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1、会计学1核酸核酸(h sun)的代谢王镜岩生物化学全的代谢王镜岩生物化学全第一页，共31页。n n三、嘌呤的分解三、嘌呤的分解三、嘌呤的分解三、嘌呤的分解（一）水解脱氨：腺嘌呤生成次黄嘌呤，鸟嘌呤生成黄嘌呤。（一）水解脱氨：腺嘌呤生成次黄嘌呤，鸟嘌呤生成黄嘌呤。（一）水解脱氨：腺嘌呤生成次黄嘌呤，鸟嘌呤生成黄嘌呤。（一）水解脱氨：腺嘌呤生成次黄嘌呤，鸟嘌呤生成黄嘌呤。也可在核苷或核苷酸水平上脱氨。也可在核苷或核苷酸水平上脱氨。也可在核苷或核苷酸水平上脱氨。也可在核苷或核苷酸水平上脱氨。（二）氧化：次黄嘌呤生成黄嘌呤，再氧化生成尿酸。都由（二）氧化：次黄嘌呤生成黄嘌呤，再氧化生成尿酸。都由（二）
2、氧化：次黄嘌呤生成黄嘌呤，再氧化生成尿酸。都由（二）氧化：次黄嘌呤生成黄嘌呤，再氧化生成尿酸。都由黄嘌呤氧化酶催化，生成过氧化氢。别嘌呤醇是自杀底物，黄嘌呤氧化酶催化，生成过氧化氢。别嘌呤醇是自杀底物，黄嘌呤氧化酶催化，生成过氧化氢。别嘌呤醇是自杀底物，黄嘌呤氧化酶催化，生成过氧化氢。别嘌呤醇是自杀底物，其氧化产物与酶活性中心的其氧化产物与酶活性中心的其氧化产物与酶活性中心的其氧化产物与酶活性中心的Mo4+Mo4+紧密结合，有强烈抑制作用。紧密结合，有强烈抑制作用。紧密结合，有强烈抑制作用。紧密结合，有强烈抑制作用。可防止尿酸钠沉积，用于治疗痛风。可防止尿酸钠沉积，用于治疗痛风。可防止尿酸钠沉
3、积，用于治疗痛风。可防止尿酸钠沉积，用于治疗痛风。（三）鸟类可将其他含氮物质（三）鸟类可将其他含氮物质（三）鸟类可将其他含氮物质（三）鸟类可将其他含氮物质(wzh)(wzh)转化为尿酸，而某些生转化为尿酸，而某些生转化为尿酸，而某些生转化为尿酸，而某些生物可将尿酸继续氧化分解为氨和物可将尿酸继续氧化分解为氨和物可将尿酸继续氧化分解为氨和物可将尿酸继续氧化分解为氨和CO2CO2。四、嘧啶的分解四、嘧啶的分解四、嘧啶的分解四、嘧啶的分解胞嘧啶先脱氨生成尿嘧啶，再还原成二氢尿嘧啶，然后开环，胞嘧啶先脱氨生成尿嘧啶，再还原成二氢尿嘧啶，然后开环，胞嘧啶先脱氨生成尿嘧啶，再还原成二氢尿嘧啶，然后开环，胞
4、嘧啶先脱氨生成尿嘧啶，再还原成二氢尿嘧啶，然后开环，水解生成水解生成水解生成水解生成-丙氨酸，可转氨参加有机酸代谢。胸腺嘧啶与尿嘧丙氨酸，可转氨参加有机酸代谢。胸腺嘧啶与尿嘧丙氨酸，可转氨参加有机酸代谢。胸腺嘧啶与尿嘧丙氨酸，可转氨参加有机酸代谢。胸腺嘧啶与尿嘧啶相似，还原、开环、水解生成啶相似，还原、开环、水解生成啶相似，还原、开环、水解生成啶相似，还原、开环、水解生成-氨基异丁酸，可直接从尿排氨基异丁酸，可直接从尿排氨基异丁酸，可直接从尿排氨基异丁酸，可直接从尿排出，也可转氨生成甲基丙二酸半醛，最后生成琥珀酰辅酶出，也可转氨生成甲基丙二酸半醛，最后生成琥珀酰辅酶出，也可转氨生成甲基丙二酸半
5、醛，最后生成琥珀酰辅酶出，也可转氨生成甲基丙二酸半醛，最后生成琥珀酰辅酶A A，进入三羧酸循环。进入三羧酸循环。进入三羧酸循环。进入三羧酸循环。第1页/共30页第二页，共31页。n n第二节第二节 合成合成(hchng)(hchng)代谢代谢一、嘌呤核糖核苷酸的合成一、嘌呤核糖核苷酸的合成(hchng)(hchng)（一）从头合成（一）从头合成(hchng)(hchng)途径途径1.1.嘌呤环的元素来源嘌呤环的元素来源2.IMP2.IMP的合成的合成(hchng)(hchng)：其磷酸核糖部分由：其磷酸核糖部分由PRPPPRPP提供，由提供，由5-5-磷酸核糖与磷酸核糖与ATPATP在磷酸核糖
6、焦磷酸激酶催化下生成。在磷酸核糖焦磷酸激酶催化下生成。IMPIMP的合成的合成(hchng)(hchng)有有1010步，分两个阶段，先生成咪唑环，步，分两个阶段，先生成咪唑环，再生成次黄嘌呤。首先由谷氨酰胺的氨基取代焦磷酸，再再生成次黄嘌呤。首先由谷氨酰胺的氨基取代焦磷酸，再连接甘氨酸、甲川基，甘氨酸的羰基生成氨基后环化，生连接甘氨酸、甲川基，甘氨酸的羰基生成氨基后环化，生成成5-5-氨基咪唑核苷酸。然后羧化，得到天冬氨酸的氨基，氨基咪唑核苷酸。然后羧化，得到天冬氨酸的氨基，甲酰化，最后脱水闭环，生成甲酰化，最后脱水闭环，生成IMPIMP。3.AMP3.AMP的合成的合成(hchng)(hc
7、hng)：IMPIMP与天冬氨酸生成腺苷酸琥珀与天冬氨酸生成腺苷酸琥珀酸，由腺苷酸琥珀酸合成酸，由腺苷酸琥珀酸合成(hchng)(hchng)酶催化，酶催化，GTPGTP提供能量。提供能量。腺苷酸琥珀酸裂解酶催化分解生成腺苷酸琥珀酸裂解酶催化分解生成AMPAMP和延胡索酸。和延胡索酸。4.GMP4.GMP的合成的合成(hchng)(hchng)：IMPIMP先由次黄嘌呤核苷酸脱氢酶先由次黄嘌呤核苷酸脱氢酶氧化生成黄嘌呤，再由谷氨酰胺提供氨基，生成氧化生成黄嘌呤，再由谷氨酰胺提供氨基，生成GMPGMP。第2页/共30页第三页，共31页。n n（二）补救途径：1.碱基与核糖-1-磷酸在特异的核苷磷
8、酸化酶催化下生成核苷，再由其核苷磷酸激酶生成核苷酸。只有(zhyu)腺苷激酶。2.嘌呤与PRPP在磷酸核糖转移酶催化下生成核苷酸。有腺嘌呤磷酸核糖转移酶和次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶。第3页/共30页第四页，共31页。（三）调控（三）调控从头合成途径受从头合成途径受AMPAMP和和GMPGMP的反馈抑制，第一步的反馈抑制，第一步转酰胺酶受二者抑制，分枝后的第一步只受自转酰胺酶受二者抑制，分枝后的第一步只受自身抑制。从头合成与补救途径之间有平衡。先身抑制。从头合成与补救途径之间有平衡。先天缺乏次黄嘌呤天缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶称为莱鸟嘌呤磷酸核糖转移酶称为莱-纳二氏综合症，纳二氏综合
9、症，X X染色体隐性遗传，患者染色体隐性遗传，患者(hunzh)(hunzh)尿酸和尿酸和PRPPPRPP水平高，从头合成加速，水平高，从头合成加速，导致痛风和自残。正常大脑中次黄嘌呤导致痛风和自残。正常大脑中次黄嘌呤-鸟嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶活力高，而从头合成酶活力低，磷酸核糖转移酶活力高，而从头合成酶活力低，对补救途径依赖较大。别嘌呤醇可降低尿酸浓对补救途径依赖较大。别嘌呤醇可降低尿酸浓度，但不能降低度，但不能降低PRPPPRPP浓度，不能防止自残。浓度，不能防止自残。第4页/共30页第五页，共31页。n n二、嘧啶核糖核苷酸的合成二、嘧啶核糖核苷酸的合成（一）尿嘧啶核苷酸的合成：谷氨酰
10、胺与碳酸氢根在（一）尿嘧啶核苷酸的合成：谷氨酰胺与碳酸氢根在氨甲酰磷酸合成酶催化下生成氨甲酰磷酸，消耗氨甲酰磷酸合成酶催化下生成氨甲酰磷酸，消耗2 2个个ATPATP。氨甲酰磷酸与天冬氨酸生成氨甲酰天冬氨酸，闭。氨甲酰磷酸与天冬氨酸生成氨甲酰天冬氨酸，闭环氧化环氧化(ynghu)(ynghu)生成乳清酸，再与生成乳清酸，再与PRPPPRPP生成乳清苷酸，生成乳清苷酸，脱羧生成脱羧生成UMPUMP。（二）（二）CMPCMP的合成：的合成：UMPUMP先与先与2 2分子分子ATPATP反应生成反应生成UTPUTP，在，在CTPCTP合成酶催化下合成酶催化下UTPUTP与谷氨酰胺、与谷氨酰胺、ATP
11、ATP生成生成CTPCTP。（三）补救途径：尿嘧啶可与（三）补救途径：尿嘧啶可与PRPPPRPP生成生成UMPUMP，也可与，也可与1-1-磷酸核糖生成尿苷，再被尿苷激酶催化生成磷酸核糖生成尿苷，再被尿苷激酶催化生成UMPUMP。胞嘧。胞嘧啶不能与啶不能与PRPPPRPP反应，但胞苷可被尿苷激酶催化生成反应，但胞苷可被尿苷激酶催化生成CMPCMP。（四）调控：氨甲酰磷酸合成酶受（四）调控：氨甲酰磷酸合成酶受UMPUMP反馈抑制，天冬反馈抑制，天冬氨酸转氨甲酰酶和氨酸转氨甲酰酶和CTPCTP合成酶受合成酶受CTPCTP反馈抑制。反馈抑制。第5页/共30页第六页，共31页。三、脱氧核糖核苷酸的合成
12、三、脱氧核糖核苷酸的合成（一）核糖核苷酸的还原：由核糖核苷酸还原酶体系催（一）核糖核苷酸的还原：由核糖核苷酸还原酶体系催化，包括化，包括4 4种蛋白，可将种蛋白，可将NDPNDP还原为还原为dNDPdNDP，需镁和，需镁和ATPATP。各种核苷一磷酸酸可被特异的核苷一磷酸激酶催化生成各种核苷一磷酸酸可被特异的核苷一磷酸激酶催化生成核苷二磷酸，核苷二磷酸激酶特异性很低，可催化核苷核苷二磷酸，核苷二磷酸激酶特异性很低，可催化核苷二磷酸和核苷三磷酸的相互转变。二磷酸和核苷三磷酸的相互转变。（二）碱基和脱氧核糖（二）碱基和脱氧核糖-1-1-磷酸可由磷酸化酶合成脱氧磷酸可由磷酸化酶合成脱氧核糖核苷，再由
13、脱氧核糖核苷激酶生成脱氧核糖核苷酸。核糖核苷，再由脱氧核糖核苷激酶生成脱氧核糖核苷酸。胸腺嘧啶核苷酸的生成：胸腺嘧啶核苷酸的生成：dUMPdUMP被甲叉四氢叶酸被甲叉四氢叶酸(y(y sun)sun)甲基化，生成甲基化，生成dTMPdTMP，由胸腺嘧啶核苷酸合成酶催，由胸腺嘧啶核苷酸合成酶催化。转甲基后生成二氢叶酸化。转甲基后生成二氢叶酸(y sun)(y sun)，由二氢叶酸，由二氢叶酸(y(y sun)sun)还原酶再生。叶酸还原酶再生。叶酸(y sun)(y sun)类似物如氨基蝶呤、类似物如氨基蝶呤、氨甲蝶呤等，能与二氢叶酸氨甲蝶呤等，能与二氢叶酸(y sun)(y sun)还原酶不可
14、逆结还原酶不可逆结合，抑制一碳单位的转移反应，可作抗肿瘤药物。合，抑制一碳单位的转移反应，可作抗肿瘤药物。dUMPdUMP可由可由UDPUDP还原、脱磷酸生成，也可由还原、脱磷酸生成，也可由dCMPdCMP脱氨生成。脱氨生成。第6页/共30页第七页，共31页。第三节第三节 辅酶核苷酸的合成辅酶核苷酸的合成(hchng)(hchng)一、一、NADNAD的合成的合成(hchng)(hchng)烟酸先与磷酸核糖焦磷酸生成烟酸单核苷酸，再与烟酸先与磷酸核糖焦磷酸生成烟酸单核苷酸，再与ATPATP缩合生成烟酸腺嘌呤二核苷酸，最后由谷氨酰胺酰胺化生缩合生成烟酸腺嘌呤二核苷酸，最后由谷氨酰胺酰胺化生成成N
15、ADNAD。NADNAD激酶催化生成激酶催化生成NADPNADP。二、二、FADFAD的合成的合成(hchng)(hchng)黄素先与黄素先与ATPATP生成黄素单核苷酸，再与生成黄素单核苷酸，再与ATPATP生成生成FADFAD。三、辅酶三、辅酶A A的合成的合成(hchng)(hchng)泛酸先与泛酸先与ATPATP生成生成4-4-磷酸泛酸，再与半胱氨酸缩合并脱羧生成磷酸泛酸，再与半胱氨酸缩合并脱羧生成4-4-磷酸泛酰巯基乙胺，与磷酸泛酰巯基乙胺，与ATPATP缩合成缩合成(hchng)(hchng)脱磷酸脱磷酸辅酶辅酶A A，最后被，最后被ATPATP磷酸化成辅酶磷酸化成辅酶A A。第7
16、页/共30页第八页，共31页。主要主要(zhyo)内容内容一、核酸一、核酸(h sun)(h sun)和核苷酸的分和核苷酸的分解代谢解代谢 二、核苷酸的生物合成二、核苷酸的生物合成 第8页/共30页第九页，共31页。核苷酸的结构核苷酸的结构(jigu)碱基连接碱基连接(linji)（糖苷键）（糖苷键）（对（对DNA为为H）第9页/共30页第十页，共31页。1.1.核酸核酸(h sun)(h sun)的酶的酶促降解促降解核酸核酸(h sun)核酸酶核酸酶单核苷酸单核苷酸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磷酸磷酸(ln sun)单脂酶单脂酶核苷核苷+磷酸磷酸嘧啶（嘌呤）嘧啶（嘌呤
17、）核糖（脱氧核糖核糖（脱氧核糖）核苷水解酶核苷水解酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶嘧啶（嘌呤）嘧啶（嘌呤）核糖核糖-1-磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖-1-磷酸磷酸核糖核糖-5-磷酸磷酸磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径醛缩酶醛缩酶乙醛乙醛甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸第10页/共30页第十一页，共31页。2.嘌呤嘌呤(piolng)的分的分解解脱氨反应可在碱基水脱氨反应可在碱基水平平(shupng)(shupng)，核苷，核苷或核苷酸的水平或核苷酸的水平(shupng)(shupng)上进行上进行 腺苷腺苷次黄苷次黄苷核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶次黄嘌呤次黄嘌呤第11页/共30页第十二页，共31页。核苷磷酸化酶核苷磷酸化
18、酶鸟嘌呤核苷鸟嘌呤核苷鸟嘌呤核苷酸鸟嘌呤核苷酸次黄嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤氧化酶氧化酶 尿酸尿酸（人、（人、猿类、鸟类猿类、鸟类）黄嘌呤黄嘌呤氧化酶氧化酶鸟嘌呤鸟嘌呤脱氨酶脱氨酶黄嘌呤黄嘌呤第12页/共30页第十三页，共31页。尿囊素（其他尿囊素（其他(qt)(qt)哺哺乳类）乳类）尿囊素酶尿囊素酶 尿囊酸尿囊酸（硬骨鱼类）（硬骨鱼类）尿囊酸酶尿囊酸酶 尿素尿素(nio s)(nio s)（多数鱼类和两栖（多数鱼类和两栖类）类）乙醛酸乙醛酸尿酶尿酶 尿酸氧化酶尿酸氧化酶 第13页/共30页第十四页，共31页。二氢尿嘧二氢尿嘧啶啶脱氢酶脱氢酶二氢嘧啶二氢嘧啶(m(m dn)dn)酶酶脲基丙酸脲基
19、丙酸酶酶胞胞嘧嘧啶啶脱脱氨氨酶酶3.3.嘧啶嘧啶(m dn)(m dn)的分解的分解第14页/共30页第十五页，共31页。3.嘧啶嘧啶(m dn)的分解的分解二氢胸腺二氢胸腺嘧啶嘧啶(m dn)(m dn)脱氢酶脱氢酶二氢嘧啶二氢嘧啶(m dn)(m dn)酶酶脲基丙酸脲基丙酸酶？酶？第15页/共30页第十六页，共31页。主要发生在肝脏主要发生在肝脏(gnzng)，常因各种抑，常因各种抑制物甚至生理紧张导致制物甚至生理紧张导致其中的某些酶缺乏，影其中的某些酶缺乏，影响细胞生长。响细胞生长。“从头合成从头合成”途径（通常途径（通常(tngchng)情况下占情况下占95%）核糖、氨基酸、核糖、氨基
20、酸、核糖、氨基酸、核糖、氨基酸、COCO2 2、NHNH3 3、PiPi核糖核苷酸核糖核苷酸辅酶辅酶辅酶辅酶(f mi)(f mi)RNARNA脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸DNADNA“补救补救”途径途径(脑和骨髓脑和骨髓)内内外外源源核核酸酸分分解解核苷核苷核苷核苷碱基、碱基、碱基、碱基、PiPi脱氧核苷脱氧核苷脱氧核苷脱氧核苷第16页/共30页第十七页，共31页。1.1.嘌呤嘌呤(piolng)(piolng)核苷酸的核苷酸的从头合成从头合成n（1 1）嘌呤）嘌呤(piolng)(piolng)环的生物合环的生物合成成n（2 2）嘌呤）嘌呤(piolng)(piolng)核苷酸的生核苷酸的
21、生物合成物合成第17页/共30页第十八页，共31页。（1 1）嘌呤环的生物嘌呤环的生物(shngw)(shngw)合成合成甲酸甲酸(ji(ji sun)sun)盐盐 谷氨酰胺谷氨酰胺 天冬氨酸天冬氨酸 甲酸甲酸(ji(ji sun)sun)盐盐 甘氨酸甘氨酸 首先需要由首先需要由5-5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸供给核苷酸的磷酸核糖部分，在其上再完成嘌呤环的装配。供给核苷酸的磷酸核糖部分，在其上再完成嘌呤环的装配。首先合成次黄嘌呤核苷酸首先合成次黄嘌呤核苷酸第18页/共30页第十九页，共31页。（2 2）嘌呤）嘌呤(piolng)(piolng)核苷酸的生物核苷酸的生物合成合成5-磷酸核糖磷
22、酸核糖 磷酸核糖焦磷酸核糖焦磷酸激酶磷酸激酶 5-5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸IMPIMP的形成的形成(xngchng)(xngchng)：第19页/共30页第二十页，共31页。转酰胺酶转酰胺酶 甘氨酰胺甘氨酰胺核苷酸核苷酸 转甲酰基酶转甲酰基酶 甲酰甘氨酰甲酰甘氨酰胺核苷酸胺核苷酸 甲酰甘氨脒核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸 5-磷酸磷酸(ln sun)核糖胺核糖胺第20页/共30页第二十一页，共31页。AIRAIR合成酶合成酶裂解裂解(li(li ji)ji)酶酶IMPIMP合成酶合成酶第21页/共30页第二十二页，共31页。AMPAMP和和GMPGMP的形成的形成(xngchng)(xngch
23、ng)：天冬氨酸天冬氨酸 腺苷琥珀酸腺苷琥珀酸 裂解裂解(li(li ji)ji)酶酶 延胡索酸延胡索酸 第22页/共30页第二十三页，共31页。2.2.嘌呤嘌呤(piolng)(piolng)核苷酸的补救途径核苷酸的补救途径次黄嘌呤次黄嘌呤 磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)核糖转移核糖转移酶酶 第23页/共30页第二十四页，共31页。3.嘧啶核苷酸的生物嘧啶核苷酸的生物(shngw)合成合成氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸(ln sun)天冬氨酸天冬氨酸 在合成嘧啶核苷酸时首先形成嘧啶环，再与磷酸核糖结合成为乳清苷酸，然后生成在合成嘧啶核苷酸时首先形成嘧啶环，再与磷酸核糖结合成为乳清苷酸，然后生
24、成(shn chn)(shn chn)尿嘧尿嘧啶核苷酸。其他嘧啶核苷酸则由尿嘧啶核苷酸转变而成啶核苷酸。其他嘧啶核苷酸则由尿嘧啶核苷酸转变而成 第24页/共30页第二十五页，共31页。氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸(ln sun)(ln sun)天冬氨酸转氨天冬氨酸转氨甲酰酶甲酰酶 氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸 二氢乳清酸二氢乳清酸 二氢乳清酸酶二氢乳清酸酶 乳清酸乳清酸 二氢乳清二氢乳清酸脱氢酶酸脱氢酶 焦磷酸化酶焦磷酸化酶 乳清苷酸乳清苷酸 脱羧酶脱羧酶 第25页/共30页第二十六页，共31页。CTP CTP 的合成的合成(hchng)(hchng)由尿嘧啶核苷酸转变由尿嘧啶核苷酸转变(zhunbi
25、n)(zhunbin)为胞嘧啶核苷酸是在尿嘧啶核苷三磷酸的水平上进行为胞嘧啶核苷酸是在尿嘧啶核苷三磷酸的水平上进行 UMP UDP UTPUMP UDP UTP激酶激酶(jmi)激酶激酶第26页/共30页第二十七页，共31页。4.补救补救(bji)途径途径胞嘧啶不能直接与胞嘧啶不能直接与5-5-磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)核糖焦磷酸核糖焦磷酸(ln sun)(ln sun)反应生成胞嘧啶核苷酸反应生成胞嘧啶核苷酸 U+PRPP UMP+PPiUMP-磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶U+1-P-R UMP+Pi尿苷磷酸化酶尿苷磷酸化酶第27页/共30页第二十八页，共31页。5.5.脱氧核糖核苷脱氧核糖核苷酸的合成酸的合成(hchng)(hchng)核糖核苷核糖核苷酸还原酶酸还原酶 发生在二磷酸核苷酸水发生在二磷酸核苷酸水平上平上第28页/共30页第二十九页，共31页。核糖核苷酸还原酶的氢传递核糖核苷酸还原酶的氢传递(chund)(chund)过程过程核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶硫氧还蛋白硫氧还蛋白(dnbi)(dnbi)硫氧还蛋白硫氧还蛋白(dnbi)(dnbi)还原酶还原酶第29页/共30页第三十页，共31页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第30页/共30页第三十一页，共31页。