第12章核酸的降解和核苷酸代谢.ppt

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1、第十一章核酸的降解和核苷酸代谢,导 学,掌握核苷酸分解的特点和终产物。了解嘌呤核苷酸与痛风症的关系及治疗的一般方法。掌握核苷酸从头合成途径的嘌呤环、嘧啶环的原子来源、合成特点（嘌呤和嘧啶合成异同点）。掌握脱氧核苷酸生成的特点。掌握嘌呤抗代谢物和嘧啶抗代谢物的作用机理，了解主要类型。,12.1 核酸的酶促降解12.2 核苷酸的分解代谢12.3 核苷酸的合成代谢,12.1 核酸的酶促降解,核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯键的酶。,核酸,核酸酶,单核苷酸,细胞外核酸的消化,核苷酸,核苷,核苷酸酶,Pi,核苷磷酸化酶,碱基,（脱氧）核糖-1-磷酸,12.2 核苷酸的分解代谢,尿酸人类嘌呤碱的最终代谢产物,

2、AMP,GMP,I,G,X（黄嘌呤）,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,（次黄嘌呤）,鸟嘌呤脱氨酶,鸟嘌呤脱氨酶,12.2.1 嘌呤核苷酸的分解代谢,特点：氧化降解，环不打破；终产物：尿酸。,嘌呤代谢紊乱：痛风病,血中尿酸超过正常值。,鸟嘌呤,次黄嘌呤,黄嘌呤,尿酸,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,别嘌呤醇,痛风症的治疗机制,竞争性抑制。,12.2.2 嘧啶核苷酸的分解代谢,嘧啶核苷酸分解代谢特点还原降解，环被打破；终产物：NH3、CO2、-丙氨酸、-氨基异丁酸,CO2+NH3,-氨基异丁酸,丙二酸单酰CoA,乙酰CoA,TCA,肝,尿素,甲基丙二酸单酰CoA,琥珀酰CoA,TCA,糖异生,-丙氨酸,胞

3、嘧啶,胸腺嘧啶,12.3 核苷酸的生物合成,12.3.1 核苷酸生物合成的基本途径12.3.2 嘌呤核苷酸的合成12.3.3 嘧啶核苷酸的合成12.3.4 核苷二磷酸和核苷三磷酸的合成12.3.5 脱氧(核糖)核苷酸的合成12.3.6 核苷酸的抗代谢物,12.3.1 核苷酸生物合成的基本途径,从头合成途径(de novo synthesis pathway)以核糖磷酸、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经一系列酶促反应合成核苷酸的过程；补救合成途径(salvage synthesis pathway)利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反应过程合成核苷酸的途径。,12.3.2 嘌呤核苷

4、酸的合成一、嘌呤核苷酸的从头合成,合成场所器官：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；亚细胞定位：胞液。,嘌呤环上原子的来源,过程,1.IMP的合成,2.AMP和GMP的生成,关键酶：PRPP合成酶、PRPP酰胺转移酶,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,AMP,GMP,5-磷酸核糖焦磷酸,从头合成的特点：嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的；先合成 IMP，再转变成 AMP或GMP；PRPP是5-磷酸核糖的活性供体；关键酶：PRPP合成酶、PRPP酰胺转移酶；IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。AMP或GMP

5、的合成又需1个ATP。,从头合成的调节：反馈方式：反馈调节和交叉调节,调节的意义：既满足需要，又不致于浪费；维持ATP与GTP浓度的平衡。,PRPP,PRA,二、嘌呤核苷酸的补救合成,HGPRT：次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase)APRT：腺嘌呤磷酸核糖转移酶（adenine phosphoribosyl transferase）核苷激酶,补救合成过程及调节,核苷激酶,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。,先天缺乏HGPRT

6、自毁容貌症,三、嘌呤核苷酸的相互转变,合成部位：肝细胞的胞液,12.3.3 嘧啶核苷酸的合成一、嘧啶核苷酸的从头合成,嘧啶合成的元素来源,过程,尿嘧啶核苷酸的合成,氨甲磷酸合成酶I与II的异同点,胞嘧啶核苷酸的合成：在三磷酸水平上进行,动物,细菌,dTMP或TMP的生成：在一磷酸水平上进行,TMP合成酶,从头合成的特点,先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连。先合成UMP，再转变成dTMP和CTP。,从头合成的调节,二、嘧啶核苷酸的补救合成,嘌啶核苷酸与嘧啶核苷酸合成的比较,相同点,1.合成原料基本相同,嘌啶核苷酸,嘧啶核苷酸,2.合成部位对高等动物来说,主要在肝脏,3.都有2种合成途径(从头和补救途

7、径),4.都是先合成一个与之有关的核苷酸,然后在此基础上进一步合成核苷酸,不同点,1.在5-P-R基础上合成嘌呤环,2.最先合成的核苷酸是 IMP,3.在IMP基础上完成AMP和GMP的合成,1.先合成嘧啶环再与5-P-R结合,2.先合成UMP,3.以UMP为基础,完成CTP,TMP的合成,12.3.4 核苷二磷酸和核苷三磷酸的合成,12.4 脱氧(核糖)核苷酸的合成,特点：生物体内的脱氧核糖核苷酸由核糖核苷酸还原而成；通常，核糖核苷酸在核苷二磷酸水平上被还原生成脱氧核糖核苷酸。,过程：,对核糖核苷酸还原酶的调节,12.5 核苷酸的抗代谢物,定义：嘌呤或嘧啶、氨基酸或叶酸等的类似物。原理：主要以竞争性抑制干扰或阻断核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸及蛋白质的生物合成。,氨基酸类似物：氮杂丝氨酸（AS）是Gln的类似物,碱基类似物：6-巯基嘌呤（6-Mercaptopurine，6-MP),5-氟尿嘧啶（5-FU）,叶酸类似物：氨基蝶呤（AP）和甲氨基蝶呤（MTX）,核苷类似物,阿糖胞苷,胞嘧啶,核苷酸的合成及相互关系,核酸的酶促降解：细胞外的消化；核苷酸的分解：特点和终产物；核苷酸的合成：核苷酸的从头合成：原子的来源、特点、IMP的合成（前两步反应及关键酶）、AMP和GMP的生成、UMP的生成；核苷酸的补救合成；脱氧核苷酸的合成、核苷二磷酸和核苷三磷酸的合成。,