药学-第12节-核苷酸.ppt

2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 第第 十二十二 章章 核酸与核苷酸代谢核酸与核苷酸代谢 Metabolism of nucleic acid and nucleotide 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 第一节第一节 核酸的消化与吸收核酸的消化与吸收 食物核蛋白食物核蛋白 蛋白质蛋白质 核酸（核酸（RNA及及DNA）胃酸胃酸 核苷酸核苷酸 胰核酸酶胰核酸酶 核苷核苷 磷酸磷酸 胰、肠核苷酸酶胰、肠核苷酸酶 碱基碱基 戊糖戊糖 核苷酶核苷酶 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶 碱基碱基 磷酸戊糖磷酸戊糖 磷酸酶磷酸酶 磷酸磷酸 戊糖戊糖 核酸的消化产物在小肠上部吸收后，由门静核酸的消化产物在小肠上部吸收后，由门静脉进入肝脏。脉进入肝脏。2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 核苷酸的生物功用核苷酸的生物功用 作为核酸合成的原料作为核酸合成的原料 体内能量的利用形式体内能量的利用形式 参与代谢和生理调节参与代谢和生理调节 组成辅酶组成辅酶 活化中间代谢物活化中间代谢物 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)AMP 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 第二节第二节 核酸的分解代谢核酸的分解代谢 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 核酸核酸 核苷酸核苷酸 核酸酶核酸酶 核酸内切酶核酸内切酶 核酸外切酶核酸外切酶 DNA酶酶(DNase)RNA酶酶(RNase)一般性核酸内切酶一般性核酸内切酶 限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 核苷酸酶核苷酸酶 磷酸磷酸 核苷核苷 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶 核苷水解酶核苷水解酶 碱基碱基 磷酸戊糖磷酸戊糖 碱基碱基 戊糖戊糖 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 嘌呤核苷酸的结构嘌呤核苷酸的结构 GMP AMP 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 嘧啶核苷酸的结构嘧啶核苷酸的结构 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 一、嘌呤核苷酸的分解代谢一、嘌呤核苷酸的分解代谢 核苷酸核苷酸 核苷核苷 核苷酸酶核苷酸酶 Pi 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶 碱基碱基 1 1-磷酸核糖磷酸核糖 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 嘌呤碱的最终嘌呤碱的最终 代谢产物代谢产物 AMPAMP GMPGMP H H （次黄嘌呤）（次黄嘌呤）G G 黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶 黄嘌呤黄嘌呤氧化酶氧化酶 （黄嘌呤）（黄嘌呤）2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 痛风症的治疗机制痛风症的治疗机制 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 别嘌呤醇别嘌呤醇 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 二、嘧啶核苷酸的分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢 嘧啶碱嘧啶碱 1-磷酸核糖磷酸核糖 嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸 核苷核苷 核苷酸酶核苷酸酶 PPi 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 胞嘧啶胞嘧啶 NH3 尿嘧啶尿嘧啶 二氢尿嘧啶二氢尿嘧啶 H2O CO2+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CoA TAC 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CoA TAC 糖异生糖异生 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 第三节第三节 核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢 从头合成途径从头合成途径 (de novo synthesis pathway)补救合成途径补救合成途径 (salvage synthesis pathway)2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖核糖、氨基酸氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料质为原料，经过一系列酶促反应经过一系列酶促反应，合成嘌呤核合成嘌呤核苷酸的途径苷酸的途径。肝肝是体内是体内从头合成嘌呤从头合成嘌呤核苷酸的主要器官核苷酸的主要器官，其次是其次是小肠小肠和和胸腺胸腺，而而脑脑、骨髓骨髓则无法进行此则无法进行此合成途径合成途径。（一）嘌呤核苷酸的从头合成（一）嘌呤核苷酸的从头合成 定义定义 合成部位合成部位 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 嘌呤碱合成的元素来源嘌呤碱合成的元素来源 CO2 天冬氨酸天冬氨酸 甲酰基甲酰基（一碳单位）（一碳单位）甘氨酸甘氨酸 甲酰基甲酰基（一碳单位）（一碳单位）谷氨酰胺谷氨酰胺（酰胺基）（酰胺基）2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 过程过程 1.IMP的合成的合成 2.AMP和和GMP的生成的生成 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 R-5-P（5-磷酸核糖）磷酸核糖）ATP AMP PRPP合成酶合成酶 PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、一在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下氨酸的逐步参与下 IMP AMP GMP H2N-1-R-5-P（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 酰胺转移酶酰胺转移酶 1.IMP的合成过程的合成过程 腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶脱氢酶 腺苷酸代琥珀酸裂解酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶合成酶 2、AMP和和GMP的生成的生成 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 AMP ADP ATP ADP ATP 激酶激酶 ADP ATP 激酶激酶 GMP GDP GTP ADP ATP 激酶激酶 ADP ATP 激酶激酶 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。IMP的合成需的合成需5个个ATP，6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ATP。嘌呤核苷酸从头合成嘌呤核苷酸从头合成特点特点 从头合成的调节从头合成的调节 R-5-P ATP PRPP合成酶合成酶 PRPP 酰胺转移酶酰胺转移酶 PRA IMP 腺苷酸代腺苷酸代 琥珀酸琥珀酸 AMP ADP ATP XMP GMP GDP GTP+_ _ _ _ _ IMP 腺苷酸代腺苷酸代 琥珀酸琥珀酸 XMP AMP ADP ATP GMP GDP GTP ATP GTP _ _+调节方式：调节方式：反馈调节反馈调节和和交叉调节交叉调节 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过经过简单的反应简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程合成嘌呤核苷酸的过程，称为称为补救合成补救合成（或重新利用或重新利用）途径途径。（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径 定义定义 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 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(adenosine kinase)参与补救合成的酶参与补救合成的酶 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 腺嘌呤腺嘌呤 +PRPP AMP+PPi APRT 次黄嘌呤次黄嘌呤 +PRPP IMP+PPi HGPRT 鸟嘌呤鸟嘌呤 +PRPP HGPRT GMP+PPi 合成过程合成过程 腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷 腺苷激酶腺苷激酶 ATP ADP AMP 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 补救合成的生理意义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补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。氨基酸的消耗。体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。进行补救合成。2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿（三）嘌呤核苷酸的相互转变（三）嘌呤核苷酸的相互转变 IMPIMP AMPAMP 腺苷酸代腺苷酸代 琥珀酸琥珀酸 XMPXMP GMPGMP NH3 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿（四）（四）脱氧核糖核苷酸的生成脱氧核糖核苷酸的生成 在核苷二磷酸水平上进行在核苷二磷酸水平上进行（N代表代表A、G、U、C等碱基）等碱基）2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 dNDP+ATP 激酶激酶 dNTP+ADP 二磷酸脱氧核苷二磷酸脱氧核苷 NDP dNDP 二磷酸核糖核苷二磷酸核糖核苷 NADP+NADPH+H+核糖核苷酸还原酶，核糖核苷酸还原酶，Mg2+还原型硫氧化还原型硫氧化还原蛋白还原蛋白-(SH)2 氧化型硫氧氧化型硫氧化还原蛋白化还原蛋白 S S 硫氧化还原蛋白还原酶硫氧化还原蛋白还原酶（FAD）2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿（五）（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物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、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。氨基酸或叶酸等的类似物。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 6-巯基嘌呤巯基嘌呤 6 6-巯基鸟嘌呤巯基鸟嘌呤 8 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 氨蝶呤氨蝶呤 氨甲蝶呤氨甲蝶呤等等 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 次黄嘌呤次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤巯基嘌呤(6-MP)6-巯基嘌呤巯基嘌呤的结构的结构 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）=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）PRPP PPi=AMP PRPP PPi=腺嘌呤（腺嘌呤（A）GMP=PRPP PPi 鸟嘌呤鸟嘌呤(G)6-MP 6-MP 6-MP 6-MP 6-MP 6-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 MTX MTX 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 从头合成途径从头合成途径 补救合成途径补救合成途径 二、嘧啶核苷酸的合成代谢二、嘧啶核苷酸的合成代谢 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿（一）嘧啶核苷酸的从头合成（一）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 嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖糖、氨基酸氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料质为原料，经过一系列酶促反应经过一系列酶促反应，合成嘧啶合成嘧啶核苷酸的途径核苷酸的途径。定义定义 合成部位合成部位 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 嘧啶合成的元素来源嘧啶合成的元素来源 氨基甲氨基甲 酰磷酸酰磷酸 天冬氨酸天冬氨酸 2008年5月 药学、中药学与药剂专业（第六版）讲稿 合成过程合成过程 1.尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的合成