核苷酸的合成分解68926
核苷酸代谢

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:Asp Gly Gln CO2 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
药物名称 正常代谢物 治疗的疾病 主要作用的酶 作用的代谢途
别嘌呤醇(APO) 黄嘌呤、乌嘌呤、次黄嘌呤 黄嘌呤氧化酶 痛风 黄嘌呤氧化酶 嘌呤核苷酸分解
药物名称
正常代谢物 治疗的疾病 主要作用的酶 作用的代谢途径
利巴韦林(病毒唑),5-氮基咪唑4-羧酸核苷酸 5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸 广谱抗病毒药①呼吸道合胞病毒②流感 病毒③甲肝病毒④腺病毒等 5-磷酸核糖-5-氨基咪唑-4-N-琥珀基甲 酰胺合成酶( SAICARS) 嘌呤核苷酸合成
氮杂硫嘌呤(azathiopurine,AZTP)
别嘌呤醇(allopurinol,APO)等
嘌呤核苷酸的代谢类似物
3.嘧啶核苷酸代谢类似物
5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU) 5-碘-2-脱氧尿嘧啶 5-iodo-2-deoxyuridine,5-IDU 6-氮杂尿嘧啶(6-azauridine,6-AU)
2.嘧啶核苷酸代谢障碍 先天性乳清 乳清酸磷酸 酸尿症 核糖转移酶 乳清酸核苷酸 脱羧酶
遗传缺陷 遗传缺陷
一些抗代谢药物的功能
药物名称 正常代谢物 治疗的疾病
6-巯基嘌呤(6MP) 嘌呤核苷酸 ①白血病②自身免疫性病③妊娠滋养 细胞肿瘤等 主要作用的酶 ①IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸合成酶 作用的代谢途径 嘌呤核核苷酸合成
嘧啶核苷酸 从头合成的调节
12.4+核苷酸的分解代谢 (1)

CTP合成
• UMP UTP CTP
CMP、CDP可由CTP水解生成,但不能直接合成 CMP、CDP可由CTP水解生成,但不能直接合成
17
(四) 嘧啶核苷酸 的补救合成
18
(五)脱氧核苷酸 的合成 脱氧核苷酸(包括嘌呤脱氧核苷酸和嘧啶脱氧核苷酸) 脱氧核苷酸(包括嘌呤脱氧核苷酸和嘧啶脱氧核苷酸) 是由相应的核苷酸通过还原其核糖上2位羟基生成的。 是由相应的核苷酸通过还原其核糖上2位羟基生成的。 NDP
核糖核苷酸还原酶
NDP TDP
dNDP dTDP
20
Thanks! Thanks! Merry Christmas & happy new year!
IMP出发再合成 出ຫໍສະໝຸດ 再合成腺 ③从IMP出发再合成腺 嘌呤核苷酸(AMP) 嘌呤核苷酸(AMP) 和鸟嘌呤核苷酸 (GMP)。 GMP)
10
腺苷酸激酶
AMP
ATP
ADP
ADP
腺苷酸激酶 ATP ADP
ATP
鸟苷酸激酶
GMP
ATP
GDP
ADP
鸟苷酸激酶 ATP ADP
GTP
在激酶的作用下, ATP为磷酸供体 AMP和 为磷酸供体, ④在激酶的作用下,以ATP为磷酸供体, AMP和GMP 经过两步磷酸化反应,分别生成ATP和GTP。 经过两步磷酸化反应,分别生成ATP和GTP。 ATP
12.4
核苷酸的分解代谢
核苷酸的降解 嘌呤的降解 嘧啶的降解
5.1 核酸的种类和分布
核酸 Nucleic Acid (Polynucleotide chain) 核苷酸 Nucleotide
磷酸 Phosphate
生物化学 核苷酸代谢与核酸合成

合成核酸 需要的物质
核苷酸在细胞内的合成有两条基本途径:
从头合成途径 补救作用
(一)嘌呤核苷酸的从头合成
生物体合成嘌呤环的前体有以下5种: √ 碳氢盐或CO2、甲酸盐、Gln、Asp、Gly。
生物体不是先合成嘌呤碱基,再与核糖和磷酸结 合成核苷酸。 而是从5-P-核糖焦磷酸(5-PRPP)开始,经过一 系列酶促反应,生成次黄嘌呤核苷酸,然后再转 变为其他嘌呤核苷酸。
RNA指导的DNA合成 Reverse transcription 1970年Temin和Baltimore,同时分别从致癌RNA病 毒中发现反转录酶。 反转录酶以RNA为模板,合成与RNA互补的DNA (cDNA)。
二 RNA的生物合成
(一) 转录 transcription
DNA指导下的RNA合成。DNA分子中的遗传信息 转移到RNA分子中的过程。 转录产物:mRNA、rRNA、tRNA及小RNA。
主要差别
多起点复制,复制子小而多; 复制叉移动速度慢,但复制速度快; 冈崎片段为100-200nt; DNA聚合酶α 、β 、γ 、δ 、ε 、θ 、λ 、μ 等; 复制周期不可重叠; 复制时末端会缩短,需要端粒酶解决线形DNA末端 复制问题。
(二)DNA的损伤和修复
1 DNA损伤的产生
DNA复制时的碱基错误配对。 一些物理化学因素如紫外线、电离辐射和化学诱 变剂等,能使DNA受到损伤。 细胞具有一系列机制,能在一定条件下使DNA的 损伤得到修复。
promotor +1 转录起始位点
转录区
(4) 转录过程
/show/c8gMgGQ-XF_m2nF5.html 起始: RNA聚合酶(全酶)与DNA上的启动子结合 RNA聚合酶向下游移动,到特定位置开始解链, 形成转录泡 转录起点加入第一个核苷酸
10 核苷酸的分解和合成代谢

核苷酸代谢LOGO目录1核苷酸的生物合成2核苷酸的分解代谢3核苷酸的异常代谢核苷酸的主要生理功能l合成 DNA、RNA 的原料。
l生物体的直接供能物质:主要为 ATPl某些核苷酸的衍生物是多种生物合成过程的活性中间物质: UDP-葡萄糖,CDP-甘油二酯等。
l环核苷酸 cAMP 与 cGMP 作为信息分子。
l AMP是某些辅酶(NAD+、NADP+、FAD、辅酶A)的组成成分。
核苷酸的代谢动态核苷酸食物核酸生物合成组织核酸NTP 组织核酸某些辅酶 活性中间物质cAMP 与 cGMP核苷酸的生物合成l从头合成(de novo synthesis)途径:利用简单物质为原料,经过一系列酶促反应(复杂过程),合成核苷酸。
l补救合成(或重新利用,salvage pathway)途径:利用体内游离的碱基或核苷(现成原料),经过比较简单的反应过程,合成核苷酸。
核苷酸的从头合成途径l嘌呤类在磷酸核糖焦磷酸PRPP (核糖-5-P的活化态)的基础上逐步构建嘌呤环(次黄嘌呤核苷酸IMP)。
l嘧啶类则是先形成尿嘧啶后再与PRPP连接。
从头合成可分为两个阶段:l先形成IMPl再转化为AMP和GMP 来自磷酸戊糖途径嘌呤核苷酸从头合成途径5-磷酸核糖焦磷酸的合成l IMP合成的直接起始物是PRPP (构建载体)嘌呤环合成元素来源 (同位素标记)l 尿酸是首个被发现的嘌呤化合物(Karl Scheele等,1776年,尿液和肾结石)l John Buchanan等在1950s以碳、氮同位素标记化合物饲喂鸽子,并通过分离及降解其排泄的尿酸以追踪这些同位素在嘌呤环中的分布。
甲酸盐由N 10-甲酰四氢叶酸提供合成原料:天谷甘碳碳1:从头合成途径从头合成是体内嘌呤核苷酸合成的主要途径l原料:磷酸核糖、氨基酸(甘氨酸、天冬氨酸、谷 氨酰胺)、CO2 及一碳单位l部位:胞液Step1IMP合成(11步反应)① 在谷氨酰胺 - 磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶的作用下,由 1st 个 Gln 以 -NH2 形式引入N9,连接在核糖的 C1 位上;l脱下 PP i之后的核糖衍生物由 α-构型转变为 β-构型;l5-磷酸核糖胺很不稳定, pH 7.5 时的半衰期仅为30s。
最新第八章核苷酸的生物合成-精品课件

乙醛酸循环→TCA
第三页,编辑于星期一:点 十三分。
二 嘌呤和嘧啶的分解
(一)嘌呤的分解
嘌呤代谢的终产物
尿酸
灵长类,短毛狗,鸟类、爬虫类、软体动物、海 鞘类、昆虫
尿囊素
尿囊酸
尿素
氨
哺乳动物(灵长类除外)、腹足类 硬骨鱼 大多数鱼类、两栖类、淡水瓣鳃类
甲壳类、咸水瓣鳃类
鸟嘌呤/黄嘌呤 蜘蛛、猪
第四页,编辑于星期一:点 十三分。
•过程
1. IMP的合成 2. AMP和GMP的生成
第十四页,编辑于星期一:点 十三分。
PP-1-R-5-P
(磷酸核糖焦磷酸)
AMP ATP PRPP合成酶
R-5-P
(5-磷酸核糖)
谷氨酰胺 酰胺转移酶
谷氨酸
H2N-1-R-5´-P
(5´-磷酸核糖胺)
IMP
在谷氨酰胺、甘氨酸、一 碳单位、二氧化碳及天冬 氨酸的逐步参与下
脱氧胸苷一磷酸
dTMP
第三十一页,编辑于星期一:点 十三分。
•从头合成的调节
- ATP + CO2+ 谷氨酰胺
氨基甲酰磷酸
天冬氨酸 -
氨基甲酸天冬氨酸
UMP
PRPP
- 嘌呤核苷酸
ATP + 5-磷酸核糖
于星期一:点 十三分。
第三十三页,编辑于星期一:点 十三分。
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)
核苷酸的合成分解课件

起始因子
翻译起始阶段需要多种起始因子 参与,如eIF1、eIF2等,它们可 以促进翻译起始复合物的形成。
终止因子
翻译终止阶段需要多种终止因子 参与,如eRF1、eRF3等,它们可 以识别并水解翻译终止密码子, 从而终止翻译过程。
06
CATALOGUE
核苷酸代谢异常与疾病
嘌呤核苷酸代谢异常与痛风症
应生成。
03
脱氧核苷酸的种类
脱氧核苷酸包括腺嘌呤脱氧核苷酸(dAMP)、鸟嘌呤脱氧核苷酸(
dGMP)、胞嘧啶脱氧核苷酸(dCMP)和尿嘧啶脱氧核苷酸(dUMP
)。
核糖核苷酸的合成
核糖的形成
核糖是核糖核苷酸的重要组成成分,可以通过糖苷酸的合成途径
核糖核苷酸主要通过核糖与碱基合成核糖核苷,再经过酶 促合成反应生成。
详细描述
核苷酸代谢异常可能影响神经细胞的发育和 功能,导致神经系统疾病的发生。此外,核 苷酸代谢异常也可能影响免疫系统的正常功 能,导致免疫系统疾病的发展。
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核苷酸的合成分 解课件
目 录
• 核苷酸简介 • 核苷酸的合成 • 核苷酸的分解代谢 • 核苷酸代谢与能量生成 • 核苷酸代谢的调节 • 核苷酸代谢异常与疾病
01
CATALOGUE
核苷酸简介
核苷酸的组成
核苷酸由磷酸、戊糖 和碱基组成。
碱基分为嘌呤和嘧啶 ,与戊糖通过糖苷键 连接。
戊糖分为核糖和脱氧 核糖,分别构成RNA 和DNA。
核苷酸代谢与GTP生成
总结词
核苷酸通过氧化磷酸化作用生成GTP,其中IMP是GMP和GDP的活化形式。
详细描述
在核苷酸代谢过程中,GTP的生成主要通过氧化磷酸化作用。首先,IMP被活化 成GMP和GDP,这个过程需要鸟苷酸激酶的催化。然后,GMP和GDP在鸟苷 酸环化酶的作用下生成GTP。GTP是能量载体,可以用于合成ATP。
第九章 核酸降解与核苷酸代谢

三、核苷酸的合成
从头合成途径 补救合成途径
利用磷酸核糖、AA头合成 嘌呤原料:
特点: 从PRPP开始, 在PRPP上添加原 料合成嘌呤。首 先合成IMP,进而 合成AMP和GMP。
PRPP:5-P-核糖-1-焦磷酸
(5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸)PRPP合成酶 (5-磷酸核糖)
第九章 核酸降解与核苷酸代谢
核酸的分解 核苷酸的降解 核苷酸的合成
一、核酸降解
核酸(RNA及DNA)
核酸酶
核苷酸
核苷酸酶
核苷
碱基
核苷或磷酸化酶
磷酸
戊糖或1-P戊糖
二、核苷酸的降解
1. 嘌呤—尿酸—尿囊素—尿囊酸—尿素—NH3
(人、灵长类 鸟、爬) (植物)
2.尿嘧啶——NH3+CO2+β -丙氨酸 胸腺嘧啶——NH3+CO2+β -氨基异丁酸
PRPP
AMP ATP
R-5-P
酰胺转移酶
谷氨酰胺
谷氨酸
在谷氨酰胺、甘氨酸、一 碳单位、二氧化碳及天冬 氨酸的逐步参与下
(5´-磷酸核糖胺)
H2N-1-R-5´-P
AMP
IMP GMP
(二)嘧啶核苷酸的从头合成
嘧啶原料: 特点: 先闭合形成含 有嘧啶环的乳清 酸,然后与PRPP 分子结合生成UMP ,CMP。
18-核苷酸的代谢和生物合成

酶:甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶
(glycinamide ribotide transformylase)
结果:生成C8
23
二、核苷酸的生物合成
24
二、核苷酸的生物合成
为什么说C8是由甲酸盐供给的?
传递一碳单位的辅酶
甲酸
酶 ATP
四氢叶酸 甲酰基
N10-甲酰
甘氨酰胺 核苷酸
四氢叶酸
25
二、核苷酸的生物合成
痛风:由于体内嘌呤代谢紊乱引致尿酸 过多(血尿酸含量 > 7mg%) 药物:别嘌呤醇
机理:抑制黄嘌呤氧化酶,使得黄嘌呤 和次黄嘌呤不能氧化成尿酸,血 尿酸含量降低
8
一、核酸和核苷酸的分解代谢
其它哺乳类动物以尿囊素作为嘌呤 代谢的排泄物
尿酸 + 2H2O + O2
尿酸氧化酶
尿囊素 + CO2 + H2O2
(phosphoribosyl pyrophosphokinase)
次黄嘌呤核苷酸(I)的合成共有十步反应
第一阶段:形成嘌呤碱基的咪唑环 第二阶段:完成嘌呤环形成次黄嘌呤核苷酸
18
二、核苷酸的生物合成
第一阶段:形成嘌呤碱基的咪唑环
第一步:形成5-磷酸核糖胺
5-PRPP + Gln + H2O 转酰胺酶 5-磷酸核糖胺+ Glu + PPi
31
二、核苷酸的生物合成
第七步:形成5-氨基咪唑- 4- (N-琥珀基) 氨甲酰核苷酸
5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸 +天冬氨酸 合成酶 ATP 5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酰)氨甲酰核苷酸
酶:氨基咪唑琥珀基氨甲酰核苷酸合成酶
(5-aminoimidazole-4-(N-succino)-carbo xamide ribotide synthetase)
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Pi
NH3
鸟嘌呤
黄嘌呤
黄嘌呤 氧化酶
痛风症
尿酸
AMP
Pi
NH3
次黄嘌呤
(-)
别 嘌
呤
醇
次黄嘌呤和别嘌呤醇
别嘌呤醇通过竞 争性抑制黄嘌呤 氧化酶而抑制尿 酸的生成
别嘌呤醇 次黄嘌呤
二、嘧啶核苷酸的分解代谢
NH3 尿嘧啶←胞嘧啶
胸腺嘧啶
β-脲基丙酸
β-脲基异丁酸
β-丙氨酸
β-氨基异丁酸
第三节 核苷酸的抗代谢物
E. 小肠
2.下列原料在嘌呤碱和嘧啶碱合成中均需要
A.C02 C. Gln
B. Asp D. “ ~C ”
E. Gly
3. 需要PRPP提供R-5-P的途径是
A. 嘌呤核苷酸的从头合成
B. 嘌呤核苷酸的补救合成
C. 嘧啶核苷酸的从头合成
D. 嘧啶核苷酸的补救合成
E. 以上途径都需要
4. 核苷酸的脱氧还原是发生在下列水平上
第一节 核苷酸的合成代谢
两条合成途径
1.从头合成途径(肝、胸腺):
R-5-P
aa “-C” CO2
(一系列酶促反应)
核苷酸
2 .补救合成途径(脑、骨髓):
嘌呤或嘧啶碱 + R-5-P
核苷酸
磷酸核糖焦磷酸(PRPP)
一、嘌呤核苷酸的从头合成
合成特点:
一碳单位、 CO2、谷氨酰 胺、甘氨酸、天冬氨酸
核苷酸的合成分解68926
膳
蛋白质
食
核
蛋
核酸
白 DNA、RNA
核酸的消化吸收
单核苷酸
磷酸
核苷
戊糖
碱基
核糖 (R)
脱氧核糖 嘌呤碱 嘧啶碱 (dR) (A、G) (C、U、T)
核苷酸的功能
1. d NTP是合成DNA的原料 2. NTP是合成RNA的原料 3. UTP、CTP 、 GTP分别参与Gn、磷脂和Pr合成 4. ATP直接供能者 5. AMP参与合成多种辅酶: CoA、FAD、NAD+、NADP+ 6. cAMP、cGMP作为激素的第二信使
R-5-P → PRPP
嘌呤环 的原料
IMP
在PRPP的基础上各原料逐步合成嘌呤核苷酸
嘌呤核苷酸合成的基本过程
R-5-P
各种嘌呤环原料*
PRPP
IMP
AMP GMP
二、嘧啶核苷酸的从头合成
合成特点:
天冬氨酸 谷氨酰胺 CO2
PRPP
嘧啶环
UMP
先合成嘧啶环,再与PRPP作用生成UMP
嘧啶环合成的原料
*6-MP和Azas的抑制作用
(补救合成途径)
(从头合成途径)
AMP PRPP A
(-)
R-5-P
PRPP
IMP
(-)
6-MP
(-)
Gln
XMP
GMP
G
(-)
PRPP
Azas
二、嘧啶核苷酸抗代谢物
1. 嘧啶类似物 5-氟尿嘧啶(5-FU)
2. 叶酸类似物 氨基喋呤、氨甲喋呤
5-FU和氨基喋呤的抑制作用
抗代谢物作用原理
抗代谢物
竞争性抑制
正常代谢物
酶
阻断核酸、蛋白质合成
一、嘌呤核苷酸的抗代谢物
1. 嘌呤类似物 6-巯基嘌呤(6MP)、6-巯基鸟嘌呤、 8-氮杂鸟嘌呤等 其中6MP结构类似于次黄嘌呤
2. 氨基酸类似物 氮杂丝氨酸(Azas)、6-重氮-5-氧正亮氨酸等 其中Azas结构类似于谷氨酰胺
5-FU dUMP
5-FdUMP
(-)
dTMP合成酶
dTMP
N5, N10-CH2-FH4
FH2
FH2还原酶
-( )
氨基喋呤
核苷类似物
阿糖胞苷(Ara-C)
Ara-C
-( )
CDP
dCDP
dCTP
《核苷酸代谢》课堂练习
1. 补救合成途径主要在下列组织中进行
A. 肝组织
B. 胸腺
C.脑组织
D.骨髓组织
NTP
N: 代表 A、 G、C、U 作为合成RNA的原料
五、脱氧核苷酸的合成
脱氧核糖核苷酸由核糖核 苷酸的二磷酸核苷水平上 还原生成
dTTP dTMP dUMP
NDP
NADPH+H+
NADP+ H2O
DNA合成原料
dNTP
dNDP
(A、G、C)
第二节 核苷酸的分解代谢
一、嘌呤核苷酸的分解代谢
GMP
FH2
dTMP
三、核苷酸的补救合成
嘌呤磷酸 核糖转移酶
A / G / I + PRPP
AMP / GMP / IMP
嘧啶磷酸
核糖转移酶
嘧啶碱 + PRPP
嘧啶核苷酸
嘧啶核苷
嘧啶核苷 + ATP
激酶
嘧啶核苷酸 + ADP
*正常肝组织胸苷激酶活性很低
四、三磷酸核苷的生成
NM P ATP NDP
ATP
谷氨酰胺
天
氨基甲酰磷酸
冬
CO2
氨 酸
嘧啶核苷酸合成的基本过程
天冬氨酸 谷氨酰胺 CO2
PRPP
② CTP
嘧啶环
UMP
①
③ dTMP
UMP——尿苷酸(一磷酸尿苷) CTP——三磷酸胞苷 dTMP——脱氧胸苷酸(一磷酸脱氧胸苷)
1、UMP的合成
(氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ)
CPS-Ⅱ
谷氨酰胺 + CO2
氨基甲酰磷酸 + 谷氨酸
A. 一磷酸核苷
B. 二磷酸核苷
C. 三磷酸核苷
D. 核苷
D. E. 核糖
5. dTMP的5C-CH3来自
A. N5,N10-CH2-FH4提供
B. N5-CH3. FH4提供
B. C. N5,N10-CH-FH4提供
C. N5, -CHO. FH4提供
C. E. N5,N10-CH2-FH4提供
2ATP 2ADP+Pi
CO2+谷氨酰胺
氨基甲酰磷酸 天冬氨酸
乳清酸核苷酸 OMP
Pi
PRPP 乳清酸
氨甲酰天冬氨酸
H2O 二氢乳清酸
CO2 尿嘧啶核苷酸(UMP)
2、CTP的合成
ATP
UMP
ATP
UDP
UTP
CTP
谷氨酸
谷氨酰胺
3、dTMP的合成
dUDP
还原
UDP
UMP
dUMP
N5,N10-甲烯基 FH4
6. 人体内嘌呤碱分解终产物为
A. 次黄嘌呤
B. 黄嘌呤
C. 尿酸
D. 腺嘌呤
E. 鸟嘌呤
7. 6MP可从下列环节抑制嘌呤核苷酸的合成
A. IMP → AMP
B. IMP → XMP
C. XMP → GMP
D. A + PRPP → AMP
D. E. G + PRPP → GMP
汇报结束
谢谢大家! 请各位批评指正