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
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九章核苷酸代谢九章-资料
PPi
1-磷酸核糖
核苷磷酸化酶
嘧啶碱
2020/6/4
二、嘧啶碱的分解代谢
胞嘧啶
NH3
胸腺嘧啶
尿嘧啶
二氢尿嘧啶 H2O
β-脲基异丁酸 H2O
β-丙氨酸 丙二酸单酰CoA
乙酰CoA
CO2 + NH3
肝 尿素
β-氨基异丁酸 甲基丙二酸单酰CoA
琥珀酰CoA
2020/6/4
TCA
TCA
糖异生
第三节 核苷酸的合成代谢
间供体 ，如UDPG 、SAM等。
2020/6/4
二、核酸和核苷酸的降解
食物核蛋白
蛋白质
胃酸
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
2020/6/4
三、核 酸 酶（Nuclease）
1、核酸酶的定义及分类 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。 • RNA酶 (ribonuclease, RNase)： 专一降解RNA的酶。
腺嘌呤核苷
腺苷激酶
AMP
ATP ADP
2020/6/4
4.补救合成的生理意义
补救合成途径可以节省从头合成途径时 所需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。
自毁容貌征
2020/6/4
自毁容貌征
大脑中次黄嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸的合成 主要依赖补救合成途径，患者由于脑组织中缺 乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，使补救合 成途径受阻，导致中枢神经系统功能失常，自 我损伤。
生物化学核苷酸代谢及代谢调控PPT课件
氨甲酰磷酸合成酶 催化的反应
N5-羧基氨基咪唑核苷酸
N-琥珀酰-5-氨基咪 唑-4-酰胺核苷酸
N5-羧基氨基咪唑核苷酸 5-氨基-4-羧酸咪唑核苷酸
N-琥珀酰-5-氨基咪 唑-4-酰胺核苷酸
5-氨基咪唑-4-酰胺核苷酸
N-甲酰胺咪唑4-酰胺核苷酸
次黄嘌呤核苷酸
由IMP合成AMP 和 GMP
嘌呤核苷酸 合成的调控
（四）辅酶核苷酸的生物合成
1.烟酰胺核苷酸的合成
烟酸 + 5-磷酸核糖焦磷酸 → 烟酸单核苷酸 + PPi (烟酸单核苷酸焦磷 酸化酶）
烟酸单核苷酸 + ATP → 脱酰胺-NAD + PPi (脱酰胺-NAD焦磷酸化酶） 脱酰胺-NAD + 谷氨酰胺 + ATP → NAD + 谷氨酸 + AMP + PPi（NAD合 成酶） NAD + ATP → NADP + ADP （NAD激酶）
灵长类、鸟类、爬虫类、昆虫
NAD + ATP → NADP + ADP （NAD激酶）
FMN + ATP → FAD + PPi（FAD焦磷酸化酶）
掌握有关的抗代谢物及与抗癌药的关系。
核膜将细胞分为细胞核和细胞质两部分，细胞核贮存遗传信息，进行基因复制、转录和转录后的加工；
葡萄糖-6-磷酸对糖原合成酶的激活作用属于正前馈调节。
(N4-)琥酶珀的酰共-5价-氨修基饰咪与唑连-4续-酰激胺活核（苷参酸见酶的供加修饰和细胞信号的传导）
(2) 激素和递质受体的信号转导系统
（2）关键的调控步 骤决定代谢的方向
底物循环
3.酶活性的调节
（1）酶促反应 的前馈和反馈
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）
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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
_
IMP
腺苷酸代
琥珀酸 GTP
+
XMP _ ATP
生物化学与分子生物学（第9版）
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。
生物化学与分子生物学（第9版）
2. 从头合成的调节
调节方式：反馈调节和交叉调节
__
+
+
R-5'-P
_ PRPP合成酶 PRPP 酰胺转移酶 PRA
嘌呤核苷酸的结构
AMP
GMP
生物化学与分子生物学（第9版）
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。
补救合成途径（salvage pathway）
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
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
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
O=C
NH
R-5'-P
FH4
N10-甲酰FH4 H2C--NH2
4
O=C
转甲酰基酶
NH
R-5'-P
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
第一节
核苷酸代谢概述
Overview of Nucleotide Metabolism
生物化学与分子生物学（第9版）
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 H2NN7 NhomakorabeaCH 羧化酶
N
CO2
R-5'-P
C HO
H2N
C
C N
N CH
H2C
8
HC
合成酶 HOOC
生物化学与分子生物学（第9版）
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）
生物化学与分子生物学（第9版）
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）
谷氨酰胺
酰胺转移酶
核酸内切酶及外切酶作用位点示意图
生物化学与分子生物学（第9版）
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
生物化学与分子生物学（第9版）
(二)核酸的消化吸收
食物核蛋白
胃酸
蛋白质
核酸（RNA及DNA）
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+）
生物化学与分子生物学（第9版）
（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。
生物化学及分子生物学(人 卫第九版)-09核苷酸代谢
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
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
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。
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
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。
生物化学与分子生物学（第9版）
（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， 其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则只能进行补救合成