第八章核苷酸代谢 - 图文

第八章 核苷酸代谢 Nucleotide Metabolism

目的要求

一、掌握：嘌呤和嘧啶核苷酸从头合成的要点、原料及能源。补救合成概念。De nove synthesis of purine and pyrimidine nucleotide; salvage synthesis.

二、熟悉：核苷酸补救合成反应。抗代谢物的概念。嘌呤和嘧啶核苷酸的分解。尿酸与痛风症。Salvage synthesis of nucleotide. antimetabolite; decomposition of purine and pyrimidine nucleotide; uric acid and gout.

三、了解：核苷酸合成的调节。Regulation of ribonucleotide synthesis. 教学内容

一、嘌呤核苷酸代谢(metabolism of purine nucleotide)：从头合成途径的概念(de novo

synthesis)、原料和要点，IMP生成及其转变成AMP和GMP的反应，从头合成的调

节；脱氧核苷酸的生成；补救合成反应(salvage synthesis)简介；嘌呤核苷酸的抗代谢物(antimetabolite of purine nucleotide)；嘌呤核苷酸的分解代谢(catabolite repression of

purine nucleotide)；尿酸生成，痛风症简介(uricopoiesis and gout)。

二、嘧啶核苷酸代谢：从头合成途径要点，UMP生成，UMP转变成CTP，TMP的生成，从头合成的调节；补救合成反应简介；嘧啶核苷酸的抗代谢物；嘧啶核苷酸的分解代谢简介。main points of de novo synthesis; salvage synthesis; antimetabolite. 学时安排 4学时

核苷酸是组成核酸的单位，此外尚具有其他功能。与组成蛋白质的氨基酸不同，无论是核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸主要都是在体内利用一些简单原料从头合成的，所以本章的重点是介绍核苷酸的合成代谢。核苷酸不是营养必需物质。食物中的核酸多以核蛋白的形式存在，核蛋白经胃酸作用，分解成蛋白质和核酸（RNA和DNA）。核酸经核酸酶、核苷酸酶及核苷酶的作用，可逐级水解成核苷酸、核苷、戊糖、磷酸和碱基。这些产物均可被吸收，磷酸和戊糖可再被利用，碱基除小部分可再被利用外，大部分均可被分解而排出体外。

Nucleoside: A compound consisting of a purine or pyrimidine base covalently linked to a pentose.

Nucleotide: A nucleoside with one or more phosphate groups linked via an ester bond to the sugar moiety. DNA and RNA are polymers of nucleotides. Nucleotides are basic subunits of nucleic acids they carry genetic information. They are also the primary carriers of chemical energy in cells, structural components of many enzyme cofactors, and cellular second messengers. A nucleotide consists of a nitrogenous base (purine or pyrimidine), a pentose sugar, and one or more phosphate groups. 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；活化中间代谢物。

Nucleotides play a very important role in organism. They are raw materials of synthesizing nuclear acid and energy-rich compounds that drive metabolic processes in all cells. They also serve as chemical signals, key links in cellular systems that respond to hormones and other extracellular stimuli, and are structural components of a number of enzyme cofactors and metabolic intermediates.

第一节嘌呤核苷酸的合成代谢（Metabolism of Purine Nucleotides） 体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径。第一，由简单的化合物合成嘌呤环的途径，称从头合成（de novo synthesis）途径。第二，利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸，称为补救合成（或重新利用）（salvage pathway）途径。肝细胞及多数细胞以从头合成为主，而脑组织和骨髓则以补救合成为主。

从头合成途径 (de novo synthesis pathway) ? 补救合成途径 (salvage synthesis pathway)

?

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

?

CO2

甘氨酸

天冬氨酸 甲酰基 （一碳单位）

谷氨酰胺 （酰胺基）

甲酰基 （一碳单位）

?

过程

1. IMP的合成

2. AMP和GMP的生成

1. IMP的合成过程

2、AMP和GMP的生成

①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶 ②腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ④GMP合成酶

IMP（次黄嘌呤核苷酸）: The de novo pathway for purine nucleotide sythesis leading to IMP consists of eleven metabolic steps. It is common precursor for AMP and GMP.

De novo synthesis: Pathway for synthesis of a nucleotide, from simple precursors; as distinct from a salvage pathway. 嘌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。

?

从头合成的调节：调节方式：反馈调节和交叉调节 （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，称为补救合成（或重新利用）途径。

? 参与补救合成的酶：腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT)；次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT)；腺苷激酶(adenosine kinase)

?

? 合成过程

APRT

腺嘌呤 + PRPP AMP + PPi

次黄嘌呤

+ PRPP HGPRT

IMP

+ PPi

鸟嘌呤 + PRPP 腺嘌呤核苷

HGPRT 腺苷激ATP

ADP

GMP + PPi AMP

Salvage pathway: Synthesis of a nucleotide, from intermediates in the degradative pathway for the nucleotide; a recycling pathway, as distinct from a de novo pathway. 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。