8 核苷酸代谢.ppt

核苷酸 核酸的基本结构单位； 不属于营养必需物质； 细胞中主要以5’-核苷酸形式存在； 具有多种生物学功能； 核酸的分解代谢产物核苷酸、核苷、碱基、戊糖和磷酸既可以参加合成代谢，也可以进一步分解。 细胞中的DNA代谢相对稳定，而RNA代谢活跃。 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） 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。 核苷酸代谢概况 合成代谢 从头合成途径 (de novo synthesis pathway) 补救合成途径 (salvage synthesis pathway) 分解代谢 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。 补救合成途径(salvage synthesis pathway) ：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。 这是次要合成途径。 脑、骨髓等只能进行此途径。 嘌呤核苷酸的结构 一、嘌呤核苷酸的合成代谢 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。 2、AMP和GMP的生成 IMP是AMP和GMP的前体。 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； ?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GTP或1个ATP。 ?AMP和GMP的水平保持相对平衡。 （二）嘌呤核苷酸的补救合成途径 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。 体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。 HGPRT基因缺失导致自毁容貌综合症。 　　核糖核苷酸还原酶是一种变构酶，包括R1、R2两个亚基。只有R1与R2结合时才具有活性。在DNA合成旺盛、分裂速度较快的细胞中，核糖核苷酸还原酶体系活性较强。 　　　为了使合成DNA的4种脱氧核苷酸得到适当的比例，还可通过各种三磷酸核苷对还原酶的变构作用，来调节不同脱氧核苷酸的生成。 6-MP可在体内经磷酸核糖化生成6MP核苷酸，并以这种形式抑制IMP转变为AMP及GMP的反应； 直接通过竞争性抑制，影响次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)，使PRPP分子中的磷酸核糖不能向鸟嘌呤及次黄嘌呤转移，阻止了补救合成途径。 主要有氮杂丝氨酸等。 化学结构与Gln相似。 可干扰Gln在嘌呤核苷酸合成中的作用，从而抑制嘌呤核苷酸的合成。 主要有氨蝶呤和氨甲蝶呤（MTX）等。 能竞争性抑制二氢叶酸还原酶，使叶酸不能还原成FH2和FH4。由此嘌呤合成原料一碳单位得不到供应，从而抑制嘌呤核苷酸的合成。 体内嘌呤核苷酸的分解代谢主要在肝脏、小肠及肾脏中进行。 黄嘌呤氧化酶是需氧脱氢酶。是尿酸生成的一个主要酶。 嘧啶核苷酸的结构 （一）嘧啶核苷酸的从头合成 从头合成的调节 （二） 嘧啶核苷酸的补救合成 （三）嘧啶核苷酸的抗代谢物 嘧啶类似物：主要有5-氟尿嘧啶（5-FU） 氨基酸类似物： 氮杂丝氨酸能抑制CTP的生成。 叶酸类似物： 氨蝶呤、氨甲蝶呤使dUMP不能利用一碳单位甲基化成dTMP。 二、嘧啶核苷酸的分解代谢 复习思考题 1. 概念：（1）从头合成途径 （2）补救合成途径 （3）核苷酸的抗代谢物 2. 试完成下列反应： （1）IMP → AMPS → AMP （2）IMP → XMP → GMP （3）UTP → CTP （4）dUMP → dTMP 3. AMP C6、GMP C2及CTP C4的氨基和dTMP C5的甲基供体各是什么？ 4. 试从合成原料及合成程序方面比较嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸从头合成的异同点。 5. 试述PRPP在核苷酸代谢中的重要性。 6