核苷酸及遺傳信息儲存

核酸的消化與吸收概述食物核蛋白蛋白質核酸（RNA及DNA）胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、腸核苷酸酶堿基戊糖核苷酶第1頁/共46頁核苷酸的生物功用作為核酸合成的原料(最主要）體內能量的利用形式（ATP、GTP、UTP、CTP）參與代謝和生理調節(jié)：（ATP/ADP/AMP,第二信使cAMP、cGMP）組成輔酶（CoA、FAD、NAD+、NADP+含腺苷酸）活化中間代謝物第2頁/共46頁尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)AMP第3頁/共46頁第一節(jié)

嘌呤核苷酸的代謝MetabolismofPurineNucleotides第4頁/共46頁嘌呤核苷酸的結構GMPAMPIMP第5頁/共46頁一、核苷酸的合成代謝從頭合成途徑(denovosynthesispathway)補救合成途徑(salvagesynthesispathway)

第6頁/共46頁嘌呤核苷酸的從頭合成途徑是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳等簡單物質為原料，經(jīng)過一系列酶促反應，合成嘌呤核苷酸的途徑。肝是體內從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小腸和胸腺，而腦、骨髓則無法進行此合成途徑。（一）嘌呤核苷酸的從頭合成定義合成部位第7頁/共46頁嘌呤堿合成的元素來源CO2天冬氨酸甲酰基（一碳單位）甘氨酸甲?；ㄒ惶紗挝唬┕劝滨０罚０坊┑?頁/共46頁嘌呤核苷酸合成的原料5’天冬氨酸甲酰基（一碳單位）甘氨酸甲?；ㄒ惶紗挝唬┕劝滨０罚０坊㏑CO2P磷酸戊糖途徑第9頁/共46頁過程1.IMP的合成2.AMP和GMP的生成第10頁/共46頁R-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步參與下IMPAMPGMPH2N-1-R-5′-P（5′-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺轉移酶第11頁/共46頁①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脫氫酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶2、AMP和GMP的生成目錄第12頁/共46頁?嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。嘌呤核苷酸從頭合成特點第13頁/共46頁利用體內游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡單的反應，合成嘌呤核苷酸的過程，稱為補救合成（或重新利用）途徑。2.嘌呤核苷酸的補救合成途徑定義第14頁/共46頁腺嘌呤磷酸核糖轉移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)參與補救合成的酶第15頁/共46頁腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi合成過程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP第16頁/共46頁補救合成的生理意義補救合成節(jié)省從頭合成時的能量和一些氨基酸的消耗。體內某些組織器官，如腦、骨髓等只能進行補救合成。第17頁/共46頁3.嘌呤核苷酸的相互轉變IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶鳥苷酸還原酶NADPH+H+NADP+NH3第18頁/共46頁性質:嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌

呤、氨基酸或葉酸等的類似物.

機制:競爭性抑制或“以假亂真”方式干

擾或阻斷嘌呤核苷酸的合成代謝,

進而阻止核酸及蛋白質的生物合成.

意義:抗腫瘤作用.

（五）嘌呤核苷酸的抗代謝物第19頁/共46頁嘌呤類似物氨基酸類似物葉酸類似物6-巰基嘌呤6-巰基鳥嘌呤8-氮雜鳥嘌呤等氮雜絲氨酸等氨蝶呤氨甲蝶呤等第20頁/共46頁次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤(6-MP)6-巰基嘌呤的結構第21頁/共46頁

6-巰基嘌呤(6MP)作用

其化學結構與次黃嘌呤相似,并可在體內轉變成6MP核苷酸.

1、抑制IMP轉變?yōu)锳MP及GMP;

2、通過競爭性抑制影響次黃嘌呤-鳥

嘌呤磷酸核糖轉移酶(HGPRT)而阻止

了補救合成途徑;

3、反饋抑制PRPP酰基轉移酶而阻斷從頭

合成途徑.

第22頁/共46頁甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺核苷酸（GAR）==甲酰甘氨脒核苷酸（FGAM）5-氨基異咪唑-4-甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黃嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（A）GMP==PRPPPPi鳥嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸MTXMTX目錄第23頁/共46頁從頭合成途徑補救合成途徑（二）、嘧啶核苷酸的合成代謝第24頁/共46頁嘧啶核苷酸的結構第25頁/共46頁1.嘧啶核苷酸的從頭合成主要是肝細胞胞液嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳等簡單物質為原料，經(jīng)過一系列酶促反應，合成嘧啶核苷酸的途徑。定義合成部位第26頁/共46頁嘧啶合成的元素來源氨基甲酰磷酸天冬氨酸第27頁/共46頁天冬氨酸=o=o嘧啶堿合成的元素來源GlnCO2第28頁/共46頁合成過程1.尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸+氨基甲酰磷酸第29頁/共46頁第30頁/共46頁2.胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶谷氨酰胺ATP谷氨酸ADP+Pi第31頁/共46頁3.dTMP或TMP的生成TMP合酶N5,N10-甲烯FH4FH2FH2還原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脫氧胸苷一磷酸dTMPUDP脫氧核苷酸還原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP第32頁/共46頁2.嘧啶核苷酸的補救合成嘧啶+

PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖轉移酶尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶UMP+ADP胸腺嘧啶核苷+ATP胸苷激酶TMP+ADP第33頁/共46頁3.嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶類似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)第34頁/共46頁嘧啶類似物：5-氟尿嘧啶（5-FU）與TMP類似,1、代謝為FdUMP抑制胸苷酸合酶，2、代謝為FUTP以FUMP摻入RNA,破壞RNA結構，消化道癌乳癌(毒性大)第35頁/共46頁（三）三磷酸核苷的合成AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶第36頁/共46頁（四）脫氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸水平上進行（N代表A、G、U、C等堿基）第37頁/共46頁dNDP

+

ATP激酶dNTP

+ADP二磷酸脫氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸還原酶，Mg2+還原型硫氧化還原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化還原蛋白SS硫氧化還原蛋白還原酶（FAD）脫氧核苷酸的生成第38頁/共46頁二、核苷酸的分解代謝

（一）嘌呤核苷酸的分解代謝

核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶堿基1-磷酸核糖第39頁/共46頁嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物AMPGMPH（次黃嘌呤）GX（黃嘌呤）黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶第40頁/共46頁嘌呤核苷酸分解代謝特點:1、環(huán)打不破;2、最終產(chǎn)物:尿酸;3、嘌呤代謝障礙:痛風癥第41頁/共46頁血尿酸正常含量:mmol/L,溶解度低.嘌呤代謝障礙時,血尿酸濃度升高,尿酸鹽結晶沉積于軟組織、軟骨及關節(jié)等處,而導致關節(jié)炎、尿路結石及腎臟疾病.臨床常用別嘌呤醇治療痛風癥。因別嘌呤醇與次黃嘌呤結構相似，可抑制黃嘌呤氧化酶而抑制尿酸生成。另外,別嘌呤醇可與PRPP結合,產(chǎn)物可反饋抑制從頭合成的酶。

第42頁/共46頁痛風癥的治療機制鳥嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤尿酸黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇第43頁/共46頁（二）、嘧啶核苷酸的分解代謝嘧啶堿1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶第44頁/共46頁胞嘧啶NH3尿嘧