1. 概述
1.1 生物学功能
作为核酸合成的原料(最重要):dNTP,NTP
生物体内能量利用形式:ATP(主),GTP,UTP,CTP
参与代谢和生理调节:cAMP,cGMP
组成辅酶:NAD,FAD,CoA
活化中间代谢物的载体:UDP,CDP,SAM
1.2 核苷酸经核酸酶水解后可被吸收
核酸酶
分类
对底物专一性分类
核糖核酸酶(RNase)
脱氧核糖核酸酶(DNase)
非特异性核酸酶
根据切割位点分类
核酸内切酶: 限制性核酸内切酶
有回文结构
识别长度:4-8bp
核酸外切酶
核酸的消化
2. 嘌呤核苷酸的合成
从头合成
合成IMP 前两个阶段
原料:Gly,Asp,Gln,一碳单位,CO₂,磷酸戊糖
元素来源
调节酶:PRPP合成酶(主),PR酰胺转移酶
部位:肝(主),小肠,胸腺 【胞液】 而脑/骨髓无法进行此合成途径
活性磷酸核糖形式:PRPP
IMP → AMP/GMP
AMP/GMP → ATP/GTP
能量的消耗
IMP合成需要5个ATP,6个高能磷酸键
AMP,GMP合成又需要1个ATP
从头合成的调节:
3个长反馈,2个前反馈
2个短反馈,交叉反馈
补救合成
腺嘌呤 + PRPP —APRT→ AMP + PPi
APRT:腺嘌呤磷酸核糖转移酶
次黄嘌呤 + PRPP —HGPRT→ IMP + PPi
鸟嘌呤 + PRPP —HGPRT→ GMP + PPi
器官:脑,骨髓
原料:嘌呤碱(由红细胞从肝脏运输来)
生理意义
节省能量和原料
是脑和骨髓合成嘌呤核苷酸的唯一途径
Lesch-Nyhan综合症:HGPRT缺失
HGPRT:次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶
嘌呤核苷酸相互转变
脱氧核苷酸生成
原料:NDP(dTMP的直接原料为dUMP)
脱氧发生在二磷酸核苷水平
dTMP的生成在一磷酸核苷水平
3. 嘌呤核苷酸的分解代谢
嘌呤核苷酸三级水平的降解
部位:肝,肾,小肠
最终产物:尿酸
关键酶:黄嘌呤氧化酶
代谢抑制剂:别嘌呤醇
嘌呤代谢障碍导致的疾病
通风
4. 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
从头合成
UMP合成主要途径
原料:磷酸核糖,CO₂,Asp,Gln
元素来源:
部位:胞液
胞嘧啶核苷酸生成发生在三磷酸水平
调节酶:PRPP合成酶,CPS- II
CPS-I与CPS-II的比较
CTP的合成
从头合成调节
补救合成
5. 嘧啶核苷酸的分解代谢
6. 嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸合成比较
相同点
合成原料基本相同
合成部位对高度动物来说,主要在肝脏
都有从头合成和补救合成
都先生成一个与之有关的核苷酸,然后在此基础上进一步合成其它核苷酸
不同点
嘌呤核苷酸
在5‘磷酸核糖的基础上合成嘌呤环
先合成IMP
在IMP基础上合成AMP和GMP
嘧啶核苷酸
先合成嘧啶环在与5‘磷酸核糖结合
先合成UMP
以UMP为基础,完成CTP,dTMP的合成
5. 核苷酸的抗代谢物
嘌呤类似物
6-MP 次黄嘌呤类似物
H → 抑制补救合成途径
IMP → 负反馈抑制酰胺转移酶,抑制IMP变为AMP/GMP
氨基酸类似物
氮杂丝氨酸 Gln类似物
抑制嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成
叶酸类似物
甲氨蝶玲(MTX) 叶酸类似物
抑制四氢叶酸合成,抑制嘌呤核苷酸和TMP的从头合成
嘧啶类似物
5-FU 胸腺嘧啶类似物
抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成
核苷类似物
阿糖胞苷 胞苷类似物
抑制dCDP的生成