核苷酸代谢—医学课件

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1、第十五章核酸的降解和核苷酸代谢第一节、核酸和核苷酸的分解代谢第二节、核苷酸的生物合成第一节核酸和核苷酸的分解代谢核酸的基本结构单位是核苷酸，核酸代谢与核苷酸代谢密切相关。核苷酸在生物体中的重要作用：1、是核酸生物合成的前提2、衍生物是生物合成的活性中间物3、ATP是生物能量代谢中通用的高能化合物4、腺苷酸是重要辅酶的组分5、是代谢的调节物质核酸由许多核苷酸以3’，5’-磷酸二酯键连接而成的大分子化合物。核酸分解的第一步就是水解核苷酸之间的磷酸二酯键，降解成低聚多核苷酸或单核苷酸。磷酸二酯键的水解是在酶的催化下进行的，称为

2、核酸酶。一、核酸的解聚作用核酸酶核酸酶的分类（1）根据对底物的专一性分为（2）根据切割位点分为脱氧核糖核酸酶(DNase)非特异性核酸酶核酸外切酶－－作用于核酸的磷酸二酯键的酶称为核酸酶核糖核酸酶(RNase)核酸内切酶核酸内切酶（endonuclease）：能够水解核酸分子内部的磷酸二酯键的酶。核酸外切酶(exonuclease)：从核酸链的一端逐个水解下核苷酸的酶。细菌中含有一类能特异识别并水解外源双链DNA的核酸内切酶，称为限制性内切酶，是一种重要的工具酶。核酸核酸酶单核苷酸磷酸单脂酶核苷嘧啶（嘌呤）核糖(脱氧核糖

3、)核苷酶核苷磷酸化酶嘧啶（嘌呤）核糖-1-磷酸脱氧核糖-1-磷酸核糖-5-磷酸磷酸戊糖途径醛缩酶乙醛甘油醛-3-磷酸糖酵解途径核酸水解过程二、嘌呤的分解嘌呤分解首先在各种脱氨酶的作用下水解脱去氨基。腺嘌呤和鸟嘌呤水解脱氨分别生成次黄嘌呤和黄嘌呤。次黄嘌呤和黄嘌呤进一步代谢生成尿酸。脱氨作用也可以直接在核苷和核苷酸水平上进行。嘌呤的分解嘌呤代谢的终产物尿酸灵长类，鸟类、爬虫类、软体动物、海鞘类、昆虫尿囊素哺乳动物（灵长类除外）、腹足类尿囊酸硬骨鱼尿素大多数鱼类、两栖类、淡水瓣鳃类氨甲壳类、咸水瓣鳃类人体内嘌呤分解代谢特点:

4、1、氧化降解，环不打破;2、最终产物:尿酸;3、嘌呤代谢障碍:痛风症三、嘧啶的分解嘧啶分解代谢特点1、还原降解，环被打破2、终产物:NH3、CO2、β-丙氨酸、β-氨基异丁酸胞嘧啶含有氨基，在脱氨酶作用下水解脱去氨基，形成尿嘧啶，尿嘧啶还原生成二氢尿嘧啶，并水解使环开裂，然后水解生成二氧化碳、氨和β-丙氨酸。胸腺嘧啶在脱氢酶作用下发生还原，形成二氢胸腺嘧啶，最后降解生成β-氨基异丁酸。嘧啶的分解第二节核苷酸的生物合成一、核苷酸生物合成的基本途径1.从头合成途径－主要是肝组织以核糖磷酸、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为

5、原料，经一系列酶促反应合成核苷酸2.补救途径－脑、骨髓等利用体内游离的碱基或核苷合成核苷酸嘌呤环上元素的来源二、嘌呤核苷酸的从头合成甲酸天冬氨酸甲酸甘氨酸谷氨酰胺123456789嘌呤环原子来源：Asp、Gln、Gly、甲酸、CO2合成部位：胞液特点：嘌呤最初不是以游离碱基的形式合成，而是从5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)开始，经一系列酶促反应，先生成次黄嘌呤核苷酸(肌苷酸,IMP)，然后再转变为AMP和GMP。嘌呤的各个原子是在PRPP的C1上逐渐加上去的（由Asp、Gln、Gly、甲酸、CO2提供N和C）。1、I

6、MP的合成——11步反应5-磷酸核糖5-磷酸核糖焦磷酸核糖胺-5-磷酸(PRPP)（PRA）甘氨酰胺核苷酸（GAR）甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）谷氨酰胺甘氨酸、ATPN5，N10-甲炔四氢叶酸①②③④⑤谷氨酰胺谷氨酸甲酰甘氨咪唑核苷酸（FGAM）ATP、Mg2+戊糖磷酸途径代谢产物磷酸戊糖焦磷酸激酶同时也是嘧啶/色氨酸/组氨酸合成前体磷酸核糖酰胺基转移酶限速酶甘氨酰胺核苷酸合成酶可获得多个原子GAR甲酰转移酶ATPAMP5-氨基咪唑核苷酸（AIR）5-氨基咪唑，4-羧基核苷酸（CAIR）脱水、ATP环化CO2⑥甲酰甘氨

7、咪核苷酸（FGAM）⑦5-氨基咪唑核苷羧化酶5-氨基咪唑，4-羧基核苷酸（CAIR）5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（AICAR）5-甲酰氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（FAICAR）次黄嘌呤核苷酸（IMP）天冬氨酸ATP延胡索酸⑧⑨一碳单位⑩脱水环化11不同于⑥,不需要ATPIMP的生物合成2、AMP和GMP的合成Asp，Mg2+，GTP腺苷酸代琥珀酸合成酶延胡索酸腺苷酸代琥珀酸裂解酶腺苷酸代琥珀酸AMP腺嘌呤IMPIMP脱氢酶NAD+H2ONADH+H+XMPGMP合成酶GlnMg2+,ATPGluGMP鸟嘌呤★★IMP转

8、变为GMP和AMP由嘌呤碱和核苷合成核苷酸是核苷酸代谢的一种补救途径，经济利用已有成分。由嘌呤碱和核苷合成核苷酸，有两条途径。第一条途径第二条途径嘌呤代谢缺陷症：Lesch-Nyhan综合症（痛风症）Lesch-Nyhan综合症（痛风症）：与X染色体连锁的遗传代谢病，患者先天性缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，是伴