核苷酸生物化学

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（一）嘌呤核苷酸的从头合成
•定义
嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸 核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物 质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核 苷酸的途径。
•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、骨髓则无法进行此 合成途径。
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•合成过程
腺嘌呤 + PRPP APRT AMP + PPi 次黄嘌呤 + PRPP HGPRT IMP + PPi
鸟嘌呤 + PRPP HGPRT GMP + PPi
腺嘌呤核苷
腺苷激酶
AMP
ATP ADP
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•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。
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• 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嘌呤环 的。 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。 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。
•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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•过程 1. IMP的合成 2. AMP和GMP的生成
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PP-1-R-5-P
AMP ATP
R-5-P
（磷酸核糖焦磷酸） PRPP合成酶 （5-磷酸核糖）
概述
核酸的消化与吸收
食物核蛋白
胃酸
蛋白质
核酸（RNA及DNA）
胰核酸酶
核苷酸
胰、肠核苷酸酶
核苷
磷酸
核苷酶
碱基
戊糖
核酸酶
核苷酸酶
核苷磷酸化酶
核酸
核苷酸
核苷 + 磷酸
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碱基 + 戊糖-1-目磷录酸
食物中的核酸,经肠道酶系降解成各种核苷酸, 再在相关酶作用下,分解产生嘌呤、嘧啶、核糖、 脱氧核糖和磷酸,然后被吸收。
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IMP生成总反应过程
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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
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激酶
AMP
激酶
ADP
ATP ADP
ATP ADP
GMP
激酶
激酶
GDP
ATP ADP
ATP ADP
ATP GTP
CoA
活化中间代谢物 糖原合成，UDP-GLU。磷脂合成，
CDP-乙醇胺，CDP-二脂酰甘油。
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尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)
AMP
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Leabharlann Baidu
第一节
嘌呤核苷酸的代谢
Metabolism of Purine Nucleotides
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嘌呤核苷酸的结构
谷氨酰胺
酰胺转移酶 谷氨酸
H2N-1-R-5´-P
（5´-磷酸核糖胺）
在谷氨酰胺、甘氨酸、一 碳单位、二氧化碳及天冬 氨酸的逐步参与下
AMP
IMP
GMP
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1. IMP的合成过程
① 磷酸核糖酰胺转移酶 ② GAR合成酶 ③ 转甲酰基酶 ④ FGAM合成酶 ⑤ AIR合成酶
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（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径
•定义
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，称为 补救合成（或重新利用）途径。
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•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)
吸收到体内的嘌呤和嘧啶,大部分被分解,少部 分可再利用,合成核苷酸。
人和动物所需的核酸无须直接依赖于食物,只 要食物中有足够的磷酸盐,糖和蛋白质,核酸就能 在体内正常合成。
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•核苷酸的生物功用
作为核酸合成的原料 体内能量的利用形式 生物能量的载体ATP、GTP 参与代谢和生理调节 信号分子cAMP、cGMP 组成辅酶 腺苷酸是三种重要辅酶的组分NAD、FAD、
AMP
GMP
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一、嘌呤核苷酸的合成代谢
从头合成途径 (de novo synthesis pathway)
补救合成途径 (salvage synthesis pathway)
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从头合成途径：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。 补救合成途径：利用游离的碱基或核苷， 经过简单的反应过程，合成核苷酸的途径。 脑、骨髓等只能进行此途径。
体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能 进行补救合成。
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（三）嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
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GMP XMP
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（四） 脱氧核糖核苷酸的生成
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）
激酶 dNDP + ATP
dNTP + ADP
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（五） 嘌呤核苷酸的抗代谢物
• 嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸 等的类似物,主要以竞争性抑制阻断嘌呤核苷酸的合 成代谢,从而进一步阻止核酸以及蛋白质的生物合成。 肿瘤细胞的核酸及蛋白质合成十分旺盛,由此,这些 抗代谢物具有抗肿瘤作用。
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•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
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