1、一、核酸和核苷酸的分解代谢一、核酸和核苷酸的分解代谢二、核苷酸的生物合成二、核苷酸的生物合成三、辅酶核苷酸的生物合成三、辅酶核苷酸的生物合成第第33章章 核酸的降解和核苷酸代谢核酸的降解和核苷酸代谢 核酸的降解和核苷酸代谢核酸的降解和核苷酸代谢第一节第一节 核酸和核苷酸的分解代谢核酸和核苷酸的分解代谢第二节第二节 核苷酸的合成代谢核苷酸的合成代谢（一）核酸的解聚（一）核酸的解聚 核酸核酸磷酸磷酸核苷酸核苷酸核苷核苷水水解解一、核酸和核苷酸的分解代谢一、核酸和核苷酸的分解代谢糖基糖基碱基碱基1、降解核酸的酶降解核酸的酶 按分解按分解底物底物：核糖核酸酶核糖核酸酶和和脱氧核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶
2、按按专一性专一性：非特异性非特异性和和特异性特异性两种。两种。按水解按水解方式方式：内切内切和和外切外切两种方式。两种方式。外切：外切：3 -外切、外切、5 -外切外切 AGAGTCTCHO35外切酶外切酶外切酶外切酶内切酶内切酶AGAGTCTCHO35AGATHO35GCTC53 HO5AGATHO3OHGCTC53内切酶内切酶按水解按水解部位部位有：水解有：水解3-OH和磷酸的酯键和磷酸的酯键和和5-OH和磷酸的和磷酸的酯键的酶酯键的酶，产物分别为，产物分别为5-磷酸寡聚核苷酸和磷酸寡聚核苷酸和3-磷酸寡聚核磷酸寡聚核苷酸苷酸 水解水解DNA和和RNA 3 或或5 末端的磷酸二酯键末端的磷
3、酸二酯键如：如：蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶：3-端外切酶，产物：端外切酶，产物：5-核苷酸核苷酸 牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶：5-端外切酶，产物：端外切酶，产物：3-核苷酸核苷酸蛇毒磷酸蛇毒磷酸二酯酶二酯酶牛脾磷酸牛脾磷酸二酯酶二酯酶AGAGTCTCHO35HON5-核苷酸核苷酸OHN3-核苷酸核苷酸2、核酸外切酶、核酸外切酶 催化水解多核苷酸链内部的磷酸二酯键催化水解多核苷酸链内部的磷酸二酯键 1）非特异性）非特异性 （1）核酸酶核酸酶：以以DNA和和RNA为底物为底物产物：产物：3-磷酸寡聚核苷酸（小球菌核酸酶）或磷酸寡聚核苷酸（小球菌核酸酶）或5-磷酸寡聚核苷磷酸寡聚核苷酸（链孢霉菌
4、核酸酶）。酸（链孢霉菌核酸酶）。5AGATHO3OHGCTC533-磷酸寡聚核苷酸AGATHO35GCTC53 HO5-磷酸寡聚核苷酸3、核酸内切酶核酸内切酶（2）脱氧核糖核酸酶）脱氧核糖核酸酶：以以DNA为底物为底物产物：产物：3-磷酸寡聚核苷酸（牛胰脱氧核糖核酸酶）或磷酸寡聚核苷酸（牛胰脱氧核糖核酸酶）或5-磷酸寡磷酸寡聚核苷酸（牛脾核糖核酸酶）聚核苷酸（牛脾核糖核酸酶）（3）核糖核酸酶）核糖核酸酶：水解：水解RNA的磷酸二酯键，产物为的磷酸二酯键，产物为3-磷酸寡核磷酸寡核苷酸（牛胰核糖核酸酶）或苷酸（牛胰核糖核酸酶）或5-磷酸寡核苷酸（核糖核酸酶磷酸寡核苷酸（核糖核酸酶T1）。）。2）
5、特异性酶）特异性酶 限制性内切酶：限制性内切酶：可识别可识别DNA上的碱基序列专一性上的碱基序列专一性位点，其碱基长度是位点，其碱基长度是48个碱基，将两条链同时切开形成粘性末个碱基，将两条链同时切开形成粘性末端端(如如EcoRI)和非粘性末端（如和非粘性末端（如 HaeIII）。）。N-C-T-T-A-A-G-NN-G-A-A-T-T-C-N5335EcoRI5335N-C-C-G-G-NN-G-G-C-C-NHaeIIIN-C-T-T-A-A G-NN-G A-A-T-T-C-N5335N-C-C G-G-NN-G-G C-C-N5335（二）核苷酸的分解（二）核苷酸的分解磷酸磷酸-戊糖戊
6、糖碱基碱基核苷酸核苷酸分解分解合成合成？进入戊糖磷酸途径进入戊糖磷酸途径或或重新合成核酸重新合成核酸磷酸化酶磷酸化酶水解酶水解酶存在广泛存在广泛 存在于植物存在于植物/微生物微生物催化可逆的反应催化可逆的反应 反应不可逆反应不可逆作用于核糖或作用于核糖或脱氧核糖核苷脱氧核糖核苷 作用于核糖核苷作用于核糖核苷再利用再利用一、嘌呤碱的分解代谢一、嘌呤碱的分解代谢GMPAMP（一）嘌呤碱的分解过程（一）嘌呤碱的分解过程1、代谢场所、代谢场所代谢场所：代谢场所：肝脏、小肠及肾脏肝脏、小肠及肾脏生物体内嘌呤的分解可分别在生物体内嘌呤的分解可分别在碱基、核苷、核苷碱基、核苷、核苷酸水平酸水平上进行，进行的
7、反应有上进行，进行的反应有脱氨、氧化脱氨、氧化等。等。2、代谢过程、代谢过程嘌呤碱在各种脱氨酶的作用下水解脱去氨基，反应可嘌呤碱在各种脱氨酶的作用下水解脱去氨基，反应可以在碱基、核苷及核苷酸的水平上进行。以在碱基、核苷及核苷酸的水平上进行。腺腺嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸腺腺嘌呤核苷嘌呤核苷腺腺嘌呤嘌呤次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷次黄嘌呤核苷次黄嘌呤次黄嘌呤核苷酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶核苷酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸脱氨酶脱氨酶腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷脱氨酶脱氨酶腺嘌呤腺嘌呤脱氨酶脱氨酶鸟嘌呤鸟嘌呤黄嘌呤黄嘌呤鸟嘌呤脱氨酶鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤和次黄嘌呤
8、可继续被分解，不同生物降解的产黄嘌呤和次黄嘌呤可继续被分解，不同生物降解的产物不同。物不同。黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶尿酸氧化酶尿酸氧化酶次黄次黄嘌呤嘌呤黄嘌呤黄嘌呤尿酸（排尿酸动物）尿酸（排尿酸动物）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶尿囊素尿囊素（除人猿外的哺乳动物）（除人猿外的哺乳动物）尿囊酸尿囊酸（硬骨鱼类）（硬骨鱼类）尿囊素酶尿囊素酶尿素尿素+乙醛酸乙醛酸（鱼类、两栖类）（鱼类、两栖类）尿囊酸酶尿囊酸酶氨氨+二氧化碳二氧化碳（低等动物）（低等动物）AMPGMPHGXNNNHNOHOHHO尿酸黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶(uric acid)嘌呤碱的最终嘌呤碱的最终代谢产物代谢产物小小结结3、代谢产物、
9、代谢产物排尿酸动物：灵长类排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类排尿囊素动物：排尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类哺乳动物（灵长类除外）、腹足类排尿囊酸动物：硬骨鱼类排尿囊酸动物：硬骨鱼类排尿素动物：大多数鱼类、两栖类排尿素动物：大多数鱼类、两栖类某些低等动物能将尿素进一步分解成某些低等动物能将尿素进一步分解成NH3和和CO2排出。排出。植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产物植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产物（尿囊素、尿囊酸、尿素、（尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）。）。微生物分解嘌呤类物质，生成微生物分解嘌呤类物质，生成NH3、CO2及
10、有机酸（甲及有机酸（甲酸、乙酸、乳酸、等）。酸、乙酸、乳酸、等）。4、与嘌呤分解代谢有关的病症、与嘌呤分解代谢有关的病症痛风症痛风症由于体内由于体内嘌呤核苷酸分解代谢嘌呤核苷酸分解代谢异常，可致血异常，可致血中中尿酸尿酸水平升高，以尿酸钠晶体沉积于软骨、水平升高，以尿酸钠晶体沉积于软骨、关节、软组织及肾脏，临床上表现为皮下结关节、软组织及肾脏，临床上表现为皮下结节、关节疼痛等。节、关节疼痛等。高嘌呤饮食高嘌呤饮食体内核酸大量分解体内核酸大量分解肾疾病肾疾病嘌呤核苷酸代谢酶缺陷嘌呤核苷酸代谢酶缺陷血中尿酸含量升高血中尿酸含量升高痛风痛风尿酸盐晶体沉积尿酸盐晶体沉积 血血尿酸尿酸0.48mmol/
11、L鸟嘌呤鸟嘌呤次黄嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤尿酸尿酸黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇别嘌呤醇NNNHNOHNNNHNOH78次黄嘌呤别嘌呤醇练习题：练习题：1、GMP和和AMP分解过程中产生的共同中间产物是（分解过程中产生的共同中间产物是（）？）？AXMP B黄嘌呤（黄嘌呤（X）C腺嘌呤（腺嘌呤（A）D鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）ECO22、痛风症患者血中含量升高的物质是（、痛风症患者血中含量升高的物质是（）？）？A尿素尿素 BNH3 C胆红素胆红素 D尿酸尿酸 E肌酸肌酸3、动物体内直接催化尿酸生成的酶是（）？、动物体内直接催化尿酸生成的酶是（）？A尿酸氧化酶尿酸氧化酶 B腺苷
12、酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶 C黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶 D次黄嘌呤氧化酶次黄嘌呤氧化酶 E以上均不是以上均不是4、人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要终产物是、人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要终产物是 A尿素尿素 B肌酸肌酸 C肌酸酐肌酸酐 D尿酸尿酸 E-丙氨酸丙氨酸二、嘧啶碱的分解代谢二、嘧啶碱的分解代谢胞嘧啶胞嘧啶需要先脱氨生成需要先脱氨生成尿嘧啶尿嘧啶后才继续被分解。后才继续被分解。-脲脲基丙酸基丙酸DHUDHU胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶二氢尿嘧啶二氢尿嘧啶 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丙二酸单酰丙二酸单酰CoA乙酰乙酰Co
13、ATCA肝肝尿素尿素甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰琥珀酰CoATCA糖异生糖异生小小结结练习题：练习题：嘧啶核苷酸分解代谢产物有嘧啶核苷酸分解代谢产物有()?ANH3 B尿酸尿酸 CCO2 D-丙氨酸丙氨酸 E-氨基异丁酸氨基异丁酸第二节第二节 核苷酸的合成代谢核苷酸的合成代谢从头合成途径从头合成途径(de novo synthesis pathway)利用利用氨基酸氨基酸等作为原料合成等作为原料合成补救合成途径补救合成途径(salvage synthesis pathway)利用利用体内游离的碱基或核苷体内游离的碱基或核苷合成合成核苷酸生物合成的基本途径核苷酸生物合成的基本途径一、
14、嘌呤核苷酸的合成一、嘌呤核苷酸的合成（一）嘌呤碱的元素来源（一）嘌呤碱的元素来源谷氨酰胺（酰胺氮）谷氨酰胺（酰胺氮）一碳基团一碳基团（甲酸盐）（甲酸盐）一碳基团一碳基团（甲酸盐）（甲酸盐）甘氨酸甘氨酸二氧化碳二氧化碳天冬氨酸天冬氨酸CO2天冬氨酸天冬氨酸甲酸盐甲酸盐（一碳单位）（一碳单位）甘氨酸甘氨酸甲酸盐甲酸盐（一碳单位）（一碳单位）谷氨酰胺谷氨酰胺（酰胺基）（酰胺基）“甘氨酸中间站，甘氨酸中间站，谷 碳 坐 两 边。谷 碳 坐 两 边。左 上 天 冬 氨，左 上 天 冬 氨，头顶二氧化碳头顶二氧化碳”。嘌呤环上的四个氮原子来源于（嘌呤环上的四个氮原子来源于（）？）？A.天冬氨酸、谷氨酰胺、
15、天冬氨酸、谷氨酰胺、甘甘氨酸氨酸B.天冬氨酸、谷氨酰胺、氨天冬氨酸、谷氨酰胺、氨C.天冬氨酸、天冬氨酸、甘甘氨酸氨酸D.甘甘氨酸、谷氨酰胺、氨氨酸、谷氨酰胺、氨E.尿素、氨尿素、氨（二）嘌呤核苷酸的合成（二）嘌呤核苷酸的合成1、从头合成的概念及部位从头合成的概念及部位利用利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳磷酸核糖、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。嘌呤核苷酸的途径。肝肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是次是小肠和胸腺小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此
16、合成，而脑、骨髓则无法进行此合成途径。途径。合成部位合成部位定义定义1）合成原料：）合成原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、一天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、一碳基团、碳基团、CO2、磷酸核糖磷酸核糖。2）合成特点：）合成特点：磷酸核糖为起始物磷酸核糖为起始物，逐步加原料合，逐步加原料合成成嘌呤环嘌呤环，形成重要中间产物，形成重要中间产物 IMP（次黄嘌呤核次黄嘌呤核苷酸），再转变为苷酸），再转变为AMP和和GMP。3）合成过程）合成过程合成过程合成过程I.IMP的合成的合成II.AMP和和GMP的生成的生成I.次黄嘌呤核苷酸的合成次黄嘌呤核苷酸的合成磷酸核糖焦磷酸激酶磷酸核糖焦磷酸激酶155-磷酸
17、核糖磷酸核糖-1-焦磷酸（焦磷酸（PRPP）磷酸核糖焦磷酸激酶磷酸核糖焦磷酸激酶（1）第一阶段的反应第一阶段的反应酰胺转移酶酰胺转移酶5-5-磷酸核糖胺磷酸核糖胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸PRPP-构构型型-构构型型5-磷酸核糖胺磷酸核糖胺甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核糖甘氨酰胺核糖核苷酸合成酶核苷酸合成酶甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶转甲酰基酶来自甲酸（盐）来自甲酸（盐）N10-甲酰四氢叶酸甲酰四氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸合成酶合成酶谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸甲酰甘氨脒核苷
18、酸甲酰甘氨脒核苷酸5-氨基氨基-咪唑核苷酸咪唑核苷酸合成酶合成酶（2）第二阶段的反应第二阶段的反应N5-羧基氨基咪唑核苷酸羧基氨基咪唑核苷酸5-氨基氨基-咪唑核苷酸咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸合成酶合成酶5-氨基氨基-4-羧酸咪唑核苷酸羧酸咪唑核苷酸N5-羧基氨基咪唑核苷酸羧基氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸变位酶变位酶N-琥珀酸琥珀酸-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧酰胺羧酰胺核苷酸核苷酸5-氨基氨基-4-羧酸咪唑核苷酸羧酸咪唑核苷酸合成酶合成酶5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧酰胺核苷酸羧酰胺核苷酸延胡索酸延胡索酸N-琥珀酸琥珀酸-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧酰羧酰胺核苷酸胺核苷
19、酸腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸裂合酶裂合酶N-甲酰氨基咪唑甲酰氨基咪唑-4-羧酰胺核苷酸羧酰胺核苷酸5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧酰胺核苷酸羧酰胺核苷酸N10-甲酰四氢叶酸甲酰四氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸N-甲酰氨基咪唑甲酰氨基咪唑-4-羧酰胺核苷酸羧酰胺核苷酸II.AMP和和GMP的合成的合成（1）AMP的合成的合成IMPAsp腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸AMP腺苷酸琥珀酸合成酶腺苷酸琥珀酸合成酶腺苷酸琥珀酸裂合酶腺苷酸琥珀酸裂合酶（2）GMP的合成的合成IMP次黄嘌呤核苷酸脱氢酶次黄嘌呤核苷酸脱氢酶XMP黄嘌呤核苷酸黄嘌呤核苷酸黄嘌呤核苷酸黄嘌呤核苷酸鸟苷酸鸟
20、苷酸细菌直接以细菌直接以氨氨作为氨基供体作为氨基供体鸟嘌呤核苷酸合成酶鸟嘌呤核苷酸合成酶小小结结：AMPAMP和和GMPGMP的合成的合成黄嘌呤核苷酸黄嘌呤核苷酸3、从头合成的特点、从头合成的特点嘌呤核苷酸是在嘌呤核苷酸是在磷酸核糖磷酸核糖分子上逐步合成的。分子上逐步合成的。IMP的合成需的合成需6个个ATP，7个高能磷酸键。个高能磷酸键。AMP或或GMP的合成又需的合成又需1个个GTP或或ATP。4、嘌呤核苷酸合成代谢的调节、嘌呤核苷酸合成代谢的调节调节方式：调节方式：反馈调节和交叉调节反馈调节和交叉调节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
21、酸代琥珀酸琥珀酸AMP ADPATPXMPGMPGDP GTP+_反馈调节反馈调节_+交叉调节：相互调整，比例平衡交叉调节：相互调整，比例平衡IMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP1、嘌呤核苷酸从头合成的原料包括下列哪些物质？、嘌呤核苷酸从头合成的原料包括下列哪些物质？A、磷酸核糖磷酸核糖 B、CO2 C、一碳单位一碳单位 D、谷氨酰胺和天冬氨酸谷氨酰胺和天冬氨酸 2、关于嘌呤核苷酸的合成描述正确的是、关于嘌呤核苷酸的合成描述正确的是（）A利用氨基酸、一碳单位和利用氨基酸、一碳单位和CO2为原料，首先合成嘌呤环再与为原料，首先合成嘌呤环再与5-
22、磷酸核糖结合而成磷酸核糖结合而成B以一碳单位、以一碳单位、CO2、NH3和和5-磷酸核糖为原料直接合成磷酸核糖为原料直接合成C5-磷酸核糖为起始物，在酶催化下与磷酸核糖为起始物，在酶催化下与ATP作用生成作用生成PRPP，再，再与氨基酸、与氨基酸、CO2和一碳单位作用，逐步形成嘌呤核苷酸和一碳单位作用，逐步形成嘌呤核苷酸 D在氨基甲酰磷酸的基础上，逐步合成嘌呤核苷酸在氨基甲酰磷酸的基础上，逐步合成嘌呤核苷酸3、合成嘌呤核苷酸过程中首先合成的是（）？、合成嘌呤核苷酸过程中首先合成的是（）？AGMP BAMP CXMP DTMP EIMP（三）由嘌呤碱和核苷酸合成核苷酸（三）由嘌呤碱和核苷酸合成核
23、苷酸“补救合成补救合成”-salvage synthesis定义：定义：利用体内利用体内游离的碱基或相应的核苷游离的碱基或相应的核苷，经，经过简单的反应，合成核苷酸的过程，称为过简单的反应，合成核苷酸的过程，称为补救合补救合成（或重新利用）途径。成（或重新利用）途径。(脑和骨髓脑和骨髓)腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adenine phosphoribosyl transferase,APRT)次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase,HGPRT)腺苷激酶腺苷激酶(ad
24、enosine kinase)催化的主要酶：催化的主要酶：2、合成机制、合成机制Lesch-Nyhan综合症（莱综合症（莱-尼综合症）：尼综合症）：也称为也称为自毁容貌自毁容貌症，症，是由于是由于次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶鸟嘌呤磷酸核糖转移酶的遗传缺陷的遗传缺陷引起的。缺乏该酶使得次黄嘌呤和鸟嘌呤不能转换为引起的。缺乏该酶使得次黄嘌呤和鸟嘌呤不能转换为IMP和和GMP，而是降解为，而是降解为尿酸尿酸，过量尿酸将导致，过量尿酸将导致Lesch-Nyhan综合症。手舞足蹈，咬指咬唇强迫自残。综合症。手舞足蹈，咬指咬唇强迫自残。5 5、嘌呤核苷酸、嘌呤核苷酸生物合成的调节生物合成的调节磷
25、酸核糖焦磷酸核糖焦磷酸激酶磷酸激酶转酰胺酶转酰胺酶腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸 合成酶合成酶次黄嘌呤核次黄嘌呤核苷酸脱氢酶苷酸脱氢酶抗代谢物的概念抗代谢物的概念:在化学结构上与正常代谢物（底物在化学结构上与正常代谢物（底物或辅酶）结构相似，具有竞争性拮抗正常代谢的或辅酶）结构相似，具有竞争性拮抗正常代谢的物质。物质。机制机制:竞争性抑制或竞争性抑制或“以假乱真以假乱真”方式干扰或阻断核方式干扰或阻断核苷酸的合成代谢，进而阻止核酸及蛋白质的生物苷酸的合成代谢，进而阻止核酸及蛋白质的生物合成。合成。意义意义:抗肿瘤抗肿瘤 嘌呤核苷酸合成的抗代谢物 嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌
26、呤嘌呤、氨基酸氨基酸或或叶酸叶酸等的类似物。等的类似物。嘌呤类似物嘌呤类似物氨基酸类似物氨基酸类似物叶酸类似物叶酸类似物6-巯基嘌呤巯基嘌呤6-巯基鸟嘌呤巯基鸟嘌呤8-氮杂鸟嘌呤等氮杂鸟嘌呤等氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸等等甲氨蝶呤甲氨蝶呤氨蝶呤等氨蝶呤等 主要有主要有6-巯基嘌呤巯基嘌呤(6-MP)、6-巯基鸟嘌呤、巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等氮杂鸟嘌呤等次黄嘌呤次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤巯基嘌呤(6-MP)嘌呤类似物嘌呤类似物6-MP6-MP核苷酸核苷酸酰胺转移酶酰胺转移酶IMP转变为转变为AMP和和GMP从头合成途径从头合成途径补救合成途径补救合成途径HGPRT6-MP作用机制作用机制6-巯基嘌
27、呤巯基嘌呤氨基酸类似物氨基酸类似物u 主要有主要有氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸(AS)、6-重氮重氮-5-氧正亮氨酸等氧正亮氨酸等u 化学结构与化学结构与Gln相似相似u主要有氨蝶呤主要有氨蝶呤(AP)和和甲氨蝶呤甲氨蝶呤(MTX)等等。u能能竞争性抑制竞争性抑制二氢叶酸还原酶二氢叶酸还原酶，使叶酸不能还，使叶酸不能还原成原成FH2和和FH4。叶酸类似物叶酸类似物甲酰甘氨酰甲酰甘氨酰胺核苷酸胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺甘氨酰胺核苷酸核苷酸（GAR）=甲酰甘氨甲酰甘氨脒核苷酸脒核苷酸（FGAM）5-氨基异咪唑氨基异咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（AICAR）
28、=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）IMP次黄嘌呤次黄嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（腺嘌呤（A）GMP=PRPPPPi鸟嘌呤鸟嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸MTXMTX1、嘌呤核苷酸补救合成途径的主要器官是、嘌呤核苷酸补救合成途径的主要器官是 A脑组织脑组织 B肝脏肝脏 C肾脏肾脏 D小肠小肠 E胸腺胸腺练习题：练习题：练习题：练习题：2、自毁容貌症是由于基因缺陷而导致、自毁容貌症是由于基因缺陷而导致 完全完全缺失所致。缺失所致。HGPRT AMP
29、 GMP 增加增加 增加增加 3、嘌呤核苷酸的合成中由、嘌呤核苷酸的合成中由IMP可转变成可转变成_和和_，过量的，过量的ATP导致导致GMP合成合成_，过量的，过量的GTP导致导致AMP合成合成_。二、嘧啶核苷酸的合成二、嘧啶核苷酸的合成（一）嘧啶碱的元素来源（一）嘧啶碱的元素来源氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸天冬氨酸右边站，天冬氨酸右边站，谷酰直往左上窜，谷酰直往左上窜，剩余废物二氧化碳剩余废物二氧化碳（二）嘧啶核苷酸的从头合成（二）嘧啶核苷酸的从头合成主要是肝细胞胞液主要是肝细胞胞液 利用利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促等
30、简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。反应，合成嘧啶核苷酸的途径。1、定义、定义2、合成部位、合成部位合成原料：合成原料：谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、CO2、磷酸核糖磷酸核糖。合成特点：用原料合成特点：用原料先合成嘧啶环先合成嘧啶环，然后再，然后再与磷酸核糖与磷酸核糖连接连接生成嘧啶核苷酸。生成嘧啶核苷酸。（1）UMP的合成的合成氨甲酰磷酸合成酶2ATP2ADP+PiGluGlnHCO3-+(CPS-)氨甲酰磷酸COPO3H2H2NO+（2）胞嘧啶核苷酸的合成）胞嘧啶核苷酸的合成（3）胸腺嘧啶核苷酸的合成）胸腺嘧啶核苷酸的合成FH2FH2还原酶还原酶NADPH+
31、H+NADPdUMPdUDPdCMPdTMPH2OPiH2ONH3NADPHNADP+thymidylate synthaseHNNOOR 5 PdCH3reductaseHNNOOR 5 Pd+H+FH2（三）嘧啶核苷酸的补救合成（三）嘧啶核苷酸的补救合成胞嘧啶核苷胞嘧啶核苷 尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷（四）嘧啶核苷酸生物合成的调节（四）嘧啶核苷酸生物合成的调节（五）嘧啶核苷酸合成的抗代谢物（五）嘧啶核苷酸合成的抗代谢物1、嘧啶类似物、嘧啶类似物胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU)通过对酶的竞争性抑制而干扰或抑制嘧啶核苷酸的合成。通过对酶的竞争性抑制而干扰或抑制嘧啶核苷酸的合成。
32、dN5,N10-CH2-FH4FH2FH2还原酶还原酶NADPH+H+NADPFH4丝氨酸丝氨酸甘氨酸甘氨酸胸苷酸合成酶胸苷酸合成酶5-FUF-dUMP，可竞争性抑制胸苷酸合成酶的活可竞争性抑制胸苷酸合成酶的活性，从而抑制胸苷酸的合成。性，从而抑制胸苷酸的合成。氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸抑制抑制CTP合成合成；氨甲蝶呤氨甲蝶呤抑制抑制dTMP合成。合成。2、氨基酸和叶酸类似物氨基酸和叶酸类似物3、某些改变了核糖结构的核苷类似物抑制某些改变了核糖结构的核苷类似物抑制CDPdCDP。UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸阿糖胞苷阿糖胞苷氨甲碟呤氨甲碟呤氮杂丝氨
33、酸氮杂丝氨酸小结：嘧啶核苷酸合成的抗代谢物调节机制小结：嘧啶核苷酸合成的抗代谢物调节机制小结：小结：三、脱氧核糖核苷酸的合成三、脱氧核糖核苷酸的合成核糖核苷酸的还原反应核糖核苷酸的还原反应NADP+NADPH+H+硫氧还蛋白硫氧还蛋白还原酶还原酶FAD核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶ATP、Mg2+硫氧还蛋白硫氧还蛋白（还原型）（还原型）SHSH硫氧还蛋白硫氧还蛋白（氧化型）（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+H2O脱氧核糖核苷二磷酸脱氧核糖核苷二磷酸硫氧还蛋白硫氧还蛋白核糖核酸还原酶系核糖核酸还原酶系硫氧还蛋白还原酶硫氧还蛋白还原酶核
34、糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸的还原反应核糖核苷酸的还原反应FAD核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶ATP、Mg2+硫氧还蛋白硫氧还蛋白SHSH硫氧还蛋白硫氧还蛋白SS硫氧还蛋白硫氧还蛋白还原酶还原酶核糖核苷二磷酸核糖核苷二磷酸+H2O脱氧核糖核苷二磷酸脱氧核糖核苷二磷酸FADH2谷氧还蛋白谷氧还蛋白SS谷氧还蛋白谷氧还蛋白SHSHNADP+NADPH+H+谷氧还蛋白谷氧还蛋白还原酶还原酶OP-P-CH2NOH OHOP-P-CH2NOH HGSSG2GSH谷胱甘肽谷胱甘肽还原酶还原酶核糖核苷酸还原酶示意图核糖核苷酸还原酶示意图底物特异性底物特异性调节位点调节位点酶酶 活活 性性调节位
35、点调节位点活性位点活性位点R1亚基亚基R2亚基亚基使其活化使其活化使酶抑制使酶抑制有利于有利于UDP和和CDP还原还原促进促进ADP和和GDP还原还原2 2、胸腺嘧啶核苷酸的合成、胸腺嘧啶核苷酸的合成胸腺嘧啶核苷酸的合成胸腺嘧啶核苷酸的合成 胸腺嘧啶核苷酸合成胸腺嘧啶核苷酸合成酶酶NADPH+HNADPH+H+Ser+SerNADPNADP+Gly+Gly N N5 5、N N10 10 亚甲基亚甲基 FHFH4 4 FHFH2 2二氢叶酸二氢叶酸还原酶还原酶SerSer羟甲基羟甲基转移酶转移酶O ON NHNHNO OdRdR-P-PCHCH3 3O ON NHNHNO OdRdR-P-P嘌
36、呤核苷酸合成小结嘌呤核苷酸合成小结dATPdGTPAMPGMPADPGDPdADPdGDPIMPATPGTPCTP嘧啶核苷酸合成小结嘧啶核苷酸合成小结UDPUTPdUDPdCDPdUMPdCMPdTMPUMPdTDPdTTPdCTPdUTPCDP核核苷苷酸酸的的合合成成及及相相互互关关系系核苷酸的合成核苷酸的合成核苷酸的合成核苷酸的合成核酸的合成核酸的合成 脱氧核糖核苷酸生成的主要方式是脱氧核糖核苷酸生成的主要方式是 A、直接由核糖还原直接由核糖还原 B、由核苷还原由核苷还原 C、由核苷酸还原由核苷酸还原 D、由二磷酸核苷还原由二磷酸核苷还原 E、由三磷酸核苷还原由三磷酸核苷还原 1、糖异生途
37、径中哪一种酶代替糖酵解的己糖激酶？（、糖异生途径中哪一种酶代替糖酵解的己糖激酶？（）A、丙酮酸羧化酶、丙酮酸羧化酶 B、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 C、葡萄糖、葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 D、磷酸化酶、磷酸化酶2、糖原分解过程中磷酸化酶催化磷酸解的键是（、糖原分解过程中磷酸化酶催化磷酸解的键是（）A、-1，6-糖苷键糖苷键 B、-1，6-糖苷键糖苷键 C、-1，4-糖苷键糖苷键 D、-1，4-糖苷键糖苷键3、磷酸戊糖途径的真正意义在于产生、磷酸戊糖途径的真正意义在于产生()的同时产生许多的同时产生许多中间物如核糖等。中间物如核糖等。A、NADPH+H+B、NAD+C、ADP
38、D、CoASH一、选择题一、选择题 第第26章章 糖原的分解和生物合成糖原的分解和生物合成 习题习题 二、问答题二、问答题1、何谓三羧酸循环？它有何特点和生物学意义？、何谓三羧酸循环？它有何特点和生物学意义？2、磷酸戊糖途径有何特点？其生物学意义何在？、磷酸戊糖途径有何特点？其生物学意义何在？3、糖酵解和发酵有何异同？糖酵解过程需要哪些维生素或、糖酵解和发酵有何异同？糖酵解过程需要哪些维生素或维生素衍生物参与？维生素衍生物参与？4、试述糖异生与糖酵解代谢途径有哪些差异？、试述糖异生与糖酵解代谢途径有哪些差异？三、名词解释三、名词解释糖酵解糖酵解 三羧酸循环三羧酸循环 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 糖的有氧分解和糖的有氧分解和无氧分解无氧分解 糖异生作用糖异生作用第第26章章 糖原的分解和生物合成糖原的分解和生物合成 习题习题 6-磷酸葡萄糖合成糖原所需能量是否等于糖原磷酸葡萄糖合成糖原所需能量是否等于糖原降解为降解为6-磷酸葡萄糖需要的能量？磷酸葡萄糖需要的能量？糖原合成：需要能量，糖原合成：需要能量，UTP，底物是尿苷二磷酸葡萄糖，底物是尿苷二磷酸葡萄糖（UDP-葡萄糖）葡萄糖）糖原降解：不需要能量，糖原降解：不需要能量，1-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡磷酸葡萄糖萄糖?第第26章章 糖原的分解和生物合成糖原的分解和生物合成 习题习题
