1、目目 錄錄第 八 章核苷酸代謝Metabolism of Nucleotides目目 錄錄Course Content目目 錄錄概概 述述食物核蛋白食物核蛋白蛋白質蛋白質核酸核酸RNARNA及及DNADNA胃酸胃酸核苷酸核苷酸胰核酸酶胰核酸酶核苷核苷磷酸磷酸胰、腸核苷酸酶胰、腸核苷酸酶堿基堿基戊糖戊糖核苷酶核苷酶核酸的消化與吸收核酸的消化與吸收目目 錄錄核苷酸的生物功用核苷酸的生物功用u作為核酸合成的原料作為核酸合成的原料u體內能量的利用方式體內能量的利用方式ATP、GTP等等u參與代謝和生理調理參與代謝和生理調理ATP變構抑制劑等變構抑制劑等u組成輔酶組成輔酶NAD+ 、FAD等等u活化中間

2、代謝物活化中間代謝物(UDPG、CDP-X、PAPS等等)目目 錄錄第一節第一節 嘌呤核苷酸的代謝嘌呤核苷酸的代謝Metabolism of Purine Nucleotides-合成與分解代謝合成與分解代謝目目 錄錄l嘌呤核苷酸的構造嘌呤核苷酸的構造GMPAMP目目 錄錄一、嘌呤核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸的合成代謝l從頭合成途徑從頭合成途徑l(de novo synthesis pathway)(de novo synthesis pathway)l補救合成途徑補救合成途徑l(salvage synthesis pathway)(salvage synthesis pathway)目目

3、錄錄一嘌呤核苷酸的從頭合成一嘌呤核苷酸的從頭合成定義定義: : 嘌呤核苷酸的從頭合成途徑是指利用嘌呤核苷酸的從頭合成途徑是指利用 磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧 化碳等簡單物質為原料，經過一系列化碳等簡單物質為原料，經過一系列 酶促反響，合成嘌呤核苷酸的途徑。酶促反響，合成嘌呤核苷酸的途徑。 合成部位合成部位: : 肝是體內從頭合成嘌呤核苷酸的肝是體內從頭合成嘌呤核苷酸的 主要器官，其次是小腸和胸腺，主要器官，其次是小腸和胸腺， 而腦、骨髓那么無法以此合成途徑。而腦、骨髓那么無法以此合成途徑。目目 錄錄嘌呤堿合成的元素來源嘌呤堿合成的元素來源CO2天冬氨酸天冬

4、氨酸甲?；柞；惶紗挝灰惶紗挝桓拾彼岣拾彼峒柞；柞；惶紗挝灰惶紗挝还劝滨０饭劝滨０孵０坊０坊磕?錄錄過程過程1. IMP1. IMP的合成的合成2. AMP2. AMP和和GMPGMP的生成的生成目目 錄錄R-5-P5-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、在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳及一碳單位、二氧化碳及天冬氨酸的逐漸參與下天冬氨酸的逐漸參與下IMP AMP GMPH2N-1-R-5 -P5 -磷酸核糖胺磷酸核糖胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸酰胺轉移酶酰胺轉移酶1、IMP的合成過程的合成過程目目

5、 錄錄腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脫氫酶脫氫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 錄錄AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶目目 錄錄嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上 逐漸構成嘌呤環合成的；逐漸構成嘌呤環合成的；IMPIMP的合成需的合成需5 5個個ATPATP，6 6個高能個高能 磷酸鍵，磷酸鍵，AMPAMP或或GMPGMP的合成又的合成又 需需1 1個個ATPATP。u嘌呤核苷酸從頭合成特點嘌呤核苷酸從頭合成

6、特點目目 錄錄R-5-PATPPRPP合成酶合成酶PRPP酰胺轉移酶酰胺轉移酶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珀酸琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP_+調理方式：反響調理和交叉調理調理方式：反響調理和交叉調理u 從頭合成的調理從頭合成的調理目目 錄錄二嘌呤核苷酸的補救合成途徑二嘌呤核苷酸的補救合成途徑定義：利用體內游離的嘌呤或嘌呤核苷，定義：利用體內游離的嘌呤或嘌呤核苷， 經過簡單的反響，合成嘌呤核苷經過簡單的反響，合成嘌呤核苷 酸的過程，稱為補救合成或重酸的過程，稱為補救合成或重 新利

7、用途徑。新利用途徑。參與補救合成的酶參與補救合成的酶腺嘌呤磷酸核糖轉移酶腺嘌呤磷酸核糖轉移酶APRTAPRT次黃嘌呤次黃嘌呤- -鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶HGPRTHGPRT腺苷激酶腺苷激酶(adenosine kinase)(adenosine kinase)目目 錄錄腺嘌呤腺嘌呤 + PRPPAMP + PPiAPRT次黃嘌呤次黃嘌呤 + PRPPIMP + PPiHGPRT鳥嘌呤鳥嘌呤 + PRPPHGPRTGMP + PPi合成過程合成過程腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMP目目 錄錄u補救合成的生理意義補救合成的生理意義補救合成節省從頭合成時的能量和

8、補救合成節省從頭合成時的能量和一些氨基酸的耗費。一些氨基酸的耗費。體內某些組織器官，如腦、骨髓等體內某些組織器官，如腦、骨髓等只能進展補救合成。只能進展補救合成。目目 錄錄三嘌呤核苷酸的相互轉變三嘌呤核苷酸的相互轉變IMPAMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶腺苷酸脫氨酶鳥苷酸復原酶鳥苷酸復原酶NADPH+H+ NADP+NH3目目 錄錄四四 脫氧核糖核苷酸的生成脫氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸程度上進展在核苷二磷酸程度上進展N代表代表A、G、U、C等堿基等堿基dNDP + ATP 激酶激酶dNTP + ADP目目 錄錄五嘌呤核苷酸的抗代謝物五嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤

9、核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸或葉酸等的類似物。氨基酸或葉酸等的類似物。嘌呤類似物嘌呤類似物氨基酸類似物氨基酸類似物葉酸類似物葉酸類似物6-6-巰基嘌呤巰基嘌呤6-6-巰基鳥嘌呤巰基鳥嘌呤8-8-氮雜鳥嘌呤等氮雜鳥嘌呤等氮雜絲氨酸等氮雜絲氨酸等氨蝶呤氨蝶呤氨甲蝶呤等氨甲蝶呤等目目 錄錄次黃嘌呤次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤巰基嘌呤(6-MP)目目 錄錄甲酰甘氨酰甲酰甘氨酰胺核苷酸胺核苷酸FGARPRPP谷氨酰胺谷氨酰胺Gln=PRA甘氨酰胺甘氨酰胺核苷酸核苷酸GAR=甲酰甘氨甲酰甘氨脒核苷酸脒核苷酸FGAM5-氨基異咪唑氨基異咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸A

10、ICAR=5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸FAICAR IMP次黃嘌呤次黃嘌呤HPRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤腺嘌呤AGMP=PRPPPPi鳥嘌呤鳥嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸MTXMTX目目 錄錄二、嘌呤核苷酸的分解代謝二、嘌呤核苷酸的分解代謝 -終產物尿酸終產物尿酸核苷酸核苷酸核苷核苷核苷酸酶核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶堿基堿基1-磷酸核糖磷酸核糖目目 錄錄嘌呤堿的嘌呤堿的最終代謝產物最終代謝產物AMPGMPH次黃嘌呤次黃嘌呤GX黃嘌呤黃嘌呤黃嘌呤氧化

11、酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤黃嘌呤氧化酶氧化酶目目 錄錄痛風癥的治療機制痛風癥的治療機制鳥嘌呤鳥嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤黃嘌呤尿酸尿酸黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇別嘌呤醇目目 錄錄第二節第二節嘧啶核苷酸的代謝嘧啶核苷酸的代謝Metabolism of Pyrimidine Nucleotides目目 錄錄嘧啶核苷酸的構造嘧啶核苷酸的構造目目 錄錄從頭合成途徑從頭合成途徑補救合成途徑補救合成途徑一、嘧啶核苷酸的合成代謝一、嘧啶核苷酸的合成代謝目目 錄錄一嘧啶核苷酸的從頭合成一嘧啶核苷酸的從頭合成定義：嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用定義：嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用 磷酸核糖、

12、氨基酸、一碳單位及磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及 二氧化碳等簡單物質為原料，經二氧化碳等簡單物質為原料，經 過一系列酶促反響，合成嘧啶核過一系列酶促反響，合成嘧啶核 苷酸的途徑。苷酸的途徑。 合成部位：主要是肝細胞胞液合成部位：主要是肝細胞胞液目目 錄錄嘧啶合成的元素來源嘧啶合成的元素來源氨基甲氨基甲酰磷酸酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸目目 錄錄合成過程合成過程1. 1. 尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺谷氨酰胺 + HCO3-氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸合成酶合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸目目 錄錄CPS - ICPS - II分布分布肝細胞線粒體肝

13、細胞線粒體胞液一切細胞胞液一切細胞氮源氮源NH3谷氨酰胺谷氨酰胺變構激活劑變構激活劑N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸無無功能功能尿素合成尿素合成嘧啶合成嘧啶合成氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶I I 、IIII的區別的區別目目 錄錄目目 錄錄2. 2. 胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶合成酶谷氨酰胺谷氨酰胺ATP谷氨酸谷氨酸ADP+Pi目目 錄錄3. dTMP或或TMP的生成的生成TMP合酶合酶N5, N10-甲烯甲烯FH4FH2FH2復原酶復原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脫氧胸苷一磷

14、酸脫氧胸苷一磷酸dTMPUDP脫氧核苷酸復原酶脫氧核苷酸復原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP目目 錄錄從頭合成的調理從頭合成的調理-ATP + CO2+ 谷氨酰胺谷氨酰胺氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸天冬氨酸嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸ATP + 5-磷酸核糖磷酸核糖嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸PRPP-目目 錄錄二二 嘧啶核苷酸的補救合成嘧啶核苷酸的補救合成嘧啶嘧啶 + PRPP磷酸嘧啶核苷磷酸嘧啶核苷 + PPi嘧啶磷酸核糖嘧啶磷酸核糖轉移酶轉移酶尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷 + ATP尿苷激酶尿苷激酶UMP +ADP胸腺嘧啶核苷胸腺嘧啶核苷 + ATP胸

15、苷激酶胸苷激酶TMP +ADP目目 錄錄三嘧啶核苷酸的抗代謝物三嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶類似物嘧啶類似物胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU)目目 錄錄核糖構造的核苷類似物核糖構造的核苷類似物目目 錄錄UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸阿糖胞苷阿糖胞苷氨甲碟呤氨甲碟呤氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸目目 錄錄二、嘧啶核苷酸的分解代謝二、嘧啶核苷酸的分解代謝嘧啶堿嘧啶堿1-磷酸核糖磷酸核糖嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸核苷核苷 核苷酸酶核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶目目 錄錄胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶 H2OCO2 + N

16、H3-丙氨酸丙氨酸丙二酸單酰丙二酸單酰CoACoA乙酰乙酰CoATAC胸腺嘧啶胸腺嘧啶-脲基異丁酸脲基異丁酸-氨基氨基異丁酸異丁酸甲基丙二酸單酰甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰琥珀酰CoATAC糖異生糖異生肝肝尿素尿素目目 錄錄小小 結結1.嘌呤核苷酸的合成代謝嘌呤核苷酸的合成代謝從頭合成途徑從頭合成途徑: :定義、原料定義、原料CO2天冬氨酸天冬氨酸甲?；柞；惶紗挝灰惶紗挝桓拾彼岣拾彼峒柞；柞；惶紗挝灰惶紗挝还劝滨０饭劝滨０孵０坊０坊鵓RPP合成酶合成酶酰胺轉移酶酰胺轉移酶目目 錄錄嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上 逐漸構成嘌呤環合成的逐漸構成嘌呤環合成的u嘌呤核

17、苷酸從頭合成特點嘌呤核苷酸從頭合成特點u補救合成的生理意義補救合成的生理意義補救合成節省從頭合成時的能量和補救合成節省從頭合成時的能量和一些氨基酸的耗費。一些氨基酸的耗費。體內某些組織器官只能進展補救合體內某些組織器官只能進展補救合成成-腦、骨髓腦、骨髓目目 錄錄2. 2. 脫氧核糖核苷酸的生成脫氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸程度上復原生成在核苷二磷酸程度上復原生成N代表代表A、G、U、C等堿基等堿基目目 錄錄3.嘌呤核苷酸的分解代謝嘌呤核苷酸的分解代謝-終產物尿酸終產物尿酸 痛風癥與別嘌呤醇痛風癥與別嘌呤醇從頭合成途徑從頭合成途徑4.嘧啶核苷酸的合成代謝嘧啶核苷酸的合成代謝氨基甲酰氨基甲酰 磷酸磷酸