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1、关于核苷酸代谢(4)第1页，讲稿共48张，创作于星期二第一节核苷酸的分解代谢一、核酸的酶促降解一、核酸的酶促降解二、嘌呤核苷酸的分解代谢二、嘌呤核苷酸的分解代谢三、嘧啶核苷酸的分解代谢三、嘧啶核苷酸的分解代谢第2页，讲稿共48张，创作于星期二一一 核酸的酶促降解核酸的酶促降解核酸核酸酶核酸酶单核苷酸磷酸单脂酶磷酸单脂酶核苷嘧啶（嘌呤）核糖（脱氧核糖）核苷酶核苷酶核苷磷酸化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-磷酸磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径醛缩酶醛缩酶乙醛甘油醛-3-磷酸第3页，讲稿共48张，创作于星期二食物核蛋白食物核蛋白蛋白质蛋白质核酸核酸(RNA与与DNA)胰核
2、酸酶胰核酸酶RNA酶酶DNA酶酶(磷酸二酯酶磷酸二酯酶)单核苷酸单核苷酸胰、肠核苷酸酶胰、肠核苷酸酶(磷酸单酯酶磷酸单酯酶)核苷核苷磷酸磷酸核苷酶核苷酶(水解或磷酸解水解或磷酸解)戊糖或磷酸戊糖戊糖或磷酸戊糖碱基碱基核酸的消化核酸的消化排出，很排出，很少利用少利用第4页，讲稿共48张，创作于星期二核酸酶核酸酶核酸内切酶核酸内切酶核酸外切酶核酸外切酶第5页，讲稿共48张，创作于星期二一、嘌呤碱的分解一、嘌呤碱的分解 不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不一样，因而代谢产不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不一样，因而代谢产物也各不相同。人和猿类及一些排尿酸动物（如鸟类等）物也各不相同。人和猿类及一些排尿酸动
3、物（如鸟类等）以尿酸作为嘌呤碱代谢的最终产物。其他多种生物则还能以尿酸作为嘌呤碱代谢的最终产物。其他多种生物则还能进一步分解尿酸，形成不同的代谢产物，直至最后分解为进一步分解尿酸，形成不同的代谢产物，直至最后分解为二氧化碳和氨。二氧化碳和氨。嘌呤核苷酸可以在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸成为嘌嘌呤核苷酸可以在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸成为嘌呤核苷，嘌呤核苷在嘌呤核苷磷酸化酶呤核苷，嘌呤核苷在嘌呤核苷磷酸化酶(purine nucleoside phosphorylase,PNP)的催化下转变为嘌呤。嘌呤核苷及的催化下转变为嘌呤。嘌呤核苷及嘌呤又可经水解，脱氨及氧化作用生成尿酸。嘌呤又可经水解，脱氨
4、及氧化作用生成尿酸。第6页，讲稿共48张，创作于星期二嘌呤代谢的终产物尿酸灵长类，短毛狗，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、咸水瓣鳃类第7页，讲稿共48张，创作于星期二（一）、嘌呤核苷酸的分解代谢过程AMPIGMPGX黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶尿酸尿酸具体过程如下：具体过程如下：第8页，讲稿共48张，创作于星期二腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸NNH2NNNR-5-PNOHNNNR-5-PNNH2NNNRH2OPiNH3H2O脱氨酶脱氨酶次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸H2OPiN OHNNNRNH3H2O腺嘌呤核
5、苷脱氨酶腺嘌呤核苷脱氨酶核苷酸酶核苷酸酶第9页，讲稿共48张，创作于星期二N OHNNNRN OHNNNH核糖核糖1-磷酸磷酸Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶2H+O2._O2+H2O黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶N OHNNNHHON OHNNNHHOO2H+O2._O2+H2O黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶次黄嘌呤核苷次黄嘌呤核苷次黄嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤尿酸尿酸最终产物最终产物第10页，讲稿共48张，创作于星期二NOHNNNR-5-P次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸NADP+NH3NADPH+H+还原酶还原酶Pi鸟苷鸟苷核糖核糖1-磷酸磷酸NOHNNNR-5-PH2NN OHNNNHHON OHNNNHH
6、2NN OHNNNRH2N鸟嘌呤核苷酸鸟嘌呤核苷酸Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶NH3尿尿酸酸H2O鸟嘌呤酶鸟嘌呤酶黄嘌呤黄嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤核苷酸酶核苷酸酶H2O第11页，讲稿共48张，创作于星期二 正常人血浆尿酸含量：正常人血浆尿酸含量：0.120.36mmol/L 男男:0.27mmol/L,女女:0.21mmol/L 以尿酸及其钠盐形式存在以尿酸及其钠盐形式存在,均难溶于水均难溶于水0.48mmol/L(8mg%),析出结晶析出结晶,沉积在关节和软骨等处沉积在关节和软骨等处 痛风症痛风症进食高嘌呤膳食时进食高嘌呤膳食时体内核酸大量分解体内核酸大量分解(白白血病血病,恶性肿瘤）恶性肿瘤）肾脏
7、疾病尿酸排泄障碍肾脏疾病尿酸排泄障碍血中尿酸血中尿酸临床上用别嘌呤醇治疗临床上用别嘌呤醇治疗第12页，讲稿共48张，创作于星期二别嘌呤醇治疗痛风症的作用机制别嘌呤醇治疗痛风症的作用机制C OHNNNHHNN OHNNNHCH次黄嘌呤次黄嘌呤别嘌呤醇别嘌呤醇PRPP别嘌呤醇核苷酸别嘌呤醇核苷酸嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸从头合成的酶从头合成的酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶嘌呤核苷酸合成嘌呤核苷酸合成反馈反馈尿酸生成减少尿酸生成减少第13页，讲稿共48张，创作于星期二二、嘧啶核苷酸的分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸磷酸酶磷酸酶嘧啶核苷嘧啶核苷核苷酶核苷酶嘧啶嘧啶CONCCHCHNNH2HC
8、OHNCCHCHNOHNH3COHNCCH2CH2NOHNADPH+H+NADP+H2OCOH2NCCH2CH2NOHHOH2OCO2+NH3H2N-CH2-CH2-COOH-丙氨酸丙氨酸胞嘧啶胞嘧啶尿嘧啶尿嘧啶第14页，讲稿共48张，创作于星期二COHNCC-CH3CHNOHNADPH+H+NADP+COHNCCH-CH3CH2NOHCOH2NCCH-CH3CH2NOHHOH2OCO2+NH3-氨基异丁酸氨基异丁酸H2N-CH2-CH-COOHCH3-脲脲基异丁酸基异丁酸H2O胸腺嘧啶胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶第15页，讲稿共48张，创作于星期二 嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸分解代谢最大的嘧
9、啶核苷酸与嘌呤核苷酸分解代谢最大的不同不同是嘧啶环的裂解，最后生成是嘧啶环的裂解，最后生成-氨基酸氨基酸 嘧啶碱的降解产物嘧啶碱的降解产物易溶于水易溶于水，故嘧啶代谢异常，故嘧啶代谢异常的疾病较少。的疾病较少。第16页，讲稿共48张，创作于星期二第二节、核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成一、嘌呤核苷酸的合成二、嘧啶核苷酸的合成二、嘧啶核苷酸的合成第17页，讲稿共48张，创作于星期二一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢(一一)、从头合成途径、从头合成途径 用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等等简单物质为原料，经过一系列酶促反应合简单物质为原料，经过一
10、系列酶促反应合成嘌呤核苷酸的过程成嘌呤核苷酸的过程.(二二)、补救合成途径、补救合成途径 利用体内游离的嘌呤碱或嘌呤核苷经利用体内游离的嘌呤碱或嘌呤核苷经过简单的反应过程过简单的反应过程,合成嘌呤核苷酸。合成嘌呤核苷酸。第18页，讲稿共48张，创作于星期二N1C2N3C4C5C6N97NC8 甲炔基甲炔基(一碳单位一碳单位)甘氨酸甘氨酸CO2Asp甲酰基甲酰基(一碳单位一碳单位)Gln(酰胺基酰胺基)甘氨当中站甘氨当中站,谷氮坐两边谷氮坐两边,左上天冬氨左上天冬氨,头顶头顶CO2第19页，讲稿共48张，创作于星期二一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢(一一)、从头合成途径、从头合成
11、途径合成的合成的原料原料:CO2,甲酰基甲酰基,氨基酸等氨基酸等合成的合成的场所场所:肝脏的胞液肝脏的胞液合成的合成的过程过程:两个阶段两个阶段,1.次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成的合成 2.腺苷酸腺苷酸(AMP)和鸟苷酸和鸟苷酸(GMP)的合成的合成第20页，讲稿共48张，创作于星期二一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢(一一)、从头合成途径的反应过程、从头合成途径的反应过程(1)IMP的合成的合成(11步反应，步反应，过程只需了解过程只需了解)R-5-PAMPPRPP合成酶合成酶PP-1-R-5-P(PRPP)ATP5-磷酸核糖磷酸核糖磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸
12、第21页，讲稿共48张，创作于星期二P_PAMPATPR-5-PC NCNNCHCOHNHC10步反应步反应第22页，讲稿共48张，创作于星期二PP-1-R-5-PGlnGlu酰胺转移酶酰胺转移酶酶酶3:甘氨酰胺核苷酸合成酶甘氨酰胺核苷酸合成酶H2N-1-R-5-PH2C-NH2O=C-OHGly酶酶3 ATP,Mg2+H2C-NH2O=CNHR-5-P甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸(GAR)PRA第23页，讲稿共48张，创作于星期二转甲酰基酶转甲酰基酶FH4H2C-NH2O=CNHR-5-P甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸(GAR)N5,N10-甲炔基甲炔基FH4H2CO=CNHR-5-PNHCH
13、OH2CCNHR-5-PNHCHOHN=Glu甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)甲酰甘氨咪核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)GlnATP,Mg2+第24页，讲稿共48张，创作于星期二H2CCNHR-5-PNHCHOHN=AIR合成酶合成酶ATP,Mg2+,K+H2OCH2N-HCNR-5-PNCH甲甲酰酰甘甘氨氨咪咪核核苷苷酸酸(FGAM)5-氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸(AIR)R-5-PCH2NCNNCHCOHOCO2羧化酶羧化酶5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧基羧基核苷酸核苷酸(CAIR)第25页，讲稿共48张，创作于星期二R-5-PCH2NCNNCHCOHOR-5-PCH2N
14、CNNCHCONHHCH2CHOOCHOOCNHHHCH2CHOOCHOOCAsp5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧基羧基核苷酸核苷酸(CAIR)5-氨基咪唑氨基咪唑-4-(N-琥珀酸琥珀酸)-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸(SAICAR)ATP,Mg2+合成酶合成酶第26页，讲稿共48张，创作于星期二R-5-PCH2NCNNCHCONHHOOCHCH2CHOOC5-氨基咪唑氨基咪唑-4-(N-琥珀酸琥珀酸)-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸(SAICAR)R-5-PCH2NCNNCHCOH2NCOOHCHHCHOOC5-氨基咪唑氨基咪唑-4-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(AICAR)裂解酶裂解酶延胡索酸延胡索酸第2
15、7页，讲稿共48张，创作于星期二R-5-PCH2NCNNCHCOH2N5-氨基咪唑氨基咪唑-4-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(AICAR)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)N10甲酰甲酰FH4FH4转甲酰酶转甲酰酶K+R-5-PC NCNNCHCOH2NHCOH第28页，讲稿共48张，创作于星期二R-5-PCNCNNCHCOHHNHCOHR-5-PC NCNNCHCOHNHC5-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)H2O次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸(IMP)环水解酶环水解酶11第29页，讲稿共48张，创作于星期二(2)腺苷酸
16、和鸟苷酸的合成腺苷酸和鸟苷酸的合成R-5-PC NCNNCHCOHNHCIMPR-5-PC NCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOH腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶AMPSAsp,Mg2+,GTP第30页，讲稿共48张，创作于星期二R-5-PC NCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOHR-5-PC NCNNCHCNHCNH2COOHCHHCHOOC腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸(AMPS)腺苷酸腺苷酸(AMP)延胡索酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸裂解酶裂解酶第31页，讲稿共48张，创作于星期二R-5-PC NCNNCHCOHNHCIMPR-5-PC NCNNC
17、HCOHNCONAD+H2ONADH+H+XMP黄嘌呤核苷酸黄嘌呤核苷酸IMP脱氢酶脱氢酶第32页，讲稿共48张，创作于星期二H2NR-5-PC NCNNCHCOHNCR-5-PC NCNNCHCOHNCOGlnGluGMP合成酶合成酶Mg2+,ATPXMPGMP第33页，讲稿共48张，创作于星期二AMP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ADPATPADPATPADP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ATPGMP鸟苷酸激酶鸟苷酸激酶GDPATPADPATPADP鸟苷酸激酶鸟苷酸激酶GTP第34页，讲稿共48张，创作于星期二一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢(二二)、补救合成途径、补救合成途径有两条合成途径有
18、两条合成途径(1)嘌呤碱与嘌呤碱与PRPP直接合成嘌呤核苷酸直接合成嘌呤核苷酸次黄嘌呤次黄嘌呤次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤核苷酸鸟嘌呤核苷酸次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶(HGPRT)PRPPPPi腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT）HGPRT活性高活性高APRT活性低活性低90%嘌呤碱嘌呤碱第35页，讲稿共48张，创作于星期二一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢腺嘌呤腺嘌呤+1-磷酸核糖磷酸核糖腺苷腺苷+Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶(2)腺嘌呤与腺嘌呤与1-磷酸核糖生成腺苷磷酸核糖生
19、成腺苷,再生成腺嘌再生成腺嘌呤核苷酸呤核苷酸腺苷腺苷+ATP腺苷激酶腺苷激酶腺苷酸腺苷酸+ADP第36页，讲稿共48张，创作于星期二生理意义生理意义减少从头合成时能量和原料的消耗减少从头合成时能量和原料的消耗节省节省:作为某些器官作为某些器官(脑脑,骨髓和脾骨髓和脾)合成核苷酸的途径合成核苷酸的途径遗传疾病遗传疾病Lesch-Nyhan 莱莱-尼综合征尼综合征,自毁容貌综合征自毁容貌综合征-罕见的性染色体罕见的性染色体X连锁遗传病连锁遗传病疾病生化本质疾病生化本质:HGPRT基因缺陷基因缺陷嘌呤合成过多，明显的高尿酸血症，痛风伴嘌呤合成过多，明显的高尿酸血症，痛风伴行为行为,有自毁容貌有自毁容
20、貌.大脑瘫痪、智力减退、舞蹈手足综合征大脑瘫痪、智力减退、舞蹈手足综合征,身体身体和精神发育迟缓和精神发育迟缓,有咬指咬唇的强迫性自残有咬指咬唇的强迫性自残第37页，讲稿共48张，创作于星期二(三三)脱氧脱氧(核糖核糖)核苷酸的合成核苷酸的合成在在核苷二磷酸水平核苷二磷酸水平被被还原而成还原而成OHOPOOHH碱基碱基HOHHHOOOHOPHOOHOPOHH碱基碱基HOHHHOOOHOPHONADPH+H+NADP+H2O核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶dNDPNDP第38页，讲稿共48张，创作于星期二NDPdNDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶ADPdADP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶
21、GDPdGDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶UDPdUDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶CDPdCDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶TDPdTDP第39页，讲稿共48张，创作于星期二二、嘧啶核苷酸的合成代谢二、嘧啶核苷酸的合成代谢(一一)从头合成途径从头合成途径 先合成嘧啶环，然后再与磷酸核糖连接生成先合成嘧啶环，然后再与磷酸核糖连接生成嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸.AspCO2GlnNH2HCH2CHOOCHOOCNCNCCC123456第40页，讲稿共48张，创作于星期二(一一)嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的从头合成1.从头合成途径从头合成途径(1)尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的合成-6
22、步反应步反应HCO3_+GlnGlu2ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶II氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸NH2O=CO P第41页，讲稿共48张，创作于星期二两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶I氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶II分布分布线粒体线粒体(肝肝)胞液胞液(各种细胞各种细胞)氮源氮源氨氨谷氨酰胺谷氨酰胺变构激活剂变构激活剂N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸无无变构抑制剂变构抑制剂无无UMP(哺乳动物哺乳动物)功能功能尿素合成尿素合成嘧啶合成嘧啶合成(CPS-I)(CPS-II)第42页，讲稿共48张，创作于星期二N
23、H2O=CO P氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸HOOCCH2CHCOOHH2N+COH2NCCH2CHCOOHNHOHO天冬氨酸氨基天冬氨酸氨基甲酰基转移酶甲酰基转移酶PiAsp氨基甲酰天冬氨酸氨基甲酰天冬氨酸OCOHNCCHHCHCOOHNHCOHNCCHCCOOHNHO乳清酸乳清酸二氢乳清酸二氢乳清酸NAD+NADH+H+脱氢酶脱氢酶H2O二氢乳清酸酶二氢乳清酸酶第43页，讲稿共48张，创作于星期二COHNCCHCCOOHNHO乳清酸乳清酸COHNCCHCCOOHNOR-5-PPRPPPPi磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸(OMP)COHNCCHCHNOR-5-P尿嘧啶核苷酸
24、尿嘧啶核苷酸(UMP)CO2脱羧酶脱羧酶第44页，讲稿共48张，创作于星期二ATP(2)胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷酸(CTP)的合成的合成COHNCCHCHNOR-5-P尿苷酸激酶尿苷酸激酶UDPUMP二磷酸二磷酸 尿苷激酶尿苷激酶ADPUTPCONCCHCHNNH2R-5-P-P-PGln,ATP Glu,ADP+Pi ATPADPCTPCTP合成酶合成酶第45页，讲稿共48张，创作于星期二COHNCCHCHNOdR-5-PdCMPdUDPPiNH3dUMPCOHNCC-CH3CHNOdR-5-PdTMP合成酶合成酶FH2N5,N10-甲烯甲烯FH4FH4FH2还原酶还原酶NADPH+H+NADP+dTMPATP激酶激酶dTDP激酶激酶ADPdTTPATPADPdTMP(3)脱氧胸腺嘧啶核苷酸脱氧胸腺嘧啶核苷酸(dTMP或或TMP)的合成的合成P485第46页，讲稿共48张，创作于星期二(二二)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嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸+PPi嘧啶磷酸核糖转移酶嘧啶磷酸核糖转移酶尿尿嘧嘧啶啶胸胸腺腺嘧嘧啶啶乳乳清清酸酸胞胞嘧嘧啶啶胞嘧啶核苷胞嘧啶核苷+ATPCMP+ADP尿苷激酶尿苷激酶第47页，讲稿共48张，创作于星期二03.04.2023感谢大家观看第48页，讲稿共48张，创作于星期二