《生物化学原理》核苷酸的代谢
2024-09-17 17:37:41 19 举报AI智能生成
该思维导图是一扬荣武先生的《生物化学原理》为基础写成的，欢迎大家使用完全免费！！！
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大纲/内容
核苷酸的分解
腺嘌呤核苷酸的分解
在核苷酸的催化下，脱去磷酸成为嘌呤核苷
随后在嘌呤核苷酸磷酸化酶的催化下被磷酸解为嘌呤碱基和1-磷酸（脱氧）核糖
1-磷酸核糖可以进入磷酸无糖途径进一步分解
游离的腺嘌呤可以重新参入到核苷酸当中也可以转化成尿酸
大概有30%的尿酸由肠道细胞派出去
70%经肾脏排出，有少量还可以重吸收
尿酸并非是所有哺乳动物最终代谢产物，大多数哺乳动物还可以形成尿囊素
嘧啶核苷酸的分解
核苷酸代谢异常疾病
痛风
是尿酸过量导致排尿不通畅的一种疾病，通常伴随着高尿酸症
同时，尿酸溶解度有限，容易结晶堆积在关节软组织肾等处，导致关节炎等疾病
临床可以用别嘌呤醇来缓解症状
他是一种自杀型抑制
重症联合免疫缺陷病SCID
是由腺苷脱氨酶ADA的单个基因突变导致的
ADA的缺乏导致影响
一般采用骨髓移植和基因治疗
自毁容貌综合征
乳清酸尿症
一种比较罕见的遗传性疾病，主要症状为尿中含有大量乳清酸、重度贫血、和生长迟缓
临床一般采用尿嘧啶或尿苷治疗
常见的抗核苷酸代谢的药物
叶酸类似物
主要作用于从头合成途径中
一般是二氢叶酸的抑制剂
常见的有
氨基蝶呤
氨甲喋呤
甲氧苄按嘧啶
是细菌二氢叶酸还原酶的抑制剂，应用于抗菌
谷氨酰类似物
作用于用Gln为底物的酶
常见的有
6-重氮-5-氧-正亮氨酸，可用于阻断细菌核苷酸的合成，用于抗菌
碱基类似物
嘌呤类似物
通过三种方式抑制
抑制IMP的合成
竞争性抑制HGPRT阻碍补救合成
抑制谷氨酰胺、PRPP胺酰转移酶的活性
常见类型
嘧啶类似物
5-FU是嘧啶类似物中较为常用的一种，用于抑制胸腺酸合成酶的自杀型底物，主要用来抑制癌细胞
常见类型
核苷类似物
主要用于抑制衍生，艾滋病的治疗较为有效的药物
常见类型
核苷酸的合成
从头合成
从最简单的小分子开始合成，消耗更多的能量
腺嘌呤的从头合成
合成来源
5-磷酸核糖-1-α-焦磷酸PRPP形成
5-磷酸核糖是由1-磷酸核糖异构而来
还可以用于合成
NAD
NADP
His
Trp
5-磷酸-1-β-核糖胺形成
IMP次黄嘌呤的合成
总共9步反应才能形成嘌呤腺苷酸，但是先生成的是次黄嘌呤
AMP和GMP的合成
ATP和GTP的相互消耗有利于平衡ATP和GTP含量的平衡
AMP可以通过嘌呤循环转变成IMP这种代谢途径主要在骨骼肌中进行，
因为IMP可以在转化过程中释放延胡索酸，提高TCA循环效率为肌肉提供更多能
量而且当心肌缺氧时还可以利用延胡索酸来代替氧气作为呼吸链末端的电子载体，
保障心脏能够继续运行。
因为IMP可以在转化过程中释放延胡索酸，提高TCA循环效率为肌肉提供更多能
量而且当心肌缺氧时还可以利用延胡索酸来代替氧气作为呼吸链末端的电子载体，
保障心脏能够继续运行。
先成建在成还
嘧啶的从头合成
氨甲酰磷酸的合成
氨甲酰天冬氨酸的形成
二氢乳酸的形成
乳清酸的形成
乳清苷酸的形成
尿苷酸的形成
胞苷酸是由尿苷酸衍生而来
补救合成
将核苷酸分解的产物重新利用，消耗更少的能量
腺嘌呤的补救合成
APRT腺嘌呤转移酶补救途径
HGPRT次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶
还有一种则是利用核苷磷酸化酶和核糖激酶，利用核苷磷酸化酶将碱基和1-磷酸核糖转变为核苷
嘧啶的补救合成
核苷激酶
核苷酸化酶
在某些细胞中还有另一种途径TK胸腺嘧啶磷酸化酶
NGP和NTP的合成
在核苷单磷酸激酶的催化下，NMP可以被激活为NDP
对碱基有特异性，对戊糖没有
在核苷二磷酸激酶发作用下NDP可以激活为NTP
要注意的是ATP和GTP还有其他途径可以合成
脱氧核苷酸的合成
细胞现场核苷酸再转变成脱氧核苷酸，这是支持“RNA世界”假说的一个证据
参与合成脱氧核苷酸的合成的酶是核苷酸还原酶分为三种
NDP还原酶（绝大生物）
作用机制
结构模型（以大肠杆菌为例）
利用脱氧腺苷钴胺素催化产生的催化性的自由基（在蓝细菌、某些古菌和小眼虫）
使用S-腺苷甲硫氨酸和一个铁硫中心，在一个Gly残基上产生的自由基（只在兼性和专性言语细菌或古菌中发现）
dTMP的合成
核苷酸类辅酶的合成
核苷酸合成的调节
腺嘌呤的合成调节
反馈抑制
交叉消耗
嘧啶的合成调节
细菌
反馈抑制
ATC
其中CTP和UTP为反馈抑制剂
ATP为别构激活剂
哺乳动物
CPS-2是主要限速酶
受到UDP或UTP的抑制
EGF可以诱导CPS-2磷酸化降低对UDP的敏感性，增强PRPP的敏感性
受PRPP的激活
OMP脱羧酶也是一个调节点
受到UMP的抑制
脱氧核苷酸的调节
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