核苷酸代谢Nucleotidemetabolism实用教案

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1、核苷酸的生物(shngw)功能 核酸合成的原料synthesis materials for nucleic acid 能量Nucleotides Carry Chemical Energy in Cells 代谢(dixi)生理调节Some Nucleotides Are Intermediates in Cellular Communication 组成辅酶Nucleotides Are Components of Many Enzyme Cofactors 活化中间代谢(dixi)物 UDPG第1页/共53页第一页，共54页。Energy in Nucleotides第2页/共53页第二

2、页，共54页。 The phosphate ester and phosphoric acid anhydride bonds of ATP. Hydrolysis of an anhydride bond yields more energy than hydrolysis of the ester. A carbon anhydride and ester are shown for comparison 磷酸酐(sungn)第3页/共53页第三页，共54页。环化核苷酸环化核苷酸cAMPcGMP第4页/共53页第四页，共54页。Intermediates in Cellular Commu

3、nication 细胞内第二信使 ppGpp 是细菌内在氨基酸缺乏时抑制(yzh)rRNA和tRNA合成的信使。第5页/共53页第五页，共54页。For protein modification 单聚单聚ADP-ADP-核糖或多聚核糖或多聚ADP-ADP-核糖对蛋白质的修饰，核糖对蛋白质的修饰， 如白喉毒素常常催化受体蛋白质加上单个如白喉毒素常常催化受体蛋白质加上单个ADP-ADP-核糖，核糖， 白喉毒素活化白喉毒素活化(huhu)(huhu)的受体使的受体使NADNAD上的腺苷二磷酸集团转移到上的腺苷二磷酸集团转移到eEF-2eEF-2上，失活。上，失活。第6页/共53页第六页，共54页。第

4、7页/共53页第七页，共54页。单核苷酸嘌呤(piolng)核苷酸 嘧啶核苷酸第8页/共53页第八页，共54页。核苷酸合成(hchng)代谢第9页/共53页第九页，共54页。Metabolism of purine nucleotides De novo synthesis liver Anabolism Salvage pathway brain,bone marrow 第10页/共53页第十页，共54页。先合成(hchng)次黄嘌呤核苷酸(IMP)；IMP再转化变成腺嘌呤核苷酸(AMP)与鸟嘌呤核苷酸(GMP)；ATP,GTP的合成(hchng)。第11页/共53页第十一页，共54页。嘌呤

5、(piolng)的元素来源天冬氨酸谷氨酰胺甲酰基甲酰基第12页/共53页第十二页，共54页。IMP的合成(hchng) 1PRPP合成酶磷酸(ln sun)核糖焦磷酸(ln sun)第13页/共53页第十三页，共54页。IMP的合成(hchng) 21-氨基(nj)-5-磷酸核苷酰胺转移酶第14页/共53页第十四页，共54页。IMP的合成(hchng) 2-5甘氨酸甲炔FH4谷氨酰胺GAR合成酶转甲酰基酶转酰胺酶转酰胺酶AIR合成酶Stage 1Formation of 5-aminoimidazole ribonucleotide from PRPP2. Addition of glycin

6、e3. Formylation 4. Adding of amino group from Gln.5. Imidazole ring closure. 第15页/共53页第十五页，共54页。IMP的合成(hchng) 6-10环水解酶Second stage of purine biosynthesis:Formation of inosinate from 5-aminoimidazole ribonucleotide6. Carboxylation7.Addition of aspartate8.Eliminaton fumarate(leaving the amino group)9.

7、Formylation by N10-formylterahydrofolate10.Dehydration and ring closure第16页/共53页第十六页，共54页。第17页/共53页第十七页，共54页。嘌呤(piolng)核苷酸从头合成特点 是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤(piolng)核苷酸，而不是首先单独合成嘌呤(piolng)碱后再与磷酸核糖结合的。 即一开始就沿着合成核苷酸的途径进行 。 肝脏是体内从头合成嘌呤(piolng)核苷酸的主要器官，其次是小肠粘膜和胸腺。 先合成IMP,再合成AMP,GMP。第18页/共53页第十八页，共54页。二、AMP和GMP的合成(hc

8、hng)Aspartate腺苷酸代琥珀(h p)酸合成酶 GTP脱氢酶IMP脱氢酶NADIMP脱氢酶腺苷酸代琥珀酸裂解(li ji)酶GMP合成酶ATP第19页/共53页第十九页，共54页。第20页/共53页第二十页，共54页。三、ATP和GTP的合成(hchng) 在激酶( jmi)的作用下，以ATP为磷酸供体 AMP ADP ATP GMP GDP GTP第21页/共53页第二十一页，共54页。Regulation of purine biosynthesis第22页/共53页第二十二页，共54页。Regulation of purine biosynthesis第23页/共53页第二十三

9、页，共54页。嘌呤核苷酸的补救(bji)合成腺嘌呤磷酸(ln sun)核糖转移酶次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸(ln sun)核糖转移酶第24页/共53页第二十四页，共54页。Salvage pathway of purine Adenine + PRPP APRT AMP + PPi Hypoxanthine + PRPP HGPRT IMP + PPi Guanine + PRPP HGPRT GMP + PPi Adenonine adenosine kinase AMP ATP ADP第25页/共53页第二十五页，共54页。补救(bji)合成生理意义： Conserve energy可以节省从头合

10、成时能量(nngling)，保存能量(nngling)； Decrease consumption of amino acid 减少氨基酸的消耗； 第26页/共53页第二十六页，共54页。补救合成(hchng)生理意义 There is no de novo synthesis in some organs such as brain and bone marrow. 体内某些组织器官(qgun)，不能从头合成嘌呤核苷酸，对这些组织器官(qgun)来说，补救合成途径具有更重要的意义。第27页/共53页第二十七页，共54页。嘌呤核苷酸的相互(xingh)转变AMP GMP 腺苷酸脱氢 鸟苷酸还原

11、酶腺苷酸代琥珀酸 IMP XMP第28页/共53页第二十八页，共54页。Production of deoxynucleotides2位羟基(qingj)第29页/共53页第二十九页，共54页。Purine analogs6-巯基嘌呤(6MP)、 6-巯基鸟嘌呤。竞争性抑制(yzh)：次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶反馈抑制(yzh)：PRPP酰胺转移酶-SH取代(qdi)第30页/共53页第三十页，共54页。嘌呤(piolng)的类似物Purine analogs8-氮杂鸟嘌呤第31页/共53页第三十一页，共54页。四氢叶酸(y sun)的结构 四氢叶酸(y sun)的结构CNHN5NHHHHC

12、H2HN10OCN -L-GluHHN OH2N第32页/共53页第三十二页，共54页。 CN5NCH2HN10OCN -L-GluH N NH2 CH2NN第33页/共53页第三十三页，共54页。Aminioterin and Methotrexate第34页/共53页第三十四页，共54页。二氢叶酸还原酶第35页/共53页第三十五页，共54页。Amino acid analogs 氮杂丝氨酸azaserine 及6-重氮-5-氧正亮氨酸，结构与谷氨酰胺类似。干扰谷氨酰胺参与(cny)合成嘌呤的作用第36页/共53页第三十六页，共54页。第37页/共53页第三十七页，共54页。Degradat

13、ion of purine别嘌呤醇第38页/共53页第三十八页，共54页。Pyridine de novo synthesis谷氨酰胺HCO3-氨基(nj)甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADPPi氨基(nj)甲酰磷酸天冬氨酸氨基(nj)甲酰基转移酶氨甲酰天冬氨酸第39页/共53页第三十九页，共54页。第40页/共53页第四十页，共54页。UMP的合成(hchng)乳清酸乳清酸核苷酸尿嘧啶核苷酸脱羧酶磷酸(ln sun)核糖转移酶第41页/共53页第四十一页，共54页。UMP生成(shn chn)UTP第42页/共53页第四十二页，共54页。CTP的合成(hchng)CTP合成酶UDPdUDPdU

14、MPTMPTMP合成酶dCMP脱氨基(nj)第43页/共53页第四十三页，共54页。第44页/共53页第四十四页，共54页。Production of dTMP第45页/共53页第四十五页，共54页。 ATP + CO2 + aspartic acid aminoformylphosphate Carbamoyl aspartate purine nucleosides PRPP ATP+5-phosphoribose UMP pyrimidine nucleotide UTP CTP第46页/共53页第四十六页，共54页。嘌呤和嘧啶(m dn)核苷酸合成的比较第47页/共53页第四十七页，共

15、54页。 pyrimidine PRPP phosphoribosyl transferase Pyrimidine+PRPP PMP +PPi Uridine+ATP uridine kinase UMP+ADP Thymidine +ATP thymidime kinase TMP+ADP第48页/共53页第四十八页，共54页。嘧啶(m dn)核苷酸的抗代谢物 嘧啶(m dn)类似物Pyrimidine analogs: 5-氟尿嘧啶(m dn)5-FU; 氨基酸类似物Amino acid analogs : azaserine ; 叶酸类似物 Pyrimidine nucleoside

16、analogs: AC-1075, cyclo-c, Ara-C第49页/共53页第四十九页，共54页。Some analogsOH在环的上方(shn fn)Ara-C改变(gibin)改变(gibin)第50页/共53页第五十页，共54页。第51页/共53页第五十一页，共54页。第52页/共53页第五十二页，共54页。感谢您的观看(gunkn)！第53页/共53页第五十三页，共54页。NoImage内容(nirng)总结1。ppGpp 是细菌内在氨基酸缺乏时抑制rRNA和tRNA合成的信使。第5页/共53页。IMP再转化变成腺嘌呤核苷酸(AMP)与鸟嘌呤核苷酸(GMP)。7.Addition of aspartate。9.Formylation by N10-formylterahydrofolate。肝脏是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要(zhyo)器官，其次是小肠粘膜和胸腺。Conserve energy可以节省从头合成时能量，保存能量第五十四页，共54页。