核苷酸代谢主题知识讲解
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(磷酸核糖焦磷酸) PRPP合成酶 (5-磷酸核糖)
(PRPPK)
谷氨酰胺
酰胺转移酶 ②
(GPAT)
Βιβλιοθήκη Baidu
谷氨酸
H2N-1-R-5´-P(PRA)
(5´-磷酸核糖胺)
③~11
IMP
•谷氨酰胺 ——酰胺基N •N10——甲酰四氢叶酸 •天冬氨酸——α-氨基N •甘氨酸 •二氧化碳
P O CH 2 OH
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
核苷酶(nucleosidase)
(水解或磷酸解)
核苷磷酸化酶
(nucleoside phosphorylase)
碱基
戊糖(或戊糖-1’-磷酸)
核苷酸代谢概况 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
合成代谢
从头合成途径 (de novo synthesis pathway)
补救合成途径 (salvage synthesis pathway)
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
核苷酸的生理功能
作为核酸合成的原料:
dATP 、 dGTP 、 dCTP 、 dTTP ——DNA的合成原料;
ATP、GTP、CTP、UTP ——RNA的合成原料。
体内能量的利用形式:ATP、GTP(蛋白质合
成)、UTP(糖原合成)、CTP(磷脂合成)
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
1. 尿嘧啶核苷酸的合成
谷氨酰胺 + HCO3-
氨基甲酰磷 酸合成酶II
2ATP 2ADP+Pi
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
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骨髓则无法进行此合成途径 。
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(一)嘌呤核苷酸的从头合成
嘌呤核苷酸的结构
AMP
GMP
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•过程 1. IMP的合成 2. AMP和GMP的生成
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1、IMP的合成过程
PP-1-R-5-P(PRPP) AMP ① ATP R-5-P
目录
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3、ATP和GTP的生成:
激酶
AMP
ADP
无意义
激酶
ATP
ATP ADP
ATP ADP
GMP
激酶
激酶
GDP
ATP ADP
ATP ADP
GTP
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4、 脱氧核糖核苷酸的生成 4种NDP(A、G、C及U)经还原反应生成4种
相应的dNDP
① ②
③
④
⑤
⑥
③ GAR合成酶 ④转甲酰基酶 ⑤ FGAM合成酶 ⑥AIR合成酶
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
7
8
9
11
10
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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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HN
N
O HN
C 6氨 基 化
( Asp) GTP
N
N
N
R -5'-P AMP
N
N
C2氧化(NAD ) 氨基化(Gln) O
R - 5 '- P ATP
IMP
HN
N
H2N N
N
R -5'-P
GMP
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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
分解代谢
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第一节 核苷酸合成代谢
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从头合成途径(de novo synthesis pathway) :
利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位和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。 这是主要合成途径。 主要在肝脏进行,其次是小肠和胸腺,而脑、
激酶 dNDP + ATP
dNTP + ADP
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嘌呤核苷酸合成小结
dADP
AMP
IMP GMP
ADP GDP
dGDP
dATP ATP
GTP dGTP
•从头合成的调节
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调节方式:反馈调节和交叉调节
__
_
+
+
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
GTP
琥珀酸 +
XMP _ATP
+GMP
ADP GDP
ATP GTP
目录
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(二)嘧啶核苷酸的从头合成
嘧啶核苷酸的结构
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
在核苷二磷酸水平上进行 (N代表A、G、U、C等碱基)
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脱氧核苷酸的生成
核糖核苷酸还原酶,Mg2+
NDP
dNDP
二磷酸核糖核苷
二磷酸脱氧核苷
还原型硫氧化 还原蛋白-(SH)2
氧化型硫氧 化还原蛋白
S
S
NADP+ 硫氧化还原蛋白还原酶 NADPH + H+ (FAD)
H2O
胰核酸酶
水解3’,5’-磷酸二酯键 (磷酸二酯酶)
核糖核酸酶(RNase) 脱氧核糖核酸酶 (DNase)
单核苷酸
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单核苷酸
H2O
胰、肠核苷酸酶(nucleotidase)
(磷酸单酯酶)
磷酸
H2O H3PO4
核苷
核苷水解酶
(nucleoside hydrolase)
参与代谢和生理调节:如cAMP是第二信
使,也作为效应剂参与调节。AMP、ADP、 ATP均可作为效应剂。
构成辅酶:腺苷酸可参与组成NAD+、
FAD、辅酶A等。
活化中间代谢物:如UDPG、CDP-胆碱
等、SAM、PAPS等。
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核酸的消化
食物核蛋白 胃酸
蛋白质
核酸(RNA及DNA)
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。
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2、AMP和GMP的生成
IMP是AMP和GMP的前体。 NH 2
P O CH 2
ATP AM P Mg2+
OH
H H
HOHPRPP合成酶
HH
H
OP OP
OHOH
OHOH
5-磷酸核糖
磷酸核糖焦磷酸 (PRPP)
谷氨酰胺
PPi
酰胺转移酶
P O CH 2 O
谷氨酸
NH 2
H H
HH
OH OH
1-氨 基 -5'-磷 酸 核 苷 ( 5-磷 酸 核 糖 胺 , PRA)
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(PRPPK)
谷氨酰胺
酰胺转移酶 ②
(GPAT)
Βιβλιοθήκη Baidu
谷氨酸
H2N-1-R-5´-P(PRA)
(5´-磷酸核糖胺)
③~11
IMP
•谷氨酰胺 ——酰胺基N •N10——甲酰四氢叶酸 •天冬氨酸——α-氨基N •甘氨酸 •二氧化碳
P O CH 2 OH
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核苷酶(nucleosidase)
(水解或磷酸解)
核苷磷酸化酶
(nucleoside phosphorylase)
碱基
戊糖(或戊糖-1’-磷酸)
核苷酸代谢概况 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
合成代谢
从头合成途径 (de novo synthesis pathway)
补救合成途径 (salvage synthesis pathway)
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核苷酸的生理功能
作为核酸合成的原料:
dATP 、 dGTP 、 dCTP 、 dTTP ——DNA的合成原料;
ATP、GTP、CTP、UTP ——RNA的合成原料。
体内能量的利用形式:ATP、GTP(蛋白质合
成)、UTP(糖原合成)、CTP(磷脂合成)
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1. 尿嘧啶核苷酸的合成
谷氨酰胺 + HCO3-
氨基甲酰磷 酸合成酶II
2ATP 2ADP+Pi
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
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骨髓则无法进行此合成途径 。
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(一)嘌呤核苷酸的从头合成
嘌呤核苷酸的结构
AMP
GMP
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•过程 1. IMP的合成 2. AMP和GMP的生成
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1、IMP的合成过程
PP-1-R-5-P(PRPP) AMP ① ATP R-5-P
目录
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3、ATP和GTP的生成:
激酶
AMP
ADP
无意义
激酶
ATP
ATP ADP
ATP ADP
GMP
激酶
激酶
GDP
ATP ADP
ATP ADP
GTP
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4、 脱氧核糖核苷酸的生成 4种NDP(A、G、C及U)经还原反应生成4种
相应的dNDP
① ②
③
④
⑤
⑥
③ GAR合成酶 ④转甲酰基酶 ⑤ FGAM合成酶 ⑥AIR合成酶
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7
8
9
11
10
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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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HN
N
O HN
C 6氨 基 化
( Asp) GTP
N
N
N
R -5'-P AMP
N
N
C2氧化(NAD ) 氨基化(Gln) O
R - 5 '- P ATP
IMP
HN
N
H2N N
N
R -5'-P
GMP
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
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
分解代谢
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
第一节 核苷酸合成代谢
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
从头合成途径(de novo synthesis pathway) :
利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位和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。 这是主要合成途径。 主要在肝脏进行,其次是小肠和胸腺,而脑、
激酶 dNDP + ATP
dNTP + ADP
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
嘌呤核苷酸合成小结
dADP
AMP
IMP GMP
ADP GDP
dGDP
dATP ATP
GTP dGTP
•从头合成的调节
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
调节方式:反馈调节和交叉调节
__
_
+
+
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
GTP
琥珀酸 +
XMP _ATP
+GMP
ADP GDP
ATP GTP
目录
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(二)嘧啶核苷酸的从头合成
嘧啶核苷酸的结构
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
在核苷二磷酸水平上进行 (N代表A、G、U、C等碱基)
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
脱氧核苷酸的生成
核糖核苷酸还原酶,Mg2+
NDP
dNDP
二磷酸核糖核苷
二磷酸脱氧核苷
还原型硫氧化 还原蛋白-(SH)2
氧化型硫氧 化还原蛋白
S
S
NADP+ 硫氧化还原蛋白还原酶 NADPH + H+ (FAD)
H2O
胰核酸酶
水解3’,5’-磷酸二酯键 (磷酸二酯酶)
核糖核酸酶(RNase) 脱氧核糖核酸酶 (DNase)
单核苷酸
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单核苷酸
H2O
胰、肠核苷酸酶(nucleotidase)
(磷酸单酯酶)
磷酸
H2O H3PO4
核苷
核苷水解酶
(nucleoside hydrolase)
参与代谢和生理调节:如cAMP是第二信
使,也作为效应剂参与调节。AMP、ADP、 ATP均可作为效应剂。
构成辅酶:腺苷酸可参与组成NAD+、
FAD、辅酶A等。
活化中间代谢物:如UDPG、CDP-胆碱
等、SAM、PAPS等。
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核酸的消化
食物核蛋白 胃酸
蛋白质
核酸(RNA及DNA)
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。
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2、AMP和GMP的生成
IMP是AMP和GMP的前体。 NH 2
P O CH 2
ATP AM P Mg2+
OH
H H
HOHPRPP合成酶
HH
H
OP OP
OHOH
OHOH
5-磷酸核糖
磷酸核糖焦磷酸 (PRPP)
谷氨酰胺
PPi
酰胺转移酶
P O CH 2 O
谷氨酸
NH 2
H H
HH
OH OH
1-氨 基 -5'-磷 酸 核 苷 ( 5-磷 酸 核 糖 胺 , PRA)
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