核酸与核苷酸代谢ppt课件

核酸与核苷酸代谢,1,核酸,核苷酸,磷酸（P）,核苷,戊糖（R）,碱基（B）,复习：,2,核 糖 脱氧核糖,2,O,OH,H,HOCH,H,OH,H,1,2,3,4,5,H,H,戊糖：,3,嘌呤：,嘧啶：,腺嘌呤（A）,鸟嘌呤（ G）,胞嘧啶（C）,尿嘧啶（U）,胸腺嘧啶（T）,4,核苷酸：,磷酸脱氧胞苷（dCMP）,由磷酸、戊糖和碱基三种成分构成的化合物,5,第一节 核酸的消化和吸收,6,食物中核酸的消化,7,核苷酸(nucleotide)是构成核酸(nucleic acid)的基本单位，人体所需的核苷酸都是由机体自身合成的。食物中的核酸或核苷酸类物质基本上不能被人体利用。 在核酸类物质的水解产物中，只有磷酸和戊糖可被吸收利用。,8, 吸收 单核苷酸、核苷、P、R、B均可在小肠吸收。 单核苷酸、核苷吸收进入肠粘膜细胞后可再继续水解。 吸收后的去向 P、R可被机体利用 B很少利用、分解后排出。,吸收及吸收后的去向,9,核苷酸类物质在人体具有多方面的生理功用： 作为合成核酸的原料：如ATP，GTP，CTP，UTP用于合成RNA，dATP，dGTP，dCTP，dTTP用于合成DNA。 作为能量的贮存和供应形式：除ATP之外，还有GTP，UTP，CTP等。 参与代谢或生理活动的调节：如环核苷酸cAMP和cGMP作为激素的第二信使。,核苷酸类物质的生理功用,10, 参与构成酶的辅酶或辅基：如在NAD+，NADP+，FAD，FMN，CoA中均含有核苷酸的成分。 作为代谢中间物的载体：如用UDP携带糖基，用CDP携带胆碱，乙醇胺或甘油二酯，用腺苷携带蛋氨酸（形成SAM）等。,11,第二节 核酸的分解代谢,12,一、核酸的分解,核酸酶：能使核酸水解的磷酸二酯酶RNA酶：水解RNA的酶DNA酶：水解DNA的酶核酸内切酶：能水解核酸分子内部磷酸二酯键的酶核酸外切酶：能切割末端单核苷酸的酶。,13,核苷酸,核苷,核苷酸酶,Pi,核苷磷酸化酶,碱基,1-磷酸核糖,二、单核苷酸的分解,14,三、嘌呤的分解,嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷磷酸化酶的催化下分解生成嘌呤碱，最后在黄嘌呤氧化酶的作用下氧化生成尿酸(uric acid)，再经尿液排出体外。,15,嘌呤核苷酸的分解,尿酸,16,尿酸是嘌呤核苷酸在人体内分解代谢的终产物。正常人血浆中尿酸含量约为0.120.36mmol/L (26mg%)。尿酸水溶性较差，当血浆中尿酸含量超过8mg%时，即可形成尿酸盐晶体。,17,痛风症患者由于体内嘌呤核苷酸分解代谢异常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸钠晶体沉积于软骨、关节、软组织及肾，导致关节炎、尿路结石和肾疾病。临床上常用别嘌呤醇（allopurinol）治疗痛风症。,18,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,别嘌呤醇,痛风症的治疗机制,19,别嘌呤醇的分子结构与次黄嘌呤类似，可竞争性抑制黄嘌呤氧化酶的活性，从而减少体内尿酸的生成。同时，别嘌呤与PRPP(5-磷酸核糖-1-焦磷酸盐)反应生成的别嘌呤核苷酸，可反馈抑制嘌呤核苷酸从头合成途径的关键酶。,20,四、嘧啶的分解,嘧啶核苷酸可首先在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，产生的嘧啶碱可在体内进一步分解代谢。,21,嘧啶碱的降解过程主要在肝细胞中进行。不同类型的嘧啶碱，其分解代谢的途径和终产物不同。,22,胞嘧啶,NH3,尿嘧啶,二氢尿嘧啶,H2O,CO2 + NH3,-丙氨酸,胸腺嘧啶,-脲基异丁酸,-氨基异丁酸,H2O,丙二酸单酰CoA,乙酰CoA,TCA,肝,尿素,甲基丙二酸单酰CoA,琥珀酰CoA,TCA,还原,-脲基丙酸,糖异生,23,第三节 核苷酸的生物合成,24,一、嘌呤核苷酸的合成,从头合成途径(de novo synthesis pathway)补救合成途径(salvage pathway),25,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(de novo synthesis)。这一途径主要见于肝，其次为小肠和胸腺。 所有合成反应在胞液中进行。而脑、骨髓则无法进行此合成途径。,1、嘌呤核苷酸的从头合成：,26,嘌呤碱合成的元素来源,27,从头合成途径过程：,1. IMP的合成,2. AMP和GMP的合成,28,次黄嘌呤核苷酸（IMP）的合成,29,30,腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶,腺苷酸（AMP）与鸟苷酸（GMP）的合成,31, 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 先合成IMP再转化生成AMP、GMP。,嘌呤核苷酸从头合成特点,32,脑、骨髓等组织由于缺乏有关酶类，不能按照“从头合成”的途径合成嘌呤核苷酸，必须依靠从肝脏等运来的嘌呤和核苷合成嘌呤核苷酸，称为补救合成途径。这一途径可在大多数组织细胞中进行。,2、嘌呤核苷酸的补救合成：,33,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）,嘌呤核苷酸的补救合成过程,34,3、ATP和GTP的生成：,35,嘌呤核苷酸的相互转变,36,二、嘧啶核苷酸的合成,从头合成途径(de novo synthesis pathway)补救合成途径(salvage pathway),37,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。 该合成过程主要在肝细胞的胞液中进行。,（一）嘧啶核苷酸的从头合成：,38,嘧啶合成的元素来源,39, 尿苷酸的合成：在氨基甲酰磷酸合成酶的催化下，以Gln，CO2，ATP为原料合成氨基甲酰磷酸。,1. 从头合成途径的反应过程：,40,两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较,41,UMP的合成过程,42, 胞苷酸的合成：,43,嘧啶核苷酸从头合成特点,先合成嘧啶环，后与R-5-P结合。 先合成UMP、再转化生成CTP、dTMP等,44,尿嘧啶 + PRPP,UMP + PPi,尿嘧啶磷酸核糖转移酶,ATP,尿苷激酶Mg2+,UMP,尿嘧啶 + 1-磷酸核糖,尿苷磷酸化酶,尿嘧啶核苷 +Pi,（2）嘧啶核苷酸的补救合成：,45,三、脱氧核糖核苷酸的合成,46,核糖核苷酸的还原,47,脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）的合成,48,习题一. 单选题,解析：选D,1人类排泄的嘌呤分解代谢最终产物是A次黄嘌呤 B乳清酸 C尿素 D尿酸 E黄嘌呤,49,解析：选B,2. 下列物质中作为合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的共同原料是A天冬酰胺 B磷酸核糖 C甘氨酸 D蛋氨酸 E以上都不是,50,解析：选C,3生物体嘌呤核苷酸合成途径中首先合成的核苷酸是： AAMP BGMP CIMP DXMP,51,