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1、关于核酸结构功能与核苷酸代谢(2)第1页，此课件共75页哦n1868年，瑞士外科医生Freidrich Miescher首先从脓细胞核中分离得到核酸(nucleic acid)。n1944年Oswald Avery等发现脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)。n1953年Watson和Crick创立了DNA双螺旋结构模型，阐明了DNA分子的结构特征。n随后科学家又发现了核糖核酸(ribonucleic acid,RNA)等。第2页，此课件共75页哦n核酸是一类生物大分子，具有复杂的结构与重要的生物学功能。nDNA主要存在于细胞核，是遗传信息的携带者，决定细胞和个体的
2、基因型。nRNA存在于细胞核和细胞质内，参与细胞内遗传信息的表达，病毒RNA也可作为遗传信息的载体。n本章内容主要包括核酸的化学组成、分子结构与功能、理化性质以及核苷酸代谢。第3页，此课件共75页哦 第一节核酸的化学组成n核酸分为DNA和RNA两大类n核酸的基本组成单位为核苷酸（nucleotide）n核苷酸是由碱基、戊糖和磷酸组成n核苷酸核苷磷酸n核苷 碱基戊糖第4页，此课件共75页哦n碱基：嘌呤碱(purine)和嘧啶碱(pyrimidine)n嘌呤碱：腺嘌呤(adenine,A)和鸟嘌呤(guanine,G)n嘧啶碱：胞嘧啶(cytosine,C)、尿嘧啶(uracil,U)、n胸腺嘧啶
3、(thymine,T)第5页，此课件共75页哦第6页，此课件共75页哦戊糖：-D-核糖(-D-ribose)n-D-2-脱氧核糖(-D-2-deoxyribose)n分别存在于RNA和DNA中 第7页，此课件共75页哦n戊糖的C1与嘧啶碱的N1或嘌呤碱的N9相连接形成核苷 第8页，此课件共75页哦n核苷中戊糖的羟基与磷酸以磷酸酯键连接而成为核苷酸 n核苷酸还有环化形式，主要是3，5-环化腺苷一磷酸（cAMP）和3，5-环化鸟苷一磷酸（cGMP）第9页，此课件共75页哦第10页，此课件共75页哦n核 酸 碱 基 核 苷 核 苷 酸 nRNA 核糖核苷 核糖核苷酸n腺嘌呤 （A）腺苷 腺苷酸（AM
4、P）n鸟嘌呤 （G）鸟苷 鸟苷酸（GMP）n胞嘧啶 （C）胞苷 胞苷酸（CMP）n尿嘧啶 （U）尿苷尿苷酸（UMP）nDNA 脱氧核糖核苷 脱氧核糖核苷酸n腺嘌呤 （A）脱氧腺苷脱氧腺苷酸（dAMP）n鸟嘌呤 （G）脱氧鸟苷脱氧鸟苷酸（dGMP）n胞嘧啶 （C）脱氧胞苷脱氧胞苷酸（dCMP）n胸腺嘧啶（T）脱氧胸苷脱氧胸苷酸（dTMP）参与参与DNA和和RNA的碱基、核苷及相应的核苷酸的碱基、核苷及相应的核苷酸第11页，此课件共75页哦 第二节DNA的结构与功能n一、DNA的一级结构DNA的一级结构是指DNA分子中核苷酸的排列分子中核苷酸的排列顺序及其连接方式顺序及其连接方式n4种核苷酸之间按
5、照一定的顺序排列以3，5-磷酸二酯键磷酸二酯键相连，即前一个脱氧核糖核苷酸的3-OH和后一个相邻的脱氧核糖核苷酸的5磷酸缩合形成磷酸二酯键，而形成多聚核苷酸链多聚核苷酸链第12页，此课件共75页哦55端端3端端CGA第13页，此课件共75页哦二、DNA的二级结构n20世纪40年代，E.Chargaff等人发现：腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔数总是相等（AT），鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔数总是相等（GC）不同生物种属的DNA碱基组成不同同一个体的不同器官、不同组织的DNA具有相同的碱基组成 第14页，此课件共75页哦n1953年Watson和Crick两位科学家提出了DNA右手双螺旋结构模型，确定了DNA的二
6、级结构 nDNA右手螺旋模型的要点如下：1.DNA分子由2条反向平行互补多核苷酸链组成条反向平行互补多核苷酸链组成；2条多核苷酸链通过碱基之间的氢键连接碱基之间的氢键连接在一起，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间形成2个氢键，鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成3个氢键。这种A-T、G-C配对的规律称为碱基互补碱基互补规则。第15页，此课件共75页哦2.2条多核苷酸链都以右手螺旋右手螺旋，围绕同一中心轴构成双螺旋结构，脱氧核糖与磷酸相连构成脱氧核糖与磷酸相连构成的链状骨架的链状骨架位于螺旋的外侧，碱基位于螺旋的内侧。双螺旋表面形成大沟和小沟。此沟状结构与蛋白质、DNA之间的相互识别有关。3.双螺旋的直径为2nm，碱基平面
7、与螺旋的纵轴垂直，相邻碱基对的距离为0.34nm，每10个核苷酸旋转一周，螺距为3.4 nm。螺旋的纵向稳定性靠碱基平面间的疏水性堆砌力维持。第16页，此课件共75页哦第17页，此课件共75页哦三、DNA的三级结构nDNA的三级结构是双螺旋结构进一步盘曲形成更加复杂的空间构象。n超螺旋：超螺旋有负超螺旋与正超螺旋。前者旋转方向与双螺旋方向相反，这是最常见的一种形式；后者旋转方向与双螺旋方向相同，体内较少见。第18页，此课件共75页哦环状环状超螺旋超螺旋第19页，此课件共75页哦n真核细胞中的DNA是与组蛋白结合在一起，构成许多核小体（核小体（nucleosome）。）。n每个核小体由长约200
8、个bp的DNA片段和5种组蛋白组成。n组蛋白H2A、H2B、H3和H4各2分子组成的八聚体构成核小体的核心。核小体的核心。nDNA分子缠绕在这一核心上构成了核小体的核心颗粒,核小体的核心颗粒之间再由DNA和H1构成连接区连接起来形成串珠样结构。第20页，此课件共75页哦第21页，此课件共75页哦 第三节RNA的结构与功能nRNA分子组成与结构：.碱基组成主要是A、G、C和U 2.存在稀有碱基 3.戊糖为D-核糖 4.RNA分子是一条多核苷酸链，也可局部双链n RNA种类繁多，它们的分子大小、碱基组成、分子结构以及生物学功能各不相同n据其功能的不同主要将RNA分为3类：mRNA,tRNA,rRN
9、A 第22页，此课件共75页哦一、信使RNAn信使RNA（messenger RNA,mRNA）为蛋白质生物合成的模板。nmRNA种类多，含量少，仅占RNA总量的5%-10%。nmRNA代谢非常活跃，半寿期很短，真核生物mRNA的半寿期为数小时或几天。第23页，此课件共75页哦n真核生物mRNA的结构特点如下：1.5-末端“帽子”结构：m7Gppp Nm结构。2.3-末端有一段长约200个腺苷酸残基的“尾巴”，称为多聚A（polyA）尾部。3.真核细胞mRNA的二级结构没有共同的规律，mRNA本身可折叠，形成局部双螺旋区或发夹结构。第24页，此课件共75页哦5-末端末端“帽子帽子”结构结构第2
10、5页，此课件共75页哦二、转移RNAn转移RNA（transfer RNA,tRNA）起转运氨基酸的作用。ntRNA分子量最小，由70-90个核苷酸残基组成，约占总RNA的10%-15%。n含有10%-20%的稀有碱基。n3-末端均有CCA-OH结构，此结构为氨基酸的连接部位。第26页，此课件共75页哦n各种tRNA的二级结构均类似三叶草型,此结构有4个局部螺旋区、3个环各1个附加叉。第27页，此课件共75页哦第28页，此课件共75页哦三、核蛋白体RNAn核蛋白体RNA（ribosomal RNA,rRNA）作为蛋白质的生物合成的场。n是细胞中含量最多的一类RNA，约占细胞总RNA的75%80
11、%，与一些蛋白质结合形成核蛋白体。n真核细胞中含有4种rRNA：28S、5.8S和5S 18S。n各种rRNA有不同的二级结构及三级结构。第29页，此课件共75页哦四、小分子RNAn除了上述3种主要的RNA外，细胞内还存在多种小分子RNA，这些RNA种类繁多，功能多样，由此产生了RNA组学（RNomics）概念，即研究细胞内所有小分子RNA的种类、结构和功能。n小分子RNA主要有：核内小RNA、核仁小RNA、胞质小RNA、催化性小RNA即核酶。（ribozyme）、小干扰RNA（siRNA）、微小RNA（miRNA）。这些小分子RNA在RNA的转录后加工、转运，基因表达调控等方面起非常重要的作
12、用。第30页，此课件共75页哦n核酶是具有自我催化功能的小分子RNA。n核酶的发现和深入研究不仅改变了长期以来人们认为“酶的化学本质是蛋白质”的传统概念，而且推动了人们对生命活动多样性的理解。第31页，此课件共75页哦第四节 核酸的理化性质一、核酸的一般性质n核酸是两性电解质核酸是两性电解质，它既含有酸性的磷酸基，又含有碱性的碱基，故可在电场中泳动。n通常因磷酸基的酸性较强，核酸常显示酸性核酸常显示酸性n在碱性条件下，RNA不稳定不稳定，可在室温下水解，利用这个性质可以测定RNA的碱基组成，也可清除DNA溶液中混杂的RNA。n核酸是生物大分子，在溶液中的粘度很高。粘度很高。第32页，此课件共7
13、5页哦二、核酸的紫外吸收核酸在260nm波长处有最大吸收峰，这是因为核酸分子中嘌呤碱和嘧啶碱都含有共轭双键，利用这一特性可进行核酸的定量分析。第33页，此课件共75页哦三、核酸的变性、复性与杂交（一）变性变性：是指在某些理化因素的作用下，DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，双螺旋被解开，形成单链的过程。n变性过程不伴有共价键的断裂，DNA一级结构没有被破坏。n引起核酸变性的因素很多，如加热、化学处理（有机溶剂、酸、碱、尿素、酰胺等）。第34页，此课件共75页哦nDNA的热变性在一个很狭窄的温度范围内进行，这个温度范围的中点叫做解链温度，用Tm值值表示。nTm是指有DNA双链解开50%时的环境温
14、度，它与DNA的碱基组成，DNA分子的长度、溶液离子强度等因素有关。nDNA变性时，原来位于双螺旋内部的碱基暴露，造成260nm处的紫外吸收值增高，这种现象称为增色效应（增色效应（hyperchromic effect）。）。第35页，此课件共75页哦（二）复性复性：DNA的变性是可逆的，当变性后温度再缓慢下降，解开的两条链又可重新恢复天然的双螺旋构象,这一过程叫做复性或退火。复性或退火。n如果两条链的碱基完全互补，通过碱基配对就有机会达到天然DNA的状态，DNA变性引起的性质改变也得以恢复。第36页，此课件共75页哦n分子杂交技术是以核酸的变性与复性为基础建立起来的一种技术。n不仅同源的DN
15、A单链之间可以进行杂交，形成双链。n而且不同来源的DNA、DNA与RNA，以及RNA之间也可杂交，只要这些核酸分子含有可以形成碱基互补配对的序列。n通过杂交反应就可以确定两种不同核酸之间的同源性有多大。如果同源性越高（即碱基顺序相同的程度越大），杂交的程度就越大。（三）核酸的分子杂交（三）核酸的分子杂交第37页，此课件共75页哦第五节 核苷酸代谢n核苷酸核苷酸是核酸（DNA和RNA）的基本组成单位n体内核苷酸主要生理功用是作为原料参与DNA、RNA生物大分子的合成n核苷酸还参与多种物质代谢过程：ATP是可直接利用的能源分子 作为活化中间物的载体，如UDP携带糖基参加糖原、糖蛋白的合成；核苷酸作
16、为多种辅酶（NAD+、FAD、HSCoA等）的重要组成成分；环核苷酸cAMP和cGMP是激素信号传递过程的信息分子。第38页，此课件共75页哦l核酸的消化与吸收核酸的消化与吸收食物核蛋白食物核蛋白蛋白质蛋白质核酸（核酸（RNA及及DNA）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、肠核苷酸酶胰、肠核苷酸酶碱基碱基戊糖戊糖核苷酶核苷酶第39页，此课件共75页哦一、嘌呤核苷酸代谢（一）嘌呤核苷酸的合成代谢n哺乳类细胞嘌呤核苷酸的合成有2条途径。n主要合成途径是用简单小分子磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等为原料，经过多步酶促反应，进行嘌呤核苷酸的合成，称为从头合成称为从头合成途径（途
17、径（de novo synthesis）。）。n以细胞已有的嘌呤或嘌呤核苷为前体，经过酶促反应直接合成嘌呤核苷酸，称为补救合成途补救合成途径（径（salvage pathway）。）。n一般来说，体内多数组织主要是肝组织通过从头合成途径合成嘌呤核苷酸。第40页，此课件共75页哦1.嘌呤核苷酸的从头合成原料:5-磷酸核糖、谷氨酰胺、一碳单位、甘氨酸、CO2和天冬氨酸 CO2天冬氨酸天冬氨酸甲酰基甲酰基（一碳单位）（一碳单位）甘氨酸甘氨酸甲酰基甲酰基（一碳单位）（一碳单位）谷氨酰胺谷氨酰胺（酰胺基）（酰胺基）第41页，此课件共75页哦过程:嘌呤核苷酸从头合成过程在胞液中进行，涉及多个酶促反应。n第
18、一阶段先合成次黄嘌呤核苷酸（inosine monophosphate，IMP）。n第二阶段中IMP作为共同前体分别转变成腺嘌呤核苷酸（adenosine monophosphate，AMP）与鸟嘌呤核苷酸（guanosine monophosphate，GMP）。n合成过程是耗能过程,由ATP供能。第42页，此课件共75页哦IMP的合成的合成第43页，此课件共75页哦R-5-P（5-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、一碳单在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐位、二氧化碳及天冬氨酸的逐
19、步参与下步参与下IMP AMP GMPH2N-1-R-5-P（5-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转移酶酰胺转移酶第44页，此课件共75页哦腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶脱氢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AMP和和GMP的生成的生成第45页，此课件共75页哦AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶由核苷酸单磷酸激酶及核苷二磷酸激酶分别催化由核苷酸单磷酸激酶及核苷二磷酸激酶分别催化AMP和和GMP通过通过从从ATP转移磷酸基，经过两步磷酸化反
20、应，分别生成转移磷酸基，经过两步磷酸化反应，分别生成ATP和和GTP第46页，此课件共75页哦 从头合成的调节n体内嘌呤核苷酸主要依靠从头合成的方式产生，需要消耗氨基酸等原料及大量ATP。n机体对AMP及GMP的合成速度进行着精确的调节，在核苷酸含量、相互比例、合成时间等方面适应机体合成核酸对嘌呤核苷酸的需要，以节省前提分子及能量的消耗。n调节的机理是对途径关键酶催化部位的反应活性进行反馈调节。第47页，此课件共75页哦R-5-PATPPRPP合成酶合成酶PRPP酰胺转移酶酰胺转移酶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
21、琥珀酸琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP_+调节方式：调节方式：第48页，此课件共75页哦2.嘌呤核苷酸的补救合成n细胞重新利用已有的嘌呤碱或嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸，称为补救合成。n这一途径比较简单，耗能量少，有2种特异性不同的酶：腺嘌呤磷酸核糖转移酶（腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT），次），次黄嘌呤黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)。n由PRPP提供磷酸核糖，分别催化嘌呤碱基的磷酸核糖基化合成AMP和IMP、GMP。第49页，此课件共75页哦腺嘌呤腺嘌呤 +PRPPAMP+PPiAPRT次黄嘌呤次黄嘌呤 +PRPPIMP+PPiHGPRT
22、鸟嘌呤鸟嘌呤 +PRPPHGPRTGMP+PPi合成过程合成过程腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMP第50页，此课件共75页哦嘌呤核苷酸补救合成的生理意义嘌呤核苷酸补救合成的生理意义n利用现成的嘌呤或嘌呤核苷，减少能量和一些氨基酸前体的消耗。n机体脑、红细胞、多形核白细胞等由于某种从头合成嘌呤核苷酸的酶活性缺陷，它们只能利用肝细胞产生的自由嘌呤碱及嘌呤核苷补救合成嘌呤核苷酸补救合成途径对这些组织细胞具有更重要的意义。n自毁容貌征或称Lesch-Nyhan综合征患儿因遗传性基因缺陷而导致HGPRT完全缺失，表现为智力减退、有自身残毁行为等，并伴有高尿酸血症。第51页，此课件共7
23、5页哦3.脱氧核糖核苷酸的生成核糖核苷酸还原酶（ribonucleotide reductase）催化二磷酸脱氧核糖核苷的生成，总反应如下：第52页，此课件共75页哦dNDP+ATP 激酶激酶dNTP+ADP二磷酸脱氧核苷二磷酸脱氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷二磷酸核糖核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸还原酶，核糖核苷酸还原酶，Mg2+还原型硫氧化还还原型硫氧化还原蛋白原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化还氧化型硫氧化还原蛋白原蛋白SS硫氧化还原蛋白还原酶硫氧化还原蛋白还原酶（FAD）脱氧核苷酸的生成脱氧核苷酸的生成第53页，此课件共75页哦(二)嘌呤核苷酸的分解代谢n嘌呤核苷酸分解主要在
24、肝脏、小肠及肾脏肝脏、小肠及肾脏进行。n细胞中核苷酸酶可催化各种核苷酸水解成核苷，核苷又可被核苷磷酸化酶磷酸解生成游离的碱基及1-磷酸核糖。n1-磷酸核糖可进入糖代谢，转变为5-磷酸核糖，成为PRPP的原料，用于合成新的核苷酸；也可经磷酸戊糖途径氧化分解。n大部分嘌呤碱可在体内分解最终生成尿酸（尿酸（uric acid）。）。第54页，此课件共75页哦嘌呤碱的最终嘌呤碱的最终代谢产物代谢产物AMPAMPGMPGMPH H（次黄嘌呤）（次黄嘌呤）G GX X（黄嘌呤）（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧黄嘌呤氧化酶化酶第55页，此课件共75页哦n尿酸是人体嘌呤碱代谢的终产物，尿酸是人体嘌呤
25、碱代谢的终产物，从肾脏排出，正常成人每天排出尿酸400600 mg。正常成人血浆中尿酸含量为0.120.36mmol/L（26mg/dl）。n痛风痛风是以血中尿酸含量过高为主要特征的疾病,多见于成年男性。n原发性痛风症发生由于某些嘌呤核苷酸代谢相关酶遗传性缺陷某些嘌呤核苷酸代谢相关酶遗传性缺陷导致嘌呤核苷酸过量产生，尿酸生成异常增加，引起高高尿酸血症。尿酸血症。n进食高嘌呤饮食、体内核酸大量分解（如白血病、恶性肿瘤等）或肾疾病而尿酸排泄障碍，也可能导致血中尿酸升高。第56页，此课件共75页哦n由于尿酸水溶性较低，血浆尿酸含量超过0.48mmol/L(8mg/dl)时，尿酸钠盐晶体可在关节、软组
26、织、软骨及肾等处沉积，引起关节炎、尿路结石及肾疾病。n临床上常用次黄嘌呤结构类似物别嘌呤醇（allopurinol）治疗痛风症。别嘌呤醇通过竞争性抑制黄嘌呤氧化酶，而抑制尿酸的生成；或转变为IMP类似的别嘌呤核苷酸，反馈抑制嘌呤核苷酸的从头合成，减少尿酸产生量。第57页，此课件共75页哦第58页，此课件共75页哦二、嘧啶核苷酸代谢二、嘧啶核苷酸代谢（一）嘧啶核苷酸的合成代谢（一）嘧啶核苷酸的合成代谢1.从头合成途径从头合成途径 2.补救合成途径补救合成途径第59页，此课件共75页哦1.嘧啶核苷酸的从头合成n从头合成途径的前体:嘧啶核苷酸从头合成的前体分子是5-磷酸核糖、天冬氨酸、谷氨酰胺和CO
27、2 天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺CO2第60页，此课件共75页哦n从头合成途径的过程:嘧啶核苷酸从头合成途径首先生成UMP。n尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的合成：嘧啶环的合成有6步反应完成，第一步是生成氨基甲酰磷酸。氨基甲酰磷酸。肝脏是嘧啶合成的主要的器官，肝细胞中存在2种氨基甲酰磷酸合成酶（CPS）。在肝细胞线粒体中氨基甲酰磷酸合成酶I(CPS-I)催化生成氨基甲酰磷酸用于合成尿素。而肝细胞液中存在氨基甲酰磷酸合成酶II(CPS-II)则以谷氨酰胺为氮源合成氨基甲酰磷酸，用于合成嘧啶；这2种酶有不同的性质和生理功用。第61页，此课件共75页哦谷氨酰胺谷氨酰胺 +CO氨基甲酰磷氨基甲酰磷
28、酸合成酶酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸谷氨酸 +氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸第62页，此课件共75页哦第63页，此课件共75页哦n在胞液中，氨基甲酰磷酸、天冬氨酸氨基甲酰磷酸、天冬氨酸等产生具有嘧啶环的乳清酸乳清酸后，乳清酸与PRPP化合，生成乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸，进一步形成UMP。第64页，此课件共75页哦第65页，此课件共75页哦nCTP的合成：生成的UMP经激酶催化从ATP两次转移磷酸基生成UTP。n在CTP合成酶作用下，消耗1分子ATP，UTP接受谷氨酰胺氨基转变为CTP。第66页，此课件共75页哦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ATPADP
29、UTPCTP合成酶合成酶谷氨酰胺谷氨酰胺ATP谷氨酸谷氨酸ADP+Pi第67页，此课件共75页哦TMP合酶合酶N5,N10-甲烯甲烯FH4FH2FH2还原酶还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸脱氧胸苷一磷酸dTMPUDP脱氧核苷酸还原酶脱氧核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP脱氧胸腺嘧啶核苷酸（脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP或或TMP）的生成）的生成第68页，此课件共75页哦-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
30、苷酸PRPP-从头合成的调节从头合成的调节第69页，此课件共75页哦2、嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶嘧啶 +PRPP磷酸嘧啶核苷磷酸嘧啶核苷 +PPi嘧啶磷酸核糖转移酶嘧啶磷酸核糖转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胸苷激酶胸苷激酶TMP+ADP第70页，此课件共75页哦(二)嘧啶核苷酸的分解代谢n由核苷酸酶及核苷磷酸化酶作用，嘧啶核苷酸除去磷酸及核糖产生嘧啶碱基。n胞嘧啶胞嘧啶脱氨基形成尿嘧啶尿嘧啶，再还原为二氢尿嘧啶，经水解开环，最终生成NH3、CO2和和-丙氨酸。丙氨酸。n胸腺嘧啶胸腺嘧啶相应水解生成NH3、
31、CO2和和-氨基异丁酸。氨基异丁酸。n和嘌呤碱分解代谢不同，嘧啶碱的分解产物都有很强的水溶性；-氨基异丁酸可继续分解或直接随尿排出。氨基异丁酸可继续分解或直接随尿排出。n白血病患者或经放疗或化疗的癌症患者，由于DNA大量破坏降解，尿中-氨基异丁酸排出量增多。n嘧啶碱的分解代谢主要在肝内进行。第71页，此课件共75页哦胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶 H2OCO2+NH3-丙氨酸丙氨酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶-脲基异丁酸脲基异丁酸-氨基异丁酸氨基异丁酸H2O-脲基丙酸脲基丙酸第72页，此课件共75页哦三、核苷酸的抗代谢物三、核苷酸的抗代谢物n根据酶竞争性抑制作用的机理，可针对核苷酸代谢过程的不同环节，应用
32、类似代谢物的药物，阻断或干扰核苷酸及核酸的合成代谢，抑制迅速生长的肿瘤细胞中的核酸和蛋白质的生物合成，对抗肿瘤的发展。n根据化学结构的特点，这类抗代谢物分别是嘌呤、嘧啶、核苷类似物以及谷氨酰胺、叶酸等的类似物。前者通过转变为异常核苷酸干扰核苷酸的生物合成；后者则直接阻断谷氨酰胺、一碳单位在核苷酸合成中的作用。第73页，此课件共75页哦n嘌呤类似物有与次黄嘌呤类似的6-巯基嘌呤（巯基嘌呤（6-MP）、）、6-巯基鸟嘌呤及巯基鸟嘌呤及8-氮杂鸟嘌呤氮杂鸟嘌呤等。n嘧啶的类似物主要有5-氟尿嘧啶（氟尿嘧啶（5-FU），），结构与胸腺嘧啶相似;氨基酸类似物有与谷氨酰胺结构相似的氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸及6-重氮重氮-5-氧正亮氨酸氧正亮氨酸等;叶酸的类似物有氨蝶呤氨蝶呤及甲氨蝶呤。甲氨蝶呤。n另外，某些改变了核糖结构的核苷类似物，例如阿糖胞苷阿糖胞苷和环胞苷环胞苷也是重要的抗癌药物。第74页，此课件共75页哦感谢大家观看第75页，此课件共75页哦