一碳单位作用,逐步形成嘌呤核苷酸 D.在氨基甲酰磷酸的基础上,逐步合成嘌呤核苷酸
碱基
分解
合成
进入戊糖磷酸途径 或重新合成核酸
一、嘌呤碱的分解代谢
AMP
GMP
(一)嘌呤碱的分解过程 1、代谢场所
•代谢场所:肝脏、小肠及肾脏 •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。
2、代谢过程
1) 在碱基水平上
嘌 呤 的 分 解
2)在核苷酸水平上
FH4
NADPH+H+
UTP
CTP合成酶 丝氨酸
NADP
谷 AT氨P酰胺胸胸前前““谷 A一D氨P一酸+滩Pi滩屎屎” N”ADP
dUDP
H2O
O
O
Pi
dUMP的C5甲基化而来
HN
thymidylate synthase
HN
CH3
NH3
H2O
dCMP
ON dR 5'
dUMdPUMdP
P N5,A尿NT胸苷P10苷酸-激C酸酶HA合D2成P-F酶HUD4P
O
二磷酸核苷激酶
N
AFTPH2
dR 5' P
ADP
N5,N10-CH2-FHF4Hr2e还d原uF酶cHFtHa22NsAeDPH+H+NA+DHP+H dTMP

核酸的降解与核苷酸的代谢

核酸的降解与核苷酸的代谢

第十章 核酸的降解与核苷酸的代谢学习要求:通过本章学习,熟悉核酸的降解过程,掌握核酸酶的分类及其作用方式;了解核苷酸分解过程及不同生物嘌呤核苷酸分解代谢的区别;了解核苷酸从头合成途径的过程,掌握合成原料及嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸的合成特点,重点掌握核苷酸合成途径的调节,熟悉补救合成途径的过程和意义;熟悉核苷酸代谢与氨基酸代谢及糖代谢的相互关系;了解核苷酸代谢的有关理论对医药及生产实践的指导意义。

动物、植物和微生物都能合成各种核苷酸,因此核苷酸与氨基酸不同,不属于营养必需物质。

细胞内存在多种游离的核苷酸,它们具有多种重要的生理作用:①作为合成核酸的原料。

②ATP 在生物体内能量的贮存和利用中处于中心地位,是最重要的高能化合物。

此外,GTP 在能量利用方面也有一定作用。

③参与代谢和代谢调节。

某些核苷酸或其衍生物是重要的信息物质,如 cAMP 是多种激素作用的第二信使;cGMP 也与代谢调节有关。

④组成辅酶。

腺苷酸是辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ、辅酶A 和FAD 四种辅酶的组成成分。

⑤活化中间代谢物。

UTP 和CTP 可使代谢物NDP (核苷二磷酸)化,成为活性代谢物直接用作合成原料,如UDP-葡萄糖称为“活性葡萄糖”,是合成糖原、糖蛋白的活性原料;CDP-甘油二酯是合成磷脂的活性原料。

ATP 使蛋氨酸腺苷化生成的S-腺苷蛋氨酸(SAM )作为甲基的直接供体,是合成肾上腺素、肌酸等物质的活性原料。

第一节 核酸的酶促降解一、核酸的降解生物组织中的核酸往往以核蛋白的形式存在,动物和异养型微生物可分泌消化酶类分解食物或体外的核蛋白和核酸。

核蛋白可分解成核酸与蛋白质,核酸由各种水解酶催化逐步水解,生成核苷酸、核苷、戊糖和碱基等,这些水解产物均可被吸收,但动物体较少利用这些外源性物质作为核酸合成的原料,进入小肠粘膜细胞的核苷酸、核苷绝大部分进一步被分解。

植物一般不能消化体外的有机物。

所有生物细胞都含有核酸代谢的酶类,能分解细胞内的各种核酸促进其更新。

第十章 氨基酸及核苷酸的代谢

第十章 氨基酸及核苷酸的代谢
原核生物中存在着一类能识别外源DNA双螺旋中 4-8个碱基对所组成的特异的序列,并在此序列的某 位点水解DNA双螺旋链,产生粘性末端或平齐末端, 这类酶称为限制性内切酶
具有很强的专一性, 有特异的识别位点,通常具有 二重旋转对称性的回文序列
常用的DNA限制性内切酶的专一性

辨认的序列和切口
说明
Alu I Bam H I Bgl I
‥ ‥A G C T ‥‥ ‥ ‥T C G A ‥ ‥
‥ ‥G G A T C C ‥‥ ‥ ‥C C T A G G ‥‥
‥ ‥A G A T C T ‥‥ ‥ ‥T C T A G A ‥‥
四核苷酸,平端切口 六核苷酸,粘端切口 六核苷酸,粘端切口
Eco R I Hind Ⅲ
‥ ‥G A A T T C ‥‥ ‥ ‥C T T A A G ‥‥
5
精氨酸
延胡索酸
4
精氨琥珀酸
谷氨酸
谷氨酸
2ATP+CO2+NH3+H2O
鸟氨酸 1 2ADP+Pi
氨甲酰磷酸 线
2


瓜氨酸
AMP+PPi
3
ATP
瓜氨酸
基质
天冬氨酸
-酮戊二酸
草酰乙酸
谷氨酸
氨基酸
(二)α-酮酸的代谢转变
氨基酸碳骨架
葡萄糖
磷酸烯醇 式丙酮酸
丙氨酸 苏氨酸 甘氨酸 丝氨酸 半胱氨酸
丙酮酸
一、 核酸的酶促降解
核酸酶
核苷酸酶 核苷酸磷酸化酶
核酸
核苷酸
核苷 磷酸
碱基+戊糖
一、核 酸 酶
1、核酸酶的分类
(1)根据对底物的 专一性分为
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

酶Ⅱ催化。 此步与尿素合成中氨基甲酰磷酸的生成相似, 但由于反应部位等不同, 所以反应
产物去向不同。两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较见氨基酸代谢章。
( 4) CTP是由 UTP转变生成
相关反应如下:
UMP→ UDP→ UTP→ CTP→ CDP→dCDP
( 5) dTMP是由 dUMP转变生成
相关反应如下:
按需要合成,不至于使某种生成过多,而另一种生成过少。
2. 嘌呤核苷酸补救合成
要点:
(1) 大脑、骨髓等组织缺乏从头合成的有关酶, 补救合成是其合成嘌呤核苷酸的主要途径。
(2) 节省能量和原料
(3) 次黄嘌呤 - 鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 ( HGPR)T先天缺乏可导致遗传性疾病 (自毁容貌症) 。
3. 嘌呤核苷酸的相互转变
结合嘌呤核苷酸合成途径、调节,熟记嘌呤核苷酸抗代谢药物作用机理及临床意义。
记住嘌呤核苷酸体内分解代谢终产物尿酸及其与医学的关系。
熟记嘧啶核苷酸从头合成的原料及合成调节。写出
CTP、 TMP生成方式。说出嘧啶核苷
酸补救合成所需要的酶及其催化的反应。 论述嘧啶核苷酸抗代谢药物作用机理, 记住嘧啶核
苷酸分解代谢产物名称。
二、教材内容精要
核苷酸的生物学功用要点:①合成核酸的原料。②构成能量物质:如
ATP、 GTP、UTP、
CTP等。③参与代谢调节:如 cAMP和 cGMP。④辅酶组成成分:如 NAD+、 NADP+、 FAD、 FMN
和 CoASH等。⑤参与组成活性中间代谢物:如 UDPG、 CDP-胆碱、 CDP-乙醇胺等。
细胞中的核苷酸在核苷酸酶的作用下水解成核苷,
核苷经磷酸化酶作用, 磷酸解成自由
的碱基及 1- 磷酸核糖。
要点:
( 1)终产物是尿酸( uric acid ),其为 2,6, 8 位带羟基的嘌呤,嘌呤环没有被破坏,
此点与嘧啶核苷酸分解代谢不同。
( 2)尿酸生成异常增多导致痛风( gout ),可用别嘌呤醇治疗。
(一)嘌呤核苷酸代谢
1. 嘌呤核苷酸从头合成
两个阶段:
第一阶段生成次黄P)和鸟嘌呤核苷酸( GMP)。
( 1)第一阶段
要点:
1) 嘌呤核苷酸合成原料:天冬氨酸、谷氨酰氨、甘氨酸、
CO2 和一碳单位。
记忆:记住 5 个字就记住了嘌呤核苷酸合成的原料—天、谷、甘、碳
所有三种嘌呤核苷酸( IMP、GMP和 AMP)均可相互转变。
4. 脱氧核苷酸的生成
要点:
( 1)脱氧核苷酸一般是在二磷酸核苷的水平上生成,此特点不仅适于脱氧嘌呤核苷酸,
脱氧嘧啶核苷酸( dUDP和 dCDP)也是在二磷酸核苷的水平上生成的。
( 2)脱氧胸苷酸的生成是个例外,是在一磷酸核苷水平上由
dUMP转变生成 dTMP的,以
(CO2) 、碳 ( 一碳单位 ) 。
2) 重要的中间产物: 磷酸核糖焦磷酸 (PRPP)是嘌呤从头合成中的重要中间产物, 主要
在于 a.PRPP 是 5 磷酸核糖的活性形式; b.PRPP 可以直接与嘌呤碱生成嘌呤核苷酸(见补救
途径); c.PRPP 可以促进关键酶酰胺转移酶的活性,可视为调节物质。
第十章 核苷酸代谢
一、教学基本要求
复述核苷酸的生理功能。
记住嘌呤核苷酸有两条合成途径。 结合嘌呤核苷酸结构与从头合成途径, 写出嘌呤核苷
酸各元素或组成的材料来源, IMP、 AMP与 GNP相互转变。熟记二磷酸核苷还原生成脱氧嘌
呤核苷酸。写出与嘌呤核苷酸补救合成有关的酶名称、功能、酶缺陷相关的疾病。
(二)嘧啶核苷酸代谢
从头合成
合成代谢
嘧啶核苷酸
补救合成
分解代谢
1. 嘧啶核苷酸合成代谢
要点:
( 1)嘧啶环合成的原料:天冬氨酸、谷氨酰胺和
CO2。
记忆:记住三个字:天、谷、碳( CO2),既记住了嘧啶合成的原料。
( 2)关键酶:氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ。
( 3)嘧啶合成时,首先由谷氨酰胺与 CO2 生成氨基甲酰磷酸,反应由氨基甲酰磷酸合成
后再经磷酸化生成 dTDP和 dTTP,见嘧啶核苷酸代谢。
5. 嘌呤核苷酸的抗代谢物
本段介绍了三种:
( 1) 6 巯基嘌呤 (6MP)
作用机理:
( 2)氮杂丝氨酸
机理:抑制谷氨酰胺参与的反应。
( 3)氨甲碟呤
机理:抑制二氢叶酸还原酶,因此抑制了四氢叶酸的生成,干扰了一碳单位代谢。
6. 嘌呤核苷酸分解代谢
3) 关键酶: PRPP合成酶和酰胺转移酶,这两个酶可受代谢物反馈调节。
4) 反应过程中, 凡有谷氨酰胺和一碳单位参与的反应, 均可分别被抗代谢物氨基酸类似
物氮杂丝氨酸和叶酸类似物氨甲蝶呤所阻断。
5) 嘌呤核苷酸的从头合成一开始就在磷酸核糖的分子上逐步合成嘌呤核苷酸,
此点与嘧
啶核苷酸合成不同。
( 2)第二阶段
3. 嘧啶核苷酸分解代谢 嘧啶的一般分解途径:
要点:
( 1)嘧啶环的主要分解产物是 β- 氨基异丁酸、 β - 丙氨酸、 NH3 和 CO2。
其中胞嘧啶和尿嘧啶分解为 β 丙氨酸,胸腺嘧啶分解为 β 氨基异丁酸。
( 2)嘧啶环在代谢中水解开环,降解产物均易溶于水,此点与嘌呤碱代谢不同。
要点:
1)IMP 可分别经腺苷酸代琥珀酸生成 AMP,以及经黄嘌呤核苷酸 (XMP)生成 GMP。由 IMP
生成 AMP的过程同氨基酸代谢过程所讲授的嘌呤核苷酸循环的联合脱氨基作用
, 可参阅氨基
酸代谢章。
2) GTP可促进 IMP 生成 AMP, ATP可促进 IMP 生成 GMP。其意义在于 AMP和 GMP在体内
dUDP
} dUMP→ dTMP→ dTDP→dTTP
dCMP dUMP转变为 dTMP由 TMP合成酶催化,由 N5, N10-CH2-FH4 提供甲基。
( 6)嘧啶核苷酸的合成是先合成嘧啶环,然后再与
PRPP反应生成嘧啶核苷酸。
( 7)调节
要点:
嘧啶核苷酸从头合成过程除受代谢产物的反馈抑制调节外,
在整体上嘧啶核苷酸与嘌呤
核苷酸的合成又互相协调平行进行。
2. 抗代谢物
嘧啶的抗代谢物主要是 5 氟尿嘧啶( 5-FU),5-FU 在体内转变成一磷酸脱氧核糖氟尿嘧
啶( FdUMP)及三磷酸氟尿嘧啶核苷酸( FUMP)后发挥作用。
氨基酸类似物和叶酸类似物对嘧啶核苷酸代谢的影响类似于对嘌呤核苷酸代谢的影响, 其柞用机理参见嘌呤核苷酸代谢。
相关文档
最新文档