生物化学核酸代谢与蛋白质生物合成

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1、第十一章核酸代谢与蛋白质生物合成(1)核苷酸代谢核苷酸的消化与吸收概述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磷酸化酶核苷酸的生物学功用作为核酸合成的原料作为体内能量贮存和利用的形式：ATP,GTP,CTP,UTP参与代谢和生理调节:cAMP,cGMP构成辅酶：NAD+,NADP+,FAD,FMN,CoA中均含有核苷酸的成分作为中间代谢物的载体，活化中间代谢物：SAM嘌呤核苷酸的代谢MetabolismofPurineNucleotides嘌呤核苷酸的结构GMPAM

2、P一、嘌呤核苷酸的合成代谢从头合成途径denovosynthesispathway补救合成途径salvagesynthesispathway(一)嘌呤核苷酸的从头合成定义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。合成部位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。嘌呤碱合成的元素来源CO2Asp甲酰基（一碳单位）Gly甲炔基（一碳单位）Gln（酰胺基）过程次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成AM

3、P和GMP的生成R-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）在Gln、Gly、一碳单位、CO2及Asp的逐步参与下IMPAMPGMPH2N-1-R-5´-P（5´-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶IMP的合成次黄嘌呤核苷酸的合成途径裂解酶腺苷酸代琥珀酸合成酶IMP脱氢酶GMP合成酶IMP天冬氨酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸AMPXMPGMPAMP和GMP的生成谷氨酰胺谷氨酸AMPADPATP激酶激酶GMPGDPGTP激酶激酶ADPATPADPATPADPATPADPATP嘌

4、呤核苷酸从头合成特点嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。AMP或GMP的合成又需1个ATP。嘌呤核苷酸从头合成的调节主要通过产物的负反馈调节2个长反馈R-5-PATPPRPP合成酶PRPP酰胺转移酶PRAIMPAMPS→AMP→ADP→ATPXMP→GMP→GDP→GTP－－－－－IMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPGDPGTPAMPADPATPATPGTP2个短反馈(二)嘌呤核苷酸的补救合成途径定义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

5、合成(或重新利用)途径。①②参与补救合成的酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶APRT次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶HGPRT腺苷激酶adenosinekinase合成过程(1)利用嘌呤碱PRPP嘌呤核苷酸嘌呤嘌呤腺嘌呤+PRPPAMP+PPiAPRT次黄嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鸟嘌呤+PRPPHGPRTGMP+PPi(2)利用嘌呤核苷腺嘌呤核苷AMP腺苷激酶ATPADP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。莱－尼综合征Lesch-Nyhan

6、syndrome由于HGPRT缺乏所致，特征为身体与精神发育迟缓、有咬指咬唇的强迫性自残行为和舞蹈手足徐动症等。(三)嘌呤核苷酸的相互转变IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脱氨酶鸟苷酸还原酶NADP++NH3NADPH+H+(四)脱氧核糖核苷酸的生成反应在核苷二磷酸水平上进行(N代表A、G、U、C等碱基)二磷酸脱氧核苷NDPdNDP二磷酸核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸还原酶，Mg2+还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化还原蛋白SS硫氧化还原蛋白还原酶(FAD)①dNDP+ATP激酶d

7、NTP+ADP②(五)嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物嘌呤类似物氨基酸类似物叶酸类似物6-巯基嘌呤氮杂丝氨酸氨蝶呤6-巯基鸟嘌呤氨甲蝶呤等8-氮杂鸟嘌呤等次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)6-巯基嘌呤的结构①6-MP②MTX③氮杂丝氨酸AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（A）GMP==PRPPPPi鸟嘌呤(G)①①③①5-氨基异咪唑-4-甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黄嘌呤（H）PRPPPPi=①①②甲酰甘氨酰胺核苷酸P

8、RPP谷氨酰胺=PRA甘氨酰胺核苷酸==甲酰甘氨脒核苷酸②③①③二、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-磷酸核糖嘌呤碱的最终代谢产物AMPGMPH(次黄嘌呤)GX(黄嘌呤)黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶IMP尿酸与痛风症嘌呤核苷酸分解代谢的终产物尿酸经肾脏排泄，但尿酸溶解性较差，易形成尿酸钠晶体(>0.48mmol/L)，沉