嘌呤核苷酸代谢重点.pptx
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1、 核苷酸代谢核苷酸代谢Nucleotide Metabolism 暨南大学医学院生化教研室暨南大学医学院生化教研室 费费 嘉嘉核苷酸的生理功用核苷酸的生理功用n核酸合成的原料核酸合成的原料n细胞内能量的利用形式:如细胞内能量的利用形式:如ATPn生理调节介质:生理调节介质:cAMP、cGMPn辅酶的构成成分:辅酶的构成成分:FAD、NAD+、NADPn活化中间代谢物:活化中间代谢物:UDPG、SAMn酶的变构调节剂:酶的变构调节剂:ATP、ADP、AMP等等核酸核酸磷酸磷酸核苷酸核苷酸核苷核苷磷酸磷酸-戊糖戊糖碱基碱基水水解解核酸酶核酸酶核苷酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶何处去?何处去?
2、进入磷酸戊糖途径进入磷酸戊糖途径或或重新合成核酸重新合成核酸分解分解合成合成嘌呤核苷酸代谢嘌呤核苷酸代谢l嘌呤核苷酸的结构嘌呤核苷酸的结构GMPAMP一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢l从头合成途径从头合成途径(de novo synthesis pathway)l补救合成途径补救合成途径(salvage synthesis pathway)嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸的的从从头头合合成成途途径径是是指指利利用用磷磷酸酸核核糖糖、氨氨基基酸酸、一一碳碳单单位位及及二二氧氧化化碳碳等等简简单单物物质质为为原原料料,经经过过一一系系列列酶酶促促反反应应,合合成成嘌嘌呤呤核核苷酸的途径。苷酸的
3、途径。肝肝是是体体内内从从头头合合成成嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸的的主主要要器器官官,其其次次是是小小肠肠和和胸胸腺腺,而而脑脑、骨骨髓髓则则无无法法进进行行此此合成途径。合成途径。(一)嘌呤核苷酸的从头合成(一)嘌呤核苷酸的从头合成定义定义合成部位合成部位嘌呤核苷酸的合成代谢嘌呤核苷酸的合成代谢(重点):(重点):n从头合成(从头合成(de novo synthsis)(1)原料:天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、)原料:天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、一碳单位、CO2天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸一碳单位一碳单位一碳单位一碳单位一碳单位一
4、碳单位一碳单位一碳单位COCO2 2(2)过程:两个阶段)过程:两个阶段 第一阶段:次黄嘌呤核苷酸第一阶段:次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成的合成 第二阶段:腺嘌呤核苷酸第二阶段:腺嘌呤核苷酸(AMP)与鸟嘌呤与鸟嘌呤 核苷酸核苷酸(GMP)的生成的生成嘌呤核苷酸的从头合成嘌呤核苷酸的从头合成R-5-P(5-磷酸核糖)磷酸核糖)ATPAMPPRPP合成酶合成酶PP-1-R-5-P(磷酸核糖焦磷酸)(磷酸核糖焦磷酸)在谷氨酰胺、甘氨酸、一在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下氨酸的逐步参与下IMP AMP GMPH2N-1-R-5-P(5-磷酸核糖胺)磷
5、酸核糖胺)谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸酰胺转移酶酰胺转移酶1.IMP的合成过程的合成过程 磷酸核糖酰胺转移酶磷酸核糖酰胺转移酶 GAR合成酶合成酶 转甲酰基酶转甲酰基酶 FGAM合成酶合成酶 AIR合合成成酶酶目目 录录IMP的合成的合成R-5-PPRPPPRPP合成酶合成酶PRA酰胺转移酶酰胺转移酶GARFGARFGAMAIRCAIRSAICARAICARFAICARIMPGlnGlyGlnH2OCO2AspH2OATPATPATPATPfumarateCHO-FH4CHO-FH4IMP生成总反应过程生成总反应过程目目 录录AMP与与GMP的生成的生成IMPAspNAD+AMPGTPGMPG
6、lnATP延胡索酸延胡索酸NADH+H+黄嘌呤核苷酸黄嘌呤核苷酸(XMP)腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶脱氢酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶合成酶2、AMP和和GMP的生成的生成目目 录录AMPADPATP激酶激酶激酶激酶ATPADPATPADPGMPGDPGTP激酶激酶激酶激酶ATPADPATPADP(3)部位:以肝脏为主,其次是小肠粘膜及)部位:以肝脏为主,其次是小肠粘膜及胸腺。并不是所有细胞都具有从头合成嘌呤胸腺。并不是所有细胞都具有从头合成嘌呤核苷酸的能力。核苷酸的能力。(4)特点:在磷酸核糖分子上逐步合成,而
7、)特点:在磷酸核糖分子上逐步合成,而 不是首先单独合成嘌呤碱再与磷酸不是首先单独合成嘌呤碱再与磷酸 核糖结合。核糖结合。嘌呤核苷酸的从头合成嘌呤核苷酸的从头合成n从头合成的调节:反馈调节从头合成的调节:反馈调节v关键酶:关键酶:PRPP合成酶、合成酶、PRPP酰胺转移酶酰胺转移酶v调节剂:调节剂:IMP、AMP、GMP等产物等产物v交叉调节:交叉调节:PRPP酰胺转移酶的调节酰胺转移酶的调节从头合成的调节从头合成的调节R-5-PATPPRPP合成酶合成酶PRPP酰胺转移酶酰胺转移酶PRAIMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸AMP ADPATPXMPGMPGDP GTP+_IMP腺苷酸代腺苷酸代琥
8、珀酸琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP_+调节方式:调节方式:反馈调节反馈调节和和交叉调节交叉调节目目 录录嘌呤核苷酸的合成代谢嘌呤核苷酸的合成代谢n补救合成途径(补救合成途径(salvage pathway)v概念:细胞利用现成的嘌呤碱基或嘌呤概念:细胞利用现成的嘌呤碱基或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸的过程,称为核苷重新合成嘌呤核苷酸的过程,称为补救合成途径。补救合成途径。腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adenine phosphoribosyl transferase,APRT)次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxant
9、hine-guanine phosphoribosyl transferase,HGPRT)腺苷激酶腺苷激酶(adenosine kinase)参与补救合成的酶参与补救合成的酶腺嘌呤腺嘌呤 PRPPAMP PPiAPRT次黄嘌呤次黄嘌呤 PRPPIMP PPiHGPRT鸟嘌呤鸟嘌呤 PRPPGMP PPiHGPRT腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷AMP腺苷激酶腺苷激酶ATPADPv反应:反应:v生理意义:生理意义:(1)节省能量与氨基酸消耗)节省能量与氨基酸消耗(2)某些器官如脑、骨髓等,缺乏从头)某些器官如脑、骨髓等,缺乏从头合成嘌呤核苷酸的酶体系,只能进行合成嘌呤核苷酸的酶体系,只能进行补救合成补救合
10、成嘌呤核苷酸的合成代谢嘌呤核苷酸的合成代谢n嘌呤核苷酸的相互转变嘌呤核苷酸的相互转变AMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸IMPGMPXMPNH3腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶鸟苷酸还原酶鸟苷酸还原酶NADPHNADPNH3n脱氧(核糖)核苷酸的生成脱氧(核糖)核苷酸的生成v在二磷酸核苷(在二磷酸核苷(NDP)的水平上直接还原)的水平上直接还原v由核糖核苷酸由核糖核苷酸还原酶还原酶催化催化v脱氧嘧啶核苷酸(脱氧嘧啶核苷酸(dUDP、dCDP)也是在二也是在二磷酸核苷的水平生成(磷酸核苷的水平生成(dTMP除外)除外)碱基碱基碱基碱基NADPH+H+NADP+H2O核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶NDPd
11、NDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶硫氧化还原硫氧化还原蛋白蛋白-(SH)2硫氧化硫氧化 还原蛋白还原蛋白SS(还原型还原型)(氧化型氧化型)NADPH+H+NADP+硫氧化硫氧化 还原蛋白还原酶还原蛋白还原酶(FAD)n嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物 一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物,以竞争性抑制或似物,以竞争性抑制或“以假乱真以假乱真”等方式干扰或阻断嘌呤核苷酸的合成等方式干扰或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代谢,从而进一步阻止核酸以及蛋白质的生物合成。具有抗肿瘤作用质的生物合成。具有抗肿瘤作用嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗
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