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核苷酸代谢 08_Nucleotids.ppt

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核苷酸代谢 08_Nucleotids.ppt
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第八章 核苷酸代谢,Chapter 8 Metabolism of nucleotides,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所利用。 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。,食物中核酸的消化,核苷酸类物质在人体具有多方面的生理功用:① 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。② 作为能量的贮存和供应形式:除ATP之外,还有GTP,UTP,CTP等。③ 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。,④ 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。⑤ 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。,第一节 嘌呤核苷酸的代谢,Section 1 Metabolism of Purine Nucleotides,一、嘌呤核苷酸的合成代谢,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。,(一)嘌呤核苷酸的从头合成:,嘌呤碱合成的元素来源,⑴ 次黄苷酸的合成: 首先在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下,消耗ATP,由5-磷酸核糖合成PRPP(1-焦磷酸-5-磷酸核糖)。 PRPP再经过大约10步反应,合成第一个嘌呤核苷酸——次黄苷酸(IMP)。,1.从头合成途径:,,次黄苷酸(IMP)的合成,⑵ 腺苷酸及鸟苷酸的合成: IMP在腺苷酸代琥珀酸合成酶的催化下,由天冬氨酸提供氨基合成腺苷酸代琥珀酸(AMP-S),然后裂解产生腺苷酸(AMP)。 IMP也可在IMP脱氢酶的催化下,以NAD+为受氢体,脱氢氧化为黄苷酸(XMP),后者再在鸟苷酸合成酶催化下,由谷氨酰胺提供氨基合成鸟苷酸(GMP)。,腺苷酸(AMP)与鸟苷酸(GMP)的合成,⑶ 三磷酸嘌呤核苷的合成:,,核糖核苷酸还原酶的作用机制,2. 从头合成的调节:,PRPP合成酶,调节方式:反馈调节和交叉调节,PRPP酰胺转移酶,腺苷酸代琥珀酸合成酶,IMP脱氢酶,GMP合成酶,从头合成的调节,+,+,GTP,又称再利用合成途径(salvage pathway)。指利用分解代谢产生的自由嘌呤碱合成嘌呤核苷酸的过程。 这一途径可在大多数组织细胞中进行。,(二)嘌呤核苷酸的补救合成:,嘌呤核苷酸的补救合成过程,能够抑制嘌呤核苷酸合成的一些抗代谢药物,通常是属于嘌呤、氨基酸或叶酸的类似物,主要通过对代谢酶的竞争性抑制作用,来干扰或抑制嘌呤核苷酸的合成,因而具有抗肿瘤治疗作用。,(三)抗代谢药物对嘌呤核苷酸合成的抑制:,1. 嘌呤类似物: 临床上应用较多的嘌呤类似物包括6-巯基嘌呤(6-mercaptopurine,6-MP)、6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等。 6-MP的化学结构与次黄嘌呤类似,因而可以抑制IMP转变为AMP或GMP,从而干扰嘌呤核苷酸的合成。,6-巯基嘌呤的分子结构,次黄嘌呤 (hypoxanthine, H ),6-巯基嘌呤 (6-mercaptopurine, 6-MP),2. 氨基酸类似物: 临床上应用较多的氨基酸类似物包括氮杂丝氨酸(azaserine)和6-重氮-5-氧正亮氨酸(diazonorleucine)。 这些氨基酸类似物的分子结构与谷氨酰胺类似,因而可干扰谷氨酰胺在嘌呤核苷酸合成中的作用,抑制嘌呤核苷酸的合成。,3. 叶酸类似物: 临床上应用较多的叶酸类似物包括氨蝶呤(aminopterin)及甲氨蝶呤(methotrexate,MTX)。 能竞争性抑制二氢叶酸还原酶,减少体内四氢叶酸的生成,使嘌呤核苷酸合成过程中所需一碳单位的供应受阻而抑制其合成。,二、嘌呤核苷酸的分解代谢,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。,嘌呤核苷酸的分解,,,,尿酸,尿酸是嘌呤核苷酸在人体内分解代谢的终产物。但在鸟类,尿酸则可继续分解产生尿囊素。 正常人血浆中尿酸含量约为0.12~0.36mmol/L (2~6mg%)。 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。,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,临床上表现
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