核酸代谢和蛋白质的生物合成

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1、第八章核酸代谢和蛋白质的生物合成第一节核苷酸代谢MetabolismofNucleotides一、核酸的化学组成1.元素组成：C、H、O、N、P（9~10%）2.分子组成：——碱基（base）：嘌呤碱，嘧啶碱——戊糖（ribose）：核糖，脱氧核糖——磷酸（phosphate）戊糖（构成RNA）（构成DNA）1´2´3´4´5´嘌呤（purine）腺嘌呤鸟嘌呤嘧啶（pyrimidine）尿嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶其中ＤＮＡ中主要是Ａ、Ｇ、　Ｃ、Ｔ；ＲＮＡ中主要是Ａ、Ｇ、Ｃ、Ｕ；以及少量的稀有碱基。核苷：AR,GR,UR,CR

2、脱氧核苷：AdR,GdR,TdR,CdR二、核酸的组成方式1.核苷（ribonucleoside）的形成碱基和核糖或脱氧核糖通过糖苷键连接形成核苷或脱氧核苷1´1核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP2.核苷酸（ribonucleotide）的形成核苷(脱氧核苷)和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸(脱氧核苷酸)CCAAGC5′端3′端3.核酸的形成核苷酸之间以磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸核苷酸的生物功用作为核酸合成的原料体内能量的利用形式参与代谢和生理调节组成辅酶活化中

3、间代谢物二、核苷酸的消化与吸收食物核蛋白蛋白质核酸（RNA及DNA）胃酸单核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、肠核苷酸酶碱基戊糖核苷酶嘌呤核苷酸的分解代谢MetabolismofPurineNucleotides组织细胞中的嘌呤核苷酸首先在核苷酸酶的作用下水解为核苷。核苷经核苷磷酸化酶催化，磷酸解生成1-磷酸核糖和嘌呤碱。1-磷酸核糖转变成为5-磷酸核糖，进入磷酸戊糖途径。而嘌呤碱进一步代谢，最终氧化生成尿酸随尿排出嘌呤核苷酸的分解代谢核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶碱基1-磷酸核糖人体内的嘌呤的分解主要在肝、小肠及肾脏中进行。正

4、常人血中尿酸较低，约为0.12-0.36mmol/L。当血浆中尿酸高于0.48mmol/L，尿酸盐晶体沉积于关节、软组织、软骨及肾等处，导致关节炎、尿路结石、肾疾病，称痛风症，进食高嘌呤或恶性肿瘤等均可使尿酸含量升高二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶胞嘧啶NH3尿嘧啶二氢尿嘧啶H2OCO2+NH3β-丙氨酸胸腺嘧啶β-脲基异丁酸β-氨基异丁酸H2O丙二酸单酰CoA乙酰CoATAC肝尿素甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoATAC糖异生二、嘌呤核苷酸的合成代谢从头合成途径(denov

5、osynthesispathway)补救合成途径(salvagesynthesispathway)嘌呤核苷酸的结构GMPAMP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嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸甲酰基（一碳单位）甘氨酸甲酰基（一碳单位）谷氨酰胺（酰胺基）过程1.IMP的合成2.AMP和GMP的生成R-5-P

6、（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PRPP（5-磷酸核糖1-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（次黄嘌呤核苷酸）AMPGMPH2N-1-R-5´-P（5´-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶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+PRPPAMP+PPiAPRT腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP鸟嘌呤+PRPPHGPRTGMP+PPi次黄嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPR

7、T3.合成过程APRT为腺嘌呤磷酸核糖转移酶，HGPRT为次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶补救合成的生理意义补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。嘧啶核苷酸的代谢MetabolismofPyrimidineNucleotides嘧啶核苷酸的结构从头合成途径补救合成途径一、嘧啶核苷酸的合成代谢（二）嘧啶核苷酸的从头合成主要是肝细胞胞液嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、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，合成嘧啶核苷酸的途径。定义合成部位嘧

8、啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸天冬氨酸合成过程1.尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺+CO2氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸由PRPP提供磷酸核糖，合成尿甘酸（UMP）2.胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶谷氨酰胺ATP谷