核苷酸代谢探讨.pptx

第八章核苷酸代谢 Metabolism of Nucleotides 复旦大学基础医学院生物化学与分子生物学系 于敏 minyu@shmu.edu.cn Nearly all organisms synthesize purines and pyrimidines de novo Many organisms also salvage purines and pyrimidines from diet and degradative pathways Ribose generates energy, but purine and pyrimidine rings do not Nucleotide synthesis pathways are good targets for anti-cancer/antibacterial strategies Nucleotide Biosynthesis 核苷酸是核酸的基本结构单位。 人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。因此，与氨基酸不同，核苷酸不属于营养必需物质。 概述 核酸的消化与吸收 Nucleoprotein Nucleic acid Protein Nucleotide Nucleoside Phosphate Base Ribose Nucleotidase Nucleosidase Degradation of nucleic acid In stomach Gastric acid and pepsin In small intestine Endonucleases: RNase and DNase 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 参与代谢和生理调节 组成辅酶 活化中间代谢物 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) 第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 Metabolism of Purine Nucleotides 嘌呤核苷酸的结构 GMP AMP 一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两种途径 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。 从头合成途径(de novo synthesis) 补救合成途径(salvage pathway) 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。 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。 （一）嘌呤核苷酸的从头合成 哺乳动物合成部位 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。 嘌呤碱合成的元素来源 CO2 天冬氨酸 甲酰基 （一碳单位） 甘氨酸 甲酰基 （一碳单位） 谷氨酰胺 （酰胺基） 合成过程 IMP(次黄嘌呤单核苷酸）的合成 AMP和GMP的生成 R-5-P （5-磷酸核糖） PP-1-R-5-P （磷酸核糖焦磷酸） 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 IMP H2N-1-R-5′-P （5′-磷酸核糖胺） 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 IMP生成总反应过程 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 AMP和GMP的生成 Summary of purine biosynthesis 　 IMP 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。 嘌呤核苷酸从头合成特点 2、从头合成的调节 PRPP PRA GTP 调节方式：反馈调节和交叉调节 Regulation of de novo synthesis The significance of regulation: (1) Meet the need of the body, without wasting. (2) AMP and GMP control their respective synthesis from IMP by a feedback mechanism, [GTP]=[ATP] (二)嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式 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(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶(adenosine kinase) 参与补救合成的酶 合成过程 补救合成的生理意义 补救合成