PPT《第八章》

第八章核苷酸代谢Metabolism of Nucleotides 临床生化教研室 付祖姣博士 核酸分为DNA和RNA.

核苷酸是核酸的基本结构单位.核苷酸的组成: 概述碱基(base) 戊糖(ribose,简称R) 磷酸(phosphate,简称P) 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:ATP, GTP参与代谢和生理调节: cAMP, cGMP组成辅酶: 腺苷酸活化中间代谢物: S-腺苷甲硫氨酸 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) AMP 核酸的消化与吸收 食物核蛋白 蛋白质 核酸(RNA及DNA) 胃酸 核苷酸 胰核酸酶 核苷 磷酸 胰、肠核苷酸酶 碱基 戊糖 核苷酶 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,而是非必需营养物. 合成分解合成分解 核苷酸的代谢: 嘌呤核苷酸的代谢嘧啶核苷酸的代谢

第一节 嘌呤核苷酸的代谢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,合成嘌呤核苷酸的途径.补救合成途径(salvage synthesis pathway) 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过简单的反应,合成嘌呤核苷酸的过程,称为补救合成(或重新利用)途径.

(一)嘌呤核苷酸的从头合成 除某些细菌外,几乎所有的生物都能从头合成嘌呤碱. 哺乳动物从头合成的主要器官是肝,其次是小肠和胸腺.脑和骨髓无法进行此合成途径. 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) 嘌呤碱 CO2: C6一碳单位: C2 ,C8氨基酸 天冬氨酸:N1谷氨酰胺:N3, N9甘氨酸:C4, C5, N7 嘌呤核苷酸的合成过程 次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成AMP和GMP的生成 ATP AMP PRPP合成酶 PP-1-R-5-P(磷酸核糖焦磷酸) 在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下 谷氨酰胺 谷氨酸 酰胺转移酶 IMP AMP GMP R-5-P(5-磷酸核糖) P O-CH2 H O H H H OH OH OH P O-CH2 H O H H H O OH OH P P 5-磷酸核糖胺 P O-CH2 H O H H NH2 OH OH OH H2N-1-R-5?-P(5-磷酸核糖胺) 1. 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 N5,N10-甲炔FH4 FH4 IMP生成总反应过程 R-5?-P 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 2. AMP和GMP的生成 AMP ADP ATP ADP ATP 激酶 ADP ATP 激酶 GMP GDP GTP ADP ATP 激酶 ADP ATP 激酶 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 IMP生成总反应过程 从头合成的调节 R-5-P ATP PRPP合成酶 PRPP 酰胺转移酶 PRA IMP 腺苷酸代琥珀酸 AMP ADP ATP XMP GMP GDP GTP + + _ _ _ _ _ IMP 腺苷酸代琥珀酸 XMP AMP ADP ATP GMP GDP GTP ATP GTP _ _ + + 调节方式:反馈调节和交叉调节 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

(二)嘌呤核苷酸的补救合成途径 腺嘌呤 + PRPP AMP + PPi APRT 次黄嘌呤 + PRPP IMP + PPi HGPRT 鸟嘌呤 + PRPP HGPRT GMP + PPi 合成过程 腺嘌呤核苷 腺苷激酶 ATP ADP AMP 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.