第八章核苷酸代谢2009.ppt
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1、第八章,核苷酸代谢,Metabolism of Nucleotides,主要内容,嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,核苷酸是核酸的基本结构单位。 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。,概述,核酸的消化,概 述,碱基,戊糖(或磷酸戊糖),戊糖被吸收利用,嘌呤及嘧啶主要被分解而排出体外,核苷酸的生理功用,作为核酸合成的原料(最主要的功能) 体内能量的利用形式,参与代谢与生理调节-cAMP, cGMP 组成辅酶-NAD,FAD, CoA 活化中间代谢物-UDPG, CDP-DG, SAM,ATP-主要形式;GTP-蛋白质合成 UT
2、P-糖原合成;CTP-磷脂合成,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 补救合成途径,嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料,经过一系列酶促反应,合成嘌呤核苷酸的途径。,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。,(一)嘌呤核苷酸的从头合成,定义,合成部位,甲酰基 (一碳单位),甘氨酸,CO2,Asp,甲酰基 (一碳单位),Gln(酰胺基),甘氨当中站, 谷氮为两脚, 一碳位两边
3、, 左上天冬氨, 头顶CO2,嘌呤碱合成的元素来源,1. IMP的合成,2. AMP和GMP的生成,过程,R-5-P (5-磷酸核糖),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,IMP,H2N-1-R-5-P (5-磷酸核糖胺),合成的原料: CO2,甲酰基,氨基酸,磷酸核糖等,(一)、从头合成途径的反应过程,1. IMP的合成(11步反应,过程只需了解),R-5-P,AMP,PRPP合成酶,PP-1-R-5-P(PRPP),5-磷酸核糖,磷酸核糖焦磷酸,AMP,10步反应,PP-1-R-5-P,Gln,Glu,酰胺转移酶,酶3:
4、甘氨酰胺核苷酸合成酶,H2N-1-R-5-P,Gly,酶3,ATP, Mg2+,甘氨酰胺核苷酸(GAR),5-磷酸核糖胺PRA,转甲酰基酶,FH4,甘氨酰胺核苷酸(GAR),HN=,Glu,甲酰甘氨酰胺核苷酸 (FGAR),甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM),AIR合成酶,ATP,Mg2+,K+,H2O,甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM),5-氨基咪唑核苷酸 (AIR),5-氨基咪唑-4-羧基 核苷酸(CAIR),Asp,5-氨基咪唑-4-羧基 核苷酸(CAIR),5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸) -甲酰胺核苷酸(SAICAR),5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸) -甲酰胺核苷酸(SAICAR),5-氨基咪
5、唑-4-甲酰胺 核苷酸(AICAR),延胡索酸,5-氨基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸(AICAR),5-甲酰胺基咪唑- 4-甲酰胺核苷酸(FAICAR),N10甲酰FH4,FH4,5-甲酰胺基咪唑- 4-甲酰胺核苷酸(FAICAR),H2O,次黄嘌呤核苷酸(IMP),(2) 腺苷酸和鸟苷酸的合成,IMP,腺苷酸代琥珀酸合成酶,AMPS,Asp, Mg2+,GTP,腺苷酸代琥珀酸 (AMPS),腺苷酸(AMP),延胡索酸,腺苷酸代琥珀酸 裂解酶,IMP,NADH+H+,XMP,黄嘌呤核苷酸,IMP脱氢酶,Gln,Glu,XMP,GMP,AMP,腺苷酸激酶,ADP,腺苷酸激酶,ATP,GMP,鸟苷酸激
6、酶,GDP,鸟苷酸激酶,GTP,2. 嘌呤核苷酸从头合成的调节,主要通过产物的负反馈调节,调节方式:反馈调节,IMP,AMPS,XMP,AMP,ADP,GMP,GDP,GTP,ATP,ATP,GTP,交叉调节, 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 IMP的合成需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,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。,(二)嘌呤核苷酸的补救合成途径,定义,腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黄
7、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)、补救合成途径(有两条),(1) 嘌呤碱与PRPP直接合成嘌呤核苷酸,次黄嘌呤,次黄嘌呤核苷酸,鸟嘌呤,鸟嘌呤核苷酸,PRPP,PPi,腺嘌呤,腺嘌呤核苷酸,腺嘌呤磷酸核糖转移酶,(APRT),HGPRT活性高,APRT活性低,腺嘌呤+1-磷酸核糖,腺苷+Pi,核苷磷酸化酶,(2) 腺嘌呤与1-磷酸核糖生成腺苷, 再生成 腺嘌呤核苷酸,腺苷+ATP,腺苷激酶,腺苷酸+ADP,补救合成的
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