生物化学-第十一章　核苷酸代谢

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1、第十章　核苷酸代谢核酸核酸酶核苷酸核苷酸酶磷酸+核苷核苷磷酸化酶碱基+戊糖-1-磷酸核苷水解酶碱基+核糖第一节　核苷酸分解代谢一、嘌呤核苷酸的分解代谢嘌呤碱的分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢过程一、核苷酸生物合成基本途径嘧啶合成嘌呤合成从头合成补救合成从头合成补救合成第二节　核苷酸的合成代谢主要发生在肝脏，常因各种抑制物甚至生理紧张导致其中的某些酶缺乏，影响细胞生长。“从头合成”途径（通常情况下占95%）核糖、氨基酸、CO2、NH3、Pi核糖核苷酸辅酶RNA脱氧核糖核苷酸DNA“补救”途径(脑和骨髓)内外

2、源核酸分解核苷碱基、Pi脱氧核苷核酸类补品原理所在可提高康复速度（一）从头合成途径1.概念：通过利用一些简单的前体物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及CO2等，逐步合成嘌呤核苷酸的过程称为从头合成途径(denovosynthesis)。这一途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺，脑及骨髓无法利用此途径合成核苷酸二、　嘌呤核苷酸的合成2.嘌呤环上各原子的来源★3.从头合成途径的特点①参与从头合成途径的酶均在胞液中②以磷酸戊糖途径中合成的5’-磷酸核糖（5’-PR）为原料，经11步反应生成次黄嘌呤核苷酸（IMP

3、）。③在合成IMP的过程中，由氨基酸，CO2，一碳单位逐步提供元素或基团，在5’-磷酸核糖分子上完成嘌呤碱基的合成④从IMP出发再合成AMP和GMP。4.合成过程(1)5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）合成5-磷酸核糖+ATP磷酸核糖焦磷酸合成酶/激酶5`-PRPP+AMP6-P-G(2).次黄嘌呤核苷酸（IMP）的合成5-磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺甘氨酸甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸5-氨基咪唑核苷酸5-氨基咪唑-4-羧核苷酸IMP的生物合成5-氨基咪唑-4-琥珀基-甲酰胺核苷酸5

4、-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸次黄嘌呤核苷酸（IMP）甲酰THFA(3)IMP转变为GMP和AMP正性调节表现为前后两端调节前端正性调节-----两个关键酶的促进作用。PRPPK和GPAT/PPAT，底物ATP、5’-磷酸核糖促进其活性，增加IMP的合成。后端正性调节-----由ATP促进GMP合成酶由GTP促进腺苷酸代琥珀酸合成酶增加GTP和ATP的合成。2）负性调节主要为合成产物反馈抑制性调节6个长反馈调节:由AMP，GMP和IMP分别反馈抑制PRPPK和GPAT这两关

5、键酶的活性。2个短反馈调节:由AMP反馈抑制ASS，由GMP反馈抑制IMPD的活性所进行的反馈抑制来调节嘌呤核苷酸的从头合成。嘌呤从头合成合成原料：AspGlyGlnCO2一碳单位重要中间产物：PRPP关键酶：PRPP合成/激酶　酰胺转移酶阻断剂：氨基酸或一碳单位结构类似物过程：在磷酸核糖的分子上逐步合成嘌呤核苷酸合成的总结：(三)嘧啶核苷酸的从头合成1.原子来源★2.合成部位：主要在肝细胞胞液中进行,3.合成特点：（1）先合成嘧啶环，再与PRPP连接；（2）先合成UMP，再转变成其他嘧啶核苷酸。（2）嘧

6、啶核苷酸从头合成的特点①合成所需要的酶系大多在胞液内，但二氢乳清酸脱氢酶位于线粒体内②合成从CO2和谷氨酰胺开始，经6步反应先合成出尿嘧啶核苷酸（UMP）。③由UMP出发再合成其它的嘧啶核苷酸。4.尿嘧啶核苷酸的合成过程（1）UMP的合成（2）CTP的合成（3）dTMP的合成氨基甲酰磷酸合成酶I、II的区别★CPSⅠCPSⅡ分布线粒体（肝脏)胞液(所有细胞)氮源NH3Gln别构激活剂N-乙酰谷氨酸无反馈抑制剂无UMP(哺乳类动物)功能尿素合成嘧啶合成5.嘧啶核苷酸从头合成的调节(1)正性调节:ATP---

7、磷酸核糖焦磷酸激酶PRPP---乳清酸磷酸核糖转移酶嘌呤和嘧啶核苷酸从头合成途径有共同的正性调节。保证嘌呤和嘧啶核苷酸合成速度的同步化，以便合成出等量的嘌呤和嘧啶核苷酸。(2）嘧啶核苷酸负性调节---合成产物的反馈抑制进行调节。主要集中在对4个关键酶的反馈抑制上A:氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ（CPSⅡ）由UMP反馈抑制。B:天冬氨酸转氨基甲酰酶(CAT)由UMP和CTP反馈抑制。C:乳清酸磷酸核糖转移酶（OPRT）由ADP和GDP反馈抑制。D:CTP合成酶(CTPS)，由CTP反馈抑制。CTP对天冬氨酸转氨酶的

8、反馈调节为变构调节,CTP浓度升高时，CTP与调节亚基结合使调节亚基和催化亚基变构，酶由活性态转为无活性态，实现反馈抑制调节。嘧啶核苷酸从头合成的调节(四)脱氧核糖核苷酸的合成脱氢一般通过核糖核苷酸还原酶★实现多在二磷酸核苷★的水平上发生　有些原核生物在三磷酸核苷水平进行核糖核苷酸的还原反应核糖核苷酸还原酶NADP+NADPH+H+硫氧还蛋白还原酶FADATP、Mg2+硫氧还蛋白（还原型）SHSH硫氧还蛋白（氧化型）SSOP-