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生化丨核苷酸代謝
核苷酸代謝
核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位。嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸的合成均分為從頭合成、補(bǔ)救合成兩條途徑。
嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸從頭合成的原料
記住了嘌呤和嘧啶分子的元素來(lái)源,也就記住了嘌呤、嘧啶核苷酸從頭合成的原料,可以參照其化學(xué)結(jié)構(gòu)式進(jìn)行形象記憶。
嘌呤的合成原料-天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、CO2、甲?;▉?lái)自FH4)。
嘧啶的合成原料-天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2。
嘌呤合成的元素來(lái)源-“甘氨酸中間站,谷酰坐兩邊。左上天冬氨,頭頂二氧化碳”。
嘧啶合成的元素來(lái)源-“天冬氨酸右邊站,谷酰直往左上躥,剩余廢物二氧化碳”。
嘌呤核苷酸合成途徑及其原料
嘌呤核苷酸合成途徑有兩條,即從頭合成與補(bǔ)救合成途徑。
嘌呤核苷酸的從頭合成
嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成(重新合成)
定義
指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料,經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng),合成嘌呤核苷酸
指利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷,經(jīng)簡(jiǎn)單反應(yīng)過(guò)程,合成嘌呤核苷酸
原料
天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、CO2、FH4
游離的嘌呤堿、嘌呤核苷
合成部位
肝(主要部位)、小腸黏膜及胸腺的胞液
腦、骨髓
反應(yīng)特點(diǎn)
是復(fù)雜的酶促反應(yīng),需消耗氨基酸等原料及大量ATP
是簡(jiǎn)單反應(yīng),消耗能量少
所占比例
主要合成途徑(占總合成的90%)
次要合成途徑(占總合成的10%)
嘧啶核苷酸合成途徑及其原料
嘧啶核苷酸合成途徑有兩條,即從頭合成與補(bǔ)救合成途徑。
嘧啶核苷酸的從頭合成
嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成
定義
是指利用天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料,經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng),合成嘧啶核苷酸
是指利用體內(nèi)游離的嘧啶堿合成嘧啶核苷酸
原料
天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2
游離的嘧啶堿
反應(yīng)特點(diǎn)
先合成嘧啶環(huán),再磷酸核糖化而生成核苷酸
補(bǔ)救合成雖無(wú)實(shí)際意義,但哺乳動(dòng)物體內(nèi)確實(shí)存在該合成途徑
嘌呤核苷酸的分解代謝
體內(nèi)嘌呤核苷酸的分解代謝主要在肝臟、小腸和腎臟中進(jìn)行。首先在核苷酸酶的作用下,嘌呤核苷酸脫去磷酸,生成嘌呤核苷。其中,腺嘌呤核苷酸經(jīng)過(guò)脫氨、水解生成次黃嘌呤,然后在黃嘌呤氧化酶催化下氧化為黃嘌呤。鳥(niǎo)嘌呤核苷則被直接水解,生成鳥(niǎo)嘌呤,然后經(jīng)脫氨基作用生成黃嘌呤。黃嘌呤在黃嘌呤氧化酶催化下生成尿酸。尿酸為嘌呤核苷酸分解代謝的終產(chǎn)物,若血中濃度過(guò)高可導(dǎo)致痛風(fēng)癥。
嘧啶核苷酸的分解代謝產(chǎn)物
嘧啶堿的降解主要在肝中進(jìn)行。嘧啶核苷酸首先經(jīng)核苷酸酶及核苷酶的作用脫去磷酸及戊糖,生成嘧啶堿。胞嘧啶和尿嘧啶主要在肝臟內(nèi)經(jīng)脫氨、氧化、還原、脫羧等反應(yīng)生成β-丙氨酸、氨和CO2。胸腺嘧啶則分解為β-氨基異丁酸、氨和CO2。與尿酸不同,嘧啶堿分解代謝產(chǎn)物均易溶于水。
核苷酸代謝的調(diào)節(jié)
核苷酸合成途徑的主要調(diào)節(jié)酶
嘌呤核苷酸從頭合成的關(guān)鍵酶
是磷酸核糖焦磷酸合成酶(PRPP合成酶)和磷酸核糖焦磷酸酰胺轉(zhuǎn)移酶(PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶),受代謝產(chǎn)物的反饋調(diào)節(jié)。
嘧啶核苷酸從頭合成的關(guān)鍵酶
是氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ、天冬氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶,受代謝產(chǎn)物的反饋調(diào)節(jié)。
抗核苷酸代謝藥物的生化機(jī)制
某些藥物是嘌呤、嘧啶、葉酸、某些氨基酸的類似物,它們可作為核苷酸的抗代謝物,通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制干擾或阻斷核苷酸的正常合成代謝,由此阻斷核酸合成中的原料供給,因而可抑制細(xì)胞增殖,臨床上常用作抗腫瘤藥物。
抗代謝劑
類似于
作用
6MP
次黃嘌呤
作用部位最廣的抗代謝劑,抑制IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP、GMP等
氮雜絲氨酸
谷氨酰胺
干擾谷胺酰胺在嘌呤核苷酸中的作用,抑制嘌呤核苷酸的合成
甲氨蝶呤
葉酸
抑制二氫葉酸還原酶,阻斷葉酸還原為FH2及FH4
別嘌呤醇
次黃嘌呤
抑制黃嘌呤氧化酶,減少尿酸形成,用于痛風(fēng)的治療
5-氟尿嘧啶
胸腺嘧啶
抑制胸苷酸合酶,阻斷dUMP→dTMP(即dTMP的合成)
阿糖胞苷
核苷
抑制CDP還原成dCDP,也能影響DNA的合成
1、嘌呤從頭合成的氨基酸有
A.鳥(niǎo)氨酸
B.谷氨酸
C.天冬酰胺
D.天冬氨酸
E.丙氨酸
2、合成嘌呤、嘧啶的共同原料是
A.甘氨酸
B.天冬酰胺
C.谷氨酸
D.天冬氨酸
E.氨基甲酰磷酸
3、與體內(nèi)尿酸堆積相關(guān)的酶是
A.酰胺轉(zhuǎn)移酶
B.四氫葉酸還原酶
C.轉(zhuǎn)甲?;?div style="height:15px;">
D.黃嘌呤氧化酶
E.磷酸核糖焦磷酸合成酶
4、男,51歲。近3年來(lái)出現(xiàn)關(guān)節(jié)炎癥狀和尿路結(jié)石,進(jìn)食肉類食物時(shí)病情加重。該患者發(fā)生的疾病涉及的代謝途徑是
A.糖代謝
B.脂代謝
C.嘌呤核苷酸代謝
D.嘧啶核苷酸代謝
E.氨基酸代謝
5、下列物質(zhì)含量異常可作為痛風(fēng)診斷指征的是
A.嘧啶
B.嘌呤
C.β-氨基異丁酸
D.尿酸
E.β-丙氨酸
6、在體內(nèi)能分解生成β-氨基異丁酸的是
A.AMP
B.GMP
C.CMP
D.UMP
E.TMP
7、氮雜絲氨酸干擾核苷酸合成是因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)相似于
A.絲氨酸
B.甘氨酸
C.天冬氨酸
D.天冬酰胺
E.谷氨酰胺
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