第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件

第十二章

核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種生物合成的活性中間物糖原合成，UDP-Glc。磷脂合成，CDP-乙醇胺，CDP-二脂酰甘油。③生物能量的載體ATP、GTP④腺苷酸是三種重要輔酶的組分NAD、FAD、CoA⑤信號分子cAMP、cGMP第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件1食物中的核酸，經(jīng)腸道酶系降解成各種核苷酸，分解產(chǎn)生嘌呤、嘧啶、核糖、脫氧核糖和磷酸，然后被吸收。吸收到體內(nèi)的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部分可再利用，合成核苷酸。人和動物所需的核酸無須直接依賴于食物，只要食物中有足夠的磷酸鹽、糖和蛋白質(zhì)，核酸就能在體內(nèi)正常合成。核酸的分解代謝：核酸核酸酶核苷酸核苷酸酶核苷+磷酸核苷磷酸化酶堿基+戊糖-1-磷酸核酸核酸酶核苷酸核苷酸酶核苷+磷酸核苷磷酸化酶堿基+2第一節(jié)

核酸和核苷酸的分解代謝一、

核酸的酶促降解核酸是核苷酸以3’、5’-磷酸二酯鍵連成的高聚物，核酸分解代謝的第一步就是分解為核苷酸，作用于磷酸二酯鍵的酶稱核酸酶（實質(zhì)是磷酸二脂酶）。根據(jù)對底物的專一性可分為：核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶、非特異性核酸酶。根據(jù)酶的作用方式分：內(nèi)切酶、外切酶。第一節(jié)

核酸和核苷酸的分解代謝31、

核糖核酸酶

只水解RNA磷酸二酯鍵的酶（RNase），不同的RNase專一性不同。牛胰核糖核酸酶（RNaseI），作用位點是嘧啶核苷-3’-磷酸與其它核苷酸間的連接鍵。核糖核酸酶T1（RNaseT1），作用位點是3’-鳥苷酸與其它核苷酸的5’-OH間的鍵。

1、

核糖核酸酶42、

脫氧核糖核酸酶

只能水解DNA磷酸二酯鍵的酶。DNase牛胰脫氧核糖核酸酶（DNaseI）可切割雙鏈和單鏈DNA。產(chǎn)物是以5’-磷酸為末端的寡核苷酸。牛胰脫氧核糖核酸酶（DNaseⅠ），降解產(chǎn)物為3’-磷酸為末端的寡核苷酸。限制性核酸內(nèi)切酶：細菌體內(nèi)能識別并水解外源雙源DNA的核酸內(nèi)切酶，產(chǎn)生3ˊ-OH和5ˊ-P。

2、

脫氧核糖核酸酶5

3、

非特異性核酸酶

既可水解RNA，又可水解DNA磷酸二酯鍵的核酸酶。小球菌核酸酶是內(nèi)切酶，可作用于RNA或變性的DNA，產(chǎn)生3’-核苷酸或寡核苷酸。蛇毒磷酸二酯酶能從RNA或DNA鏈的游離的3’-OH逐個水解，生成5’-核苷酸。牛脾磷酸二脂酶從游離的5’-OH開始逐個水解，生成3’核苷酸。3、

非特異性核酸酶6第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件7二、

核苷酸的降解1、

核苷酸酶

（磷酸單脂酶）2、

核苷酶①

核苷磷酸化酶：廣泛存在，反應可逆。核苷+磷酸核苷磷酸化酶堿基+戊糖-1-磷酸二、

核苷酸的降解核苷+磷酸核苷磷酸化酶堿基+8②核苷水解酶：主要存在于植物、微生物中，只水解核糖核苷，不可逆核糖核苷+H2O核苷水解酶堿基+核糖②核苷水解酶：主要存在于植物、微生物中，只水解核糖核苷，不9三、

嘌呤堿的分解首先在各自的脫氨酶的作用下水解脫氨，脫氨反應可發(fā)生在嘌呤堿、核苷及核苷酸水平上。

三、

嘌呤堿的分解10第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件11

不同種類的生物分解嘌呤堿的能力不同尿酸：靈長類、鳥類、昆蟲、排尿酸爬蟲類尿囊素：哺乳動物（靈長類除外）、腹足類尿囊酸：硬骨魚類尿素：大多數(shù)魚類、兩棲類NH3:低等動物植物與動物相似-產(chǎn)生尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3。微生物-產(chǎn)生NH3、CO2及有機酸不同種類的生物分解嘌呤堿的能力不同12

四、

嘧啶堿的分解

人和某些動物體內(nèi)脫氨基過程有的發(fā)生在核苷或核苷酸上。脫下的NH3可進一步轉(zhuǎn)化成尿素排出。

13第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件14第二節(jié)

嘌呤核苷酸的合成一、

從頭合成由5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸（5’-PRPP）開始，先合成次黃嘌呤核苷酸，然后由次黃嘌呤核苷酸（IMP）轉(zhuǎn)化為腺嘌呤核苷酸和鳥嘌呤核苷酸。嘌呤環(huán)合成的前體：CO2、甲酸鹽、Gln、Asp、Gly第二節(jié)

嘌呤核苷酸的合成15第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件161、

次黃嘌呤核苷酸的合成（IMP）5-磷酸核糖+ATP磷酸核糖焦磷酸激酶5`-PRPP+AMP1、

次黃嘌呤核苷酸的合成（IMP）5-磷酸核糖+A17（1）、

磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶（轉(zhuǎn)氨）5-磷酸核糖焦磷酸+Gln→5-磷酸核糖胺+Glu+ppi使原來α-構(gòu)型的核糖轉(zhuǎn)化成β構(gòu)型（2）、

甘氨酰胺核苷酸合成酶5-磷酸核糖胺+Gly+ATP→甘氨酰胺核苷酸+ADP+Pi（3）、

甘氨酰胺核苷酸轉(zhuǎn)甲?；父拾滨０泛塑账?N5N10-甲川FH4+H2O→甲酰甘氨酰胺核苷酸+FH4甲川基可由甲酸或氨基酸供給。第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件18（4）、

甲酰甘氨脒核苷酸合成酶甲酰甘氨酰胺核苷酸+Gln+ATP+H2O→

甲酰甘氨脒核苷酸+Glu+ADP+pi受重氮絲氨酸和6-重氮-5-氧-正亮氨酸不可逆抑制，這兩種抗菌素與Gln有類似結(jié)構(gòu)。（5）、

氨基咪唑核苷酸合成酶甲酰甘氨脒核苷酸+ATP→5-氨基咪唑核苷酸+ADP+Pi（4）、

甲酰甘氨脒核苷酸合成酶19（6）、

氨基咪唑核苷酸羧化酶5-氨基咪唑核苷酸+CO2→5-氨基咪唑-4羧酸核苷酸（7）、

氨基咪唑琥珀基氨甲酰核苷酸合成酶5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸+Asp+ATP→5-氨基咪唑4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸（8）、

腺苷酸琥珀酸裂解酶5-氨基咪唑-4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸→5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸+延胡索酸（6）、氨基咪唑核苷酸羧化酶20（9）、

氨基咪唑氨甲酰核苷酸轉(zhuǎn)甲酰基酶5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸+N10-甲酰FH4→5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核苷酸+FH4（10）、次黃嘌呤核苷酸環(huán)水解酶5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核苷酸→次黃嘌呤核苷酸+H2O總反應式：5-磷酸核糖+CO2+甲川THFA+甲酰THFA+2Gln+Gly+Asp+5ATP→IMP+2THFA+2Glu+延胡索酸+4ADP+1AMP+4Pi+PPi（9）、氨基咪唑氨甲酰核苷酸轉(zhuǎn)甲?；?12、腺嘌呤核苷酸的合成（AMP）IMP+Asp+GTPAMP+延胡索酸腺苷酸琥珀酸合成酶腺苷酸琥珀酸+GDP+Pi腺苷酸琥珀酸裂解酶2、腺嘌呤核苷酸的合成（AMP）IMP+Asp+G22從頭合成：CO2、2個甲酸鹽、2個Gln、1個Gly、（1+1）個Asp、（6+1）個ATP，產(chǎn)生2個Glu、（1+1）個延胡索酸。

Asp的結(jié)構(gòu)類似物羽田殺菌素，可強烈抑制腺苷酸琥珀酸合成酶的活性，阻止AMP生成。羽田殺菌素：N-羥基-N-甲酰-Gly從頭合成：CO2、2個甲酸鹽、2個Gln、1個Gly、（1233、

IMP+NAD++H2OIMP脫氫酶黃嘌呤核苷酸+NADH+H+鳥嘌呤核苷酸的合成IMP+NAD++H2OIMP脫氫酶黃嘌呤核苷酸+NADH+H+黃嘌呤核苷酸+Gln（或NH4+）+ATP+H2OGMP合成酶GMP+Glu+AMP+PPi3、

IMP+NAD++H2OIMP+NAD244、

AMP、GMP生物合成的調(diào)節(jié)5-磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶是關鍵酶，可被終產(chǎn)物AMP、GMP反饋抑制。AMP過量可反饋抑制自身的合成。GMP過量可反饋抑制自身的合成。4、

AMP、GMP生物合成的調(diào)節(jié)25第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件265、

藥物對嘌呤核苷酸合成的影響

①羽田殺菌素與Asp競爭腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黃嘌呤核苷酸轉(zhuǎn)化成AMP。②重氮乙酰絲氨酸、6-重氮-5-氧正亮氨酸，是Gln的結(jié)構(gòu)類似物，抑制Gln參與的反應。③氨基蝶呤、氨甲蝶呤葉酸的結(jié)構(gòu)類似物，能與二氫葉酸還原酶發(fā)生不可逆結(jié)合，阻止FH4的生成，從而抑制FH4參與的各種一碳單位轉(zhuǎn)移反應。第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件27二、

補救途徑1、

磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑（重要途徑）嘌呤堿和5-PRPP在特異的磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的作用下生成嘌呤核苷酸嘌呤核苷+磷酸核苷磷酸化酶嘌呤堿+戊糖-1-磷酸腺嘌呤+5-PRPP腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶AMP+PPi次黃嘌呤（鳥嘌呤）+5-PRPP次黃嘌呤：鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶IMP（GMP）+PPi二、

補救途徑嘌呤核苷+磷酸核苷磷酸化酶嘌呤堿282、核苷激酶途徑

腺嘌呤在核苷磷酸化酶作用下轉(zhuǎn)化為腺嘌呤核苷，后者在核苷磷酸激酶的作用下與ATP反應，生成腺嘌呤核苷酸。堿基+核糖-1-磷酸核苷磷酸化酶核苷+Pi腺苷+ATP腺苷激酶腺苷酸+ADP嘌呤核苷酸的從頭合成與補救途徑之間存在平衡。Lesch-Nyan綜合癥就是由于次黃嘌呤：鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶缺陷，AMP合成增加，大量積累尿酸，腎結(jié)石和痛風。2、核苷激酶途徑堿基+核糖-1-磷酸核苷磷酸化酶核苷29第三節(jié)

嘧啶核苷酸的合成一、

從頭合成與嘌呤核苷酸合成不同，在合成嘧啶核苷酸時，首先合成嘧啶環(huán)，再與磷酸核糖結(jié)合，生成尿嘧啶核苷酸，最后由尿嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)化為胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。合成前體：氨甲酰磷酸、Asp第三節(jié)

嘧啶核苷酸的合成30第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件311、

尿嘧啶核苷酸的合成1、

尿嘧啶核苷酸的合成32氨甲酰磷酸的合成：Gln+HCO3-+2ATP氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸+Glu+2ADP+Pi氨甲酰磷酸的合成：Gln+HCO3-+2ATP33天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶氨甲酰磷酸+Asp氨甲酰天冬氨酸+Pi二氫乳清酸酶氨甲酰天冬氨酸二氫乳清酸+H2O二氫乳清酸脫氫酶／FAD、FMN二氫乳清酸+NAD+乳清酸+NADH+H+乳清苷酸焦磷酸化酶／Mg2+乳清酸+PRPP乳清苷酸+PPi乳清苷酸脫羧酶乳清苷酸UMP+CO2天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶氨甲酰磷酸+Asp氨甲酰天冬氨酸+342、

胞嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷三磷酸可直接與NH3（細菌）或Gln（植物）反應，生成胞嘧啶核苷三磷酸。UMP+ATP尿嘧啶核苷酸激酶／Mg2+UDP+ADPUDP+ATP核苷二磷酸激酶／Mg2+UTP+ADPCTP合成酶UTP+Gln（NH4+）+ATP+H2OCTP+Glu+ADP+Pi2、

胞嘧啶核苷酸的合成UMP+ATP尿嘧啶核苷353、嘧啶核苷酸生物合成的調(diào)節(jié)（大腸桿菌）

氨甲酰磷酸合成酶：受UMP反饋抑制天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶：受CTP反饋抑制CTP合成酶：受CTP反饋抑制3、嘧啶核苷酸生物合成的調(diào)節(jié)（大腸桿菌）364、

藥物對嘧啶核苷酸合成的影響5-氟尿嘧啶抑制胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成。5-氟尿嘧啶在人體內(nèi)轉(zhuǎn)變成相應的核苷酸，再轉(zhuǎn)變成脫氧核苷酸，可抑制脫氧胸腺嘧啶核酸合成酶，干擾尿嘧啶脫氧核苷酸經(jīng)甲基化生成脫氧胸苷的過程，DNA合成受阻。4、

藥物對嘧啶核苷酸合成的影響37二、

補救途徑（1）

嘧啶核苷激酶途徑（重要途徑）嘧啶堿與1-磷酸核糖生成嘧啶核苷，然后由尿苷激酶催化尿苷和胞苷形成UMP和CMP。嘧啶堿+1-磷酸核糖核苷磷酸化酶嘧啶核苷+Pi尿苷（胞苷）+ATP尿苷激酶／Mg2+UMP（CMP）+ADP（2）磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑（胞嘧啶不行）尿嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶+5-PRPPUMP+PPi二、

補救途徑嘧啶堿+1-磷酸核糖核苷磷酸化酶嘧啶38第四節(jié)

脫氧核苷酸的合成脫氧核糖核苷酸是由相應的核糖核苷酸衍生而來的。（1）腺嘌呤、鳥嘌呤和胞嘧啶核糖核苷酸經(jīng)還原，將核糖第二位碳原子的氧脫去，即成為相應的脫氧核糖核苷酸。（2）胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸：先由尿嘧啶核糖核苷酸還原形成尿嘧啶脫氧核糖核苷酸，然后尿嘧啶再經(jīng)甲基化轉(zhuǎn)變成胸腺嘧啶。第四節(jié)

脫氧核苷酸的合成39一、

核糖核苷酸的還原ADP、GDP、CDP、UDP均可分別被還原成相應的脫氧核糖核苷酸：dADP、dGDP、dCDP、dUDP等，其中dUDP甲基化，生成dTDP。還原反應一般在核苷二磷酸（NDP）水平上進行，ATP、dATP、dTTP、dGTP是還原酶的變構(gòu)效應物，個別微生物（賴氏乳菌桿菌）在核苷三磷酸水平上還原（NTP）。一、

核糖核苷酸的還原401、

核苷酸還原酶系

由硫氧還蛋白、硫氧還蛋白還原酶和核苷酸還原酶（B1、B2）三部分組成。B1、B2亞基結(jié)合后，才具有催化活性。B1上的巰基和B2上的酪氨酸殘基是活性中心的催化基因。另外核苷酸還原酶所需的還原當量還可來自谷胱甘肽。1、

核苷酸還原酶系412、

核苷酸還原酶結(jié)構(gòu)模型及催化機理

B1亞基上有兩個調(diào)節(jié)部位，一個影響整個酶的活性（一級調(diào)節(jié)部位），另一個調(diào)節(jié)對底物的專一性（底物結(jié)合部位）一級調(diào)節(jié)部位：ATP是生物合成的信號分子，而dATP是核苷酸被還原的信號。底物調(diào)節(jié)部位：.①與ATP結(jié)合，可促進嘧啶類的UDP、CDP還原成dUDP、dCDP；②與dTTP或dGTP結(jié)合，可促使GDP（ADP）還原成dGDP（dADP）催化機理自由基催化轉(zhuǎn)換模型。2、

核苷酸還原酶結(jié)構(gòu)模型及催化機理423、脫氧核苷酸的補救途徑（脫氧核苷激酶途徑）脫氧核苷酸也能利用已有的堿基或核苷進行合成（補救途徑），但只有脫氧核苷激酶途徑，不存在類似的磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑核苷磷酸化酶堿基+脫氧核糖-1-磷酸脫氧核苷+磷酸脫氧核苷激酶脫氧核苷ATP脫氧核苷酸+ADP3、脫氧核苷酸的補救途徑（脫氧核苷激酶途徑）核苷磷酸化酶堿基43二、

胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成胸腺嘧啶核苷酸合成酶dUMP+N5,N10-亞甲基THFAdTMP+二氫葉酸二氫葉酸還原酶7，8-二氫葉酸+NADPH+H+5，6，7，8-THFA+NDAP+Ser羥甲基轉(zhuǎn)移酶Ser+THFAGly+N5,N10-亞甲基THFA+H2O二、

胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成胸腺嘧啶核苷酸合成酶dUMP44第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件45第五節(jié)

輔酶核苷酸的生物合成

NAD、NADP是脫氫輔酶，在生物氧化還原系統(tǒng)中傳遞氫。合成途徑：（1）煙酸單核苷酸焦磷酸化酶（2）脫酰胺-NAD焦磷酸化酶（3）NAD合成酶

NADP的合成：NAD激酶催化NAD與ATP反應，使NAD的腺苷酸殘基的核糖2’-OH磷酸化，生成NADP。第五節(jié)

輔酶核苷酸的生物合成46第十二章

核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種生物合成的活性中間物糖原合成，UDP-Glc。磷脂合成，CDP-乙醇胺，CDP-二脂酰甘油。③生物能量的載體ATP、GTP④腺苷酸是三種重要輔酶的組分NAD、FAD、CoA⑤信號分子cAMP、cGMP第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件47食物中的核酸，經(jīng)腸道酶系降解成各種核苷酸，分解產(chǎn)生嘌呤、嘧啶、核糖、脫氧核糖和磷酸，然后被吸收。吸收到體內(nèi)的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部分可再利用，合成核苷酸。人和動物所需的核酸無須直接依賴于食物，只要食物中有足夠的磷酸鹽、糖和蛋白質(zhì)，核酸就能在體內(nèi)正常合成。核酸的分解代謝：核酸核酸酶核苷酸核苷酸酶核苷+磷酸核苷磷酸化酶堿基+戊糖-1-磷酸核酸核酸酶核苷酸核苷酸酶核苷+磷酸核苷磷酸化酶堿基+48第一節(jié)

核酸和核苷酸的分解代謝一、

核酸的酶促降解核酸是核苷酸以3’、5’-磷酸二酯鍵連成的高聚物，核酸分解代謝的第一步就是分解為核苷酸，作用于磷酸二酯鍵的酶稱核酸酶（實質(zhì)是磷酸二脂酶）。根據(jù)對底物的專一性可分為：核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶、非特異性核酸酶。根據(jù)酶的作用方式分：內(nèi)切酶、外切酶。第一節(jié)

核酸和核苷酸的分解代謝491、

核糖核酸酶

只水解RNA磷酸二酯鍵的酶（RNase），不同的RNase專一性不同。牛胰核糖核酸酶（RNaseI），作用位點是嘧啶核苷-3’-磷酸與其它核苷酸間的連接鍵。核糖核酸酶T1（RNaseT1），作用位點是3’-鳥苷酸與其它核苷酸的5’-OH間的鍵。

1、

核糖核酸酶502、

脫氧核糖核酸酶

只能水解DNA磷酸二酯鍵的酶。DNase牛胰脫氧核糖核酸酶（DNaseI）可切割雙鏈和單鏈DNA。產(chǎn)物是以5’-磷酸為末端的寡核苷酸。牛胰脫氧核糖核酸酶（DNaseⅠ），降解產(chǎn)物為3’-磷酸為末端的寡核苷酸。限制性核酸內(nèi)切酶：細菌體內(nèi)能識別并水解外源雙源DNA的核酸內(nèi)切酶，產(chǎn)生3ˊ-OH和5ˊ-P。

2、

脫氧核糖核酸酶51

3、

非特異性核酸酶

既可水解RNA，又可水解DNA磷酸二酯鍵的核酸酶。小球菌核酸酶是內(nèi)切酶，可作用于RNA或變性的DNA，產(chǎn)生3’-核苷酸或寡核苷酸。蛇毒磷酸二酯酶能從RNA或DNA鏈的游離的3’-OH逐個水解，生成5’-核苷酸。牛脾磷酸二脂酶從游離的5’-OH開始逐個水解，生成3’核苷酸。3、

非特異性核酸酶52第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件53二、

核苷酸的降解1、

核苷酸酶

（磷酸單脂酶）2、

核苷酶①

核苷磷酸化酶：廣泛存在，反應可逆。核苷+磷酸核苷磷酸化酶堿基+戊糖-1-磷酸二、

核苷酸的降解核苷+磷酸核苷磷酸化酶堿基+54②核苷水解酶：主要存在于植物、微生物中，只水解核糖核苷，不可逆核糖核苷+H2O核苷水解酶堿基+核糖②核苷水解酶：主要存在于植物、微生物中，只水解核糖核苷，不55三、

嘌呤堿的分解首先在各自的脫氨酶的作用下水解脫氨，脫氨反應可發(fā)生在嘌呤堿、核苷及核苷酸水平上。

三、

嘌呤堿的分解56第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件57

不同種類的生物分解嘌呤堿的能力不同尿酸：靈長類、鳥類、昆蟲、排尿酸爬蟲類尿囊素：哺乳動物（靈長類除外）、腹足類尿囊酸：硬骨魚類尿素：大多數(shù)魚類、兩棲類NH3:低等動物植物與動物相似-產(chǎn)生尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3。微生物-產(chǎn)生NH3、CO2及有機酸不同種類的生物分解嘌呤堿的能力不同58

四、

嘧啶堿的分解

人和某些動物體內(nèi)脫氨基過程有的發(fā)生在核苷或核苷酸上。脫下的NH3可進一步轉(zhuǎn)化成尿素排出。

59第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件60第二節(jié)

嘌呤核苷酸的合成一、

從頭合成由5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸（5’-PRPP）開始，先合成次黃嘌呤核苷酸，然后由次黃嘌呤核苷酸（IMP）轉(zhuǎn)化為腺嘌呤核苷酸和鳥嘌呤核苷酸。嘌呤環(huán)合成的前體：CO2、甲酸鹽、Gln、Asp、Gly第二節(jié)

嘌呤核苷酸的合成61第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件621、

次黃嘌呤核苷酸的合成（IMP）5-磷酸核糖+ATP磷酸核糖焦磷酸激酶5`-PRPP+AMP1、

次黃嘌呤核苷酸的合成（IMP）5-磷酸核糖+A63（1）、

磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶（轉(zhuǎn)氨）5-磷酸核糖焦磷酸+Gln→5-磷酸核糖胺+Glu+ppi使原來α-構(gòu)型的核糖轉(zhuǎn)化成β構(gòu)型（2）、

甘氨酰胺核苷酸合成酶5-磷酸核糖胺+Gly+ATP→甘氨酰胺核苷酸+ADP+Pi（3）、

甘氨酰胺核苷酸轉(zhuǎn)甲?；父拾滨０泛塑账?N5N10-甲川FH4+H2O→甲酰甘氨酰胺核苷酸+FH4甲川基可由甲酸或氨基酸供給。第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件64（4）、

甲酰甘氨脒核苷酸合成酶甲酰甘氨酰胺核苷酸+Gln+ATP+H2O→

甲酰甘氨脒核苷酸+Glu+ADP+pi受重氮絲氨酸和6-重氮-5-氧-正亮氨酸不可逆抑制，這兩種抗菌素與Gln有類似結(jié)構(gòu)。（5）、

氨基咪唑核苷酸合成酶甲酰甘氨脒核苷酸+ATP→5-氨基咪唑核苷酸+ADP+Pi（4）、

甲酰甘氨脒核苷酸合成酶65（6）、

氨基咪唑核苷酸羧化酶5-氨基咪唑核苷酸+CO2→5-氨基咪唑-4羧酸核苷酸（7）、

氨基咪唑琥珀基氨甲酰核苷酸合成酶5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸+Asp+ATP→5-氨基咪唑4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸（8）、

腺苷酸琥珀酸裂解酶5-氨基咪唑-4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸→5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸+延胡索酸（6）、氨基咪唑核苷酸羧化酶66（9）、

氨基咪唑氨甲酰核苷酸轉(zhuǎn)甲?；?-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸+N10-甲酰FH4→5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核苷酸+FH4（10）、次黃嘌呤核苷酸環(huán)水解酶5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核苷酸→次黃嘌呤核苷酸+H2O總反應式：5-磷酸核糖+CO2+甲川THFA+甲酰THFA+2Gln+Gly+Asp+5ATP→IMP+2THFA+2Glu+延胡索酸+4ADP+1AMP+4Pi+PPi（9）、氨基咪唑氨甲酰核苷酸轉(zhuǎn)甲酰基酶672、腺嘌呤核苷酸的合成（AMP）IMP+Asp+GTPAMP+延胡索酸腺苷酸琥珀酸合成酶腺苷酸琥珀酸+GDP+Pi腺苷酸琥珀酸裂解酶2、腺嘌呤核苷酸的合成（AMP）IMP+Asp+G68從頭合成：CO2、2個甲酸鹽、2個Gln、1個Gly、（1+1）個Asp、（6+1）個ATP，產(chǎn)生2個Glu、（1+1）個延胡索酸。

Asp的結(jié)構(gòu)類似物羽田殺菌素，可強烈抑制腺苷酸琥珀酸合成酶的活性，阻止AMP生成。羽田殺菌素：N-羥基-N-甲酰-Gly從頭合成：CO2、2個甲酸鹽、2個Gln、1個Gly、（1693、

IMP+NAD++H2OIMP脫氫酶黃嘌呤核苷酸+NADH+H+鳥嘌呤核苷酸的合成IMP+NAD++H2OIMP脫氫酶黃嘌呤核苷酸+NADH+H+黃嘌呤核苷酸+Gln（或NH4+）+ATP+H2OGMP合成酶GMP+Glu+AMP+PPi3、

IMP+NAD++H2OIMP+NAD704、

AMP、GMP生物合成的調(diào)節(jié)5-磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶是關鍵酶，可被終產(chǎn)物AMP、GMP反饋抑制。AMP過量可反饋抑制自身的合成。GMP過量可反饋抑制自身的合成。4、

AMP、GMP生物合成的調(diào)節(jié)71第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件725、

藥物對嘌呤核苷酸合成的影響

①羽田殺菌素與Asp競爭腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黃嘌呤核苷酸轉(zhuǎn)化成AMP。②重氮乙酰絲氨酸、6-重氮-5-氧正亮氨酸，是Gln的結(jié)構(gòu)類似物，抑制Gln參與的反應。③氨基蝶呤、氨甲蝶呤葉酸的結(jié)構(gòu)類似物，能與二氫葉酸還原酶發(fā)生不可逆結(jié)合，阻止FH4的生成，從而抑制FH4參與的各種一碳單位轉(zhuǎn)移反應。第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件73二、

補救途徑1、

磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑（重要途徑）嘌呤堿和5-PRPP在特異的磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的作用下生成嘌呤核苷酸嘌呤核苷+磷酸核苷磷酸化酶嘌呤堿+戊糖-1-磷酸腺嘌呤+5-PRPP腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶AMP+PPi次黃嘌呤（鳥嘌呤）+5-PRPP次黃嘌呤：鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶IMP（GMP）+PPi二、

補救途徑嘌呤核苷+磷酸核苷磷酸化酶嘌呤堿742、核苷激酶途徑

腺嘌呤在核苷磷酸化酶作用下轉(zhuǎn)化為腺嘌呤核苷，后者在核苷磷酸激酶的作用下與ATP反應，生成腺嘌呤核苷酸。堿基+核糖-1-磷酸核苷磷酸化酶核苷+Pi腺苷+ATP腺苷激酶腺苷酸+ADP嘌呤核苷酸的從頭合成與補救途徑之間存在平衡。Lesch-Nyan綜合癥就是由于次黃嘌呤：鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶缺陷，AMP合成增加，大量積累尿酸，腎結(jié)石和痛風。2、核苷激酶途徑堿基+核糖-1-磷酸核苷磷酸化酶核苷75第三節(jié)

嘧啶核苷酸的合成一、

從頭合成與嘌呤核苷酸合成不同，在合成嘧啶核苷酸時，首先合成嘧啶環(huán)，再與磷酸核糖結(jié)合，生成尿嘧啶核苷酸，最后由尿嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)化為胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。合成前體：氨甲酰磷酸、Asp第三節(jié)

嘧啶核苷酸的合成76第十二章核苷酸代謝核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種課件771、

尿嘧啶核苷酸的合成1、

尿嘧啶核苷酸的合成78氨甲酰磷酸的合成：Gln+HCO3-+2ATP氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸+Glu+2ADP+Pi氨甲酰磷酸的合成：Gln+HCO3-+2ATP79天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶氨甲酰磷酸+Asp氨甲酰天冬氨酸+Pi二氫乳清酸酶氨甲酰天冬氨酸二氫乳清酸+H2O二氫乳清酸脫氫酶／FAD、FMN二氫乳清酸+NAD+乳清酸+NADH+H+乳清苷酸焦磷酸化酶／Mg2+乳清酸+PRPP乳清苷酸+PPi乳清苷酸脫羧酶乳清苷酸UMP+CO2天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶氨甲酰磷酸+Asp氨甲酰天冬氨酸+802、

胞嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷三磷酸可直接與NH3（細菌）或Gln（植物）反應，生成胞嘧啶核苷三磷酸。UMP+ATP尿嘧啶核苷酸激酶／Mg2+UDP+ADPUDP+ATP核苷二磷酸激酶／Mg2+UTP+ADPCTP合成酶UTP+Gln（NH4+）+ATP+H2OCTP+Glu+ADP+Pi2、

胞嘧啶核苷酸的合成UMP+ATP尿嘧啶核苷813、嘧啶核苷酸生物合成的調(diào)節(jié)（大腸桿菌）

氨甲酰磷酸合成酶：受UMP反饋抑制天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶：受CTP反饋抑制CTP合成酶：受CTP反饋抑制3、嘧啶核苷酸生物合成的調(diào)節(jié)（大腸桿菌）824、

藥物對嘧啶核苷酸合成的影響5-氟尿嘧啶抑制胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成。5-氟尿嘧啶在人體內(nèi)轉(zhuǎn)變成相應的核苷酸，再轉(zhuǎn)變成脫氧核苷酸，可抑制脫氧胸腺嘧啶核酸合成酶，干擾尿嘧啶脫氧核苷酸經(jīng)甲基化生成脫氧胸苷的過程，DNA合成受阻。4、

藥物對嘧啶核苷酸合成的影響83二、

補救途徑（1）

嘧啶核苷激酶途徑（重要途徑）嘧啶堿與1-磷酸核糖生成嘧啶核苷，然后由尿苷激酶催化尿苷和胞苷形成UMP和CMP。嘧啶堿+1-磷酸核糖核苷磷酸化酶嘧啶核苷+Pi尿苷（胞苷）+ATP尿苷激酶／Mg2+UMP（CMP）+ADP（2）磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑（胞嘧啶不行）尿嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶+5-PRPPUMP+PPi二、

補救途徑嘧啶堿+1-磷酸核糖核苷磷酸化酶嘧啶84第四節(jié)