第三章 核苷酸代谢

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1、,生物化学,核苷酸代谢,第 三 章,宁夏医科大学 梁金香,Metabolism of Nucleotides,全国高职高专护理类专业第三轮规划教材,第一节 核苷酸的合成代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢 二、嘧啶核苷酸的合成代谢 三、脱氧核糖核苷酸的生成 第二节 核苷酸的分解代谢 一、嘌呤核苷酸的分解代谢 二、嘧啶核苷酸的分解代谢 第三节 核苷酸的抗代谢物 一、嘌呤类似物 二、嘧啶类似物 三、叶酸及氨基酸类似物,目 录,知识性目标 掌握嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸的合成原料，嘌呤核苷酸 的分解代谢终产物及临床意义。 熟悉核苷酸生理功能及核苷酸抗代谢物的临床应用。 了解核苷酸的代谢途径。 技能性目标 领会

2、核苷酸抗代谢物的作用机制，能解释对痛风的发生 机制及在治疗上给予指导。 情感性目标 培养学生理解病人、尊重病人的职业素养和职业道德。,学习目标,核苷酸是机体内的一类重要含氮物质。 具有多种生理功能，最主要的功能是合成核酸的原料 ，还是能量物质如ATP等。 核苷酸由机体细胞自身合成，不属于营养必需物质，食物中以核蛋白形式存在。 核苷酸的合成和分解代谢一旦发生障碍，可导致代谢性疾病、遗传性疾病。 核苷酸抗代谢物干扰或阻断核苷酸的合成在临床有重要作用。,引 言,核酸的消化与吸收,核苷酸的生物功用,作为核酸合成的原料 体内能量的利用形式 参与代谢和生理调节 组成辅酶 活化中间代谢物,第一节 核苷酸的合

3、成代谢,Nucleotide Anabolism,一、嘌呤核苷酸的合成代谢,从头合成途径 (de novo synthesis pathway) 补救合成途径 (salvage synthesis pathway),是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。,肝是主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成途径。,（一）嘌呤核苷酸的从头合成,定义,合成部位,嘌呤碱合成的元素来源,CO2,天冬氨酸,甲酰基 （一碳单位）,甘氨酸,甲烯基 （一碳单位）,谷氨酰胺 （酰胺基）,合成过程：两个阶段,1. IMP的合成,2. AMP和G

4、MP的生成,（1）IMP的合成,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,（2）AMP和GMP的生成,IMP生成总反应过程,（1）嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 （2）先合成IMP再转化生成AMP、GMP。 （3）肝脏是从头合成嘌呤核苷酸的主要器官 。,嘌呤核苷酸从头合成特点,组织细胞利用现成的嘌呤碱或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成途径。,（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径,定义,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) 腺苷激酶(adenosine kinase),参与补救合成的酶,补救合成过程,补救合

5、成的生理意义,（1）补救合成节省从头合成时的能量和一些 氨基酸的消耗。 （2）体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能 进行补救合成。,Lesch-Nyhan 综合征,一种X-连锁隐性遗传缺陷疾病，见于男性。由于遗传缺陷导致次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）缺失所致。 患者表现为尿酸增高及神经异常。如脑发育不全、智力低下、攻击和破坏性行为、常咬伤自己的嘴唇、手和足趾，故称自毁容貌症。,（一）嘧啶核苷酸的从头合成,主要是肝细胞胞液,指体内利用谷氨酰胺和天冬氨酸及CO2等物质为原料，先合成嘧啶环，然后再与核酸核糖相连的过程。,定义,合成部位,二、嘧啶核苷酸的合成代谢,嘧啶合成的元素来源,合成过

6、程,（1） 尿嘧啶核苷酸的合成,从氨基甲酰磷酸 的生成开始,乳清酸尿症 一种罕见的嘧啶核苷酸代谢紊乱、常染色体隐性遗传病，是由于乳清酸磷酸核糖转移酶和乳清酸脱羧酶基因缺陷造成的乳清酸在血液中堆积，尿液含量增多。主要特征是乳清酸结晶尿、生长迟缓和重度贫血等。乳清酸尿症可用尿嘧啶治疗，因尿嘧啶在核苷酸的补救合成途径中与PRPP合成尿嘧啶核苷酸，并抑制氨甲酰磷酸合成酶II的活性，从而抑制了嘧啶核苷酸的从头合成和乳清酸的生成，达到治疗效果。,（2）胞嘧啶核苷酸的合成,UDP,UTP,嘧啶核苷酸从头合成特点,（1）先合成嘧啶环，再与R-5-P结合 （2）先合成UMP、再转化生成CTP、dTMP等,（3）

7、 dTMP或TMP的生成,dUMP,dTMP,胸苷激酶活性与肝肿瘤恶性程度有关，是肿瘤标志物之一。,（二） 嘧啶核苷酸的补救合成,嘧啶 + PRPP,磷酸嘧啶核苷 + PPi,嘧啶磷酸核糖转移酶,脱氧胸腺嘧啶核苷 + ATP,胸苷激酶,dTMP +ADP,二磷酸脱氧核苷,NDP,dNDP,二磷酸核糖核苷,NADP+,NADPH + H+,核糖核苷酸还原酶，Mg2+,还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2,氧化型硫氧化还原蛋白,硫氧化还原蛋白还原酶 （FAD）,三、脱氧核苷酸的生成,第二节 核苷酸的分解代谢,Nucleotide Catabolism,李先生，42岁，体态肥胖；是某公司的业务主 管，因

8、工作关系晚上的应酬较多，近期内发现餐后 不久，尤其是食用海产品后在夜间脚跟、拇指等关 节剧烈疼痛并红肿，甚至影响到了走路。到医院检 查后，血尿酸为630mol/L，血脂、血糖偏高。 问题： 1. 李先生可能患有什么病？用何药物治疗？ 2. 作为一名护士对李先生在疾病的预防和生 活习惯中给予哪些建议?,导入情景,嘌呤碱的最终 代谢产物,AMP,GMP,H （次黄嘌呤）,G,X （黄嘌呤）,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,一、嘌呤核苷酸的分解代谢,尿酸,痛风症的治疗机制,鸟嘌呤,次黄嘌呤,黄嘌呤,尿酸,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,别嘌呤醇,次黄嘌呤,别嘌呤醇,二、嘧啶核苷酸的分解代谢,胞嘧啶,NH3,

9、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,肝,尿素,第三节 核苷酸的抗代谢物,Nucleotide Antimetabolite,核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、嘧啶、氨基酸或叶酸等类似物。 以竞争性抑制或“以假乱真”等方式干扰或阻断核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸和蛋白质的生物合成。 由于肿瘤的核酸与蛋白质代谢旺盛,因此抗代谢物具有抗肿瘤等作用。,次黄嘌呤 (H),6-巯基嘌呤 (6-MP),6-巯基嘌呤的结构,5-氟尿嘧啶结构,胸腺嘧啶(T),5-氟尿嘧啶(5-FU),叶酸类似物 抑制有一碳单位参与的反应,R=H，氨喋呤,R=CH3，氨甲喋呤,5,6,7,8四氢叶酸,氨基酸类似物 抑制有Gln参与的反应,谷氨酰胺,氮杂丝氨酸,氮杂丝氨酸,阿糖胞苷,氨甲碟呤,5FU,某患者，男，51岁，近3年来出现关节肿痛、间断出现排尿困难和尿痛，某晚食肉类食物时，病情加重。夜间因脚跟、拇指等关节剧烈疼痛难忍伴红肿，到医院就诊，做生化检查后，血尿酸为680mol/L，其它指标均正常。 试问：1.该患者发生疾病涉及哪条代谢途径？ 2.该患者可能诊断的疾病是什么？给予何 药物治疗？ 3.作为一名护士你还应该在预防和护理中 给予病人哪些的建议?,案例分析,