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生化筆記--沈同(適用第2版及第3版)第九章 脂代謝

 

糖原合成時(shí),Glc的活性形式是UDP-葡萄糖(尿嘧啶核苷二磷酸-Glc)。
4、 磷脂酰肌醇的合成
第五節(jié) 鞘脂類的代謝
第六節(jié) 膽固醇的代謝
胞固醇的合成(自己看一下,不要求)
胞固醇中27個(gè)碳原子全部來源于乙酰CoA。
3、8—二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶溴鹽。

鈣調(diào)蛋白 EF手
P451  圖8-20  EF手構(gòu)象

螺旋區(qū)—泡區(qū)一螺旋區(qū)結(jié)構(gòu)的鈣傳感器家族成員之一。

鈣離子與許多生理活動(dòng)有關(guān),是許多信號(hào)傳導(dǎo)途徑中的細(xì)胞內(nèi)信使,與細(xì)胞收縮、胞吐、胞飲、糖元代謝、神經(jīng)遞質(zhì)釋放、染色體運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞死亡等都有密切關(guān)系。
★ 為什么選擇鈣離子:
①細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度可以大幅度地發(fā)生變化,胞內(nèi)有大量的磷酸酯,因此胞內(nèi)Ca2+ 濃度很低。未被激動(dòng)的細(xì)胞內(nèi),胞質(zhì)中Ca2+ 水平為0.1 umol/L,比環(huán)境中的濃度低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。 種十分懸殊的濃度差為細(xì)胞提供了接受信號(hào)的機(jī)會(huì):
為達(dá)到傳遞信號(hào)的目的,可瞬間打開質(zhì)膜或細(xì)胞內(nèi)膜中的鈣通道,速迅升高胞質(zhì)中Ca2+濃度。
②Ca2+ 與帶負(fù)電荷的氧(Glu、Asp側(cè)鏈)和不帶電荷的氧(主鏈C=0)都能結(jié)合,可與6~8個(gè)氧原子配位結(jié)合,使Ca2+能和一個(gè)蛋白質(zhì)的不同片段發(fā)生交聯(lián),誘導(dǎo)蛋白質(zhì)構(gòu)象變化。
★ 鈣調(diào)蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
①帕佛清蛋白(12kd)
有8個(gè)氧原子(三個(gè)Asp提供4個(gè)羧基氧,一個(gè)Glu提供2個(gè)羧基氧,一個(gè)主鏈羰基提供一個(gè)羰基氧,一分子水提供一個(gè) 氧),等同地與每個(gè)Ca2+結(jié)合。此蛋白具有兩個(gè)相似的 Ca2+ 結(jié)合位點(diǎn),在二級(jí)結(jié)構(gòu)中,這種位點(diǎn)由此蛋白的E區(qū)(α-螺旋)和F區(qū)(α-螺旋)及結(jié)合Ca2+的泡區(qū)構(gòu)成,它們的位置象右手的大姆指與食指夾著一個(gè)結(jié)合鈣的泡區(qū)。這種螺旋區(qū)—泡區(qū)一螺旋區(qū)結(jié)構(gòu)稱為EF手

P451 圖8—20

  ②牛腦的鈣調(diào)蛋白
148個(gè)a.a殘基,有4個(gè)可結(jié)合Ca2+的結(jié)構(gòu)域。
當(dāng) Ca2+結(jié)合到E區(qū)和F區(qū)之間的泡區(qū)時(shí),引起每個(gè)α-螺旋在它的軸線附近旋轉(zhuǎn)并移位,這使鈣調(diào)蛋白轉(zhuǎn)變成一種對(duì)靶蛋白具有很高親合力的構(gòu)象。
★ 鈣調(diào)蛋白只在結(jié)合Ca2+ ,形成Ca2+ .CaM復(fù)合物后才能有生物活性。
①直接與靶酶起作用(蛋白激酶C)。
②活化依賴于Ca2+.CaM復(fù)合物的蛋白激酶,使靶酶磷酸化。

(三) 受體—氨酸蛋白激酶途徑
激素與受體—酪氨酸蛋白激酶(TPK)結(jié)合后,使原來無活性的TPK變?yōu)橛谢钚缘腡PK,TPK催化受體分子自身Tyr殘基磷酸化,并進(jìn)一步提高TPK的活性,使其它底物蛋白磷酸化。
(四) 細(xì)胞內(nèi)受體途徑(基因表達(dá)學(xué)說)
反應(yīng)慢,幾小時(shí)到幾天,這類激素的受體是DNA結(jié)合蛋白。
甾醇類激素及少數(shù)含氮激素,先進(jìn)入細(xì)胞,在胞質(zhì)中與各自的受體結(jié)合,生成激素—受體復(fù)合物,此復(fù)合物穿過核膜,與各自特定的基因調(diào)控序列結(jié)合,使DNA轉(zhuǎn)錄出大量的mRNA,并合成出大量的特異蛋白質(zhì)(酶)。

作用過程:    P425  圖8-2     P458   圖8-25

此種作用方式的激素有:糖皮質(zhì)激素、鹽皮質(zhì)激素(醛甾酮)、雌激素雌二醇、孕酮)、雄激素(睪酮)、甲狀腺素等。
受類固醇激素調(diào)控的基因中,與激素—受體復(fù)合物結(jié)合的部位稱激素應(yīng)答元件(hormone response element HRE)。
HRE往往是類似回文結(jié)構(gòu)的序列
糖皮質(zhì)激素—受體復(fù)合物所結(jié)合的HRE,位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游幾百個(gè)bp處。

P425  表8-3  一些激素的作用方式
第四節(jié) 激素作用舉例
一、 腎上腺素 cAMP方式
兒茶酚胺類化合物,生成后在囊泡內(nèi)儲(chǔ)存,在驚恐、低氧、血壓降低等應(yīng)激狀態(tài)時(shí),囊泡通過泡吐作用釋放。
靶細(xì)胞:肌肉、脂肪、肝臟
滅  活:肝細(xì)胞
1、 結(jié)構(gòu)與功能
腎上腺素及去甲腎上腺素均由Tyr轉(zhuǎn)化而來(由腎上腺髓質(zhì)分泌),對(duì)心臟、血管起作用時(shí),可使心跳加快、血管收縮、血壓上升。
它對(duì)糖代謝影響最大,在肝細(xì)胞中可加強(qiáng)肝糖元分解,迅速升高血糖。
此外,還能促進(jìn)蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪分解。

P426  結(jié)構(gòu)式
2、 G蛋白(鳥苷酸結(jié)合蛋白)
G蛋白與激素受體偶連,將信息傳遞給腺苷酸環(huán)化酶(cAMP途徑)或磷脂酶(Ca2+途徑),從而產(chǎn)生胞內(nèi)信使(第二信使:cAMP,Ca2+),因此,G蛋白是偶連胞外信使和胞內(nèi)信使的橋梁。

G蛋白的活化與去活化過程: P428   圖8-3、8-4
G蛋白是一個(gè)界面蛋白,處于細(xì)胞膜的內(nèi)緣,與跨膜的激素受體偶連,信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程就發(fā)生在細(xì)胞膜上,當(dāng)細(xì)胞外的激素與跨膜的受體結(jié)合后引起受體構(gòu)象變化,然后激素—受體復(fù)合物激活膜內(nèi)的G蛋白。
無活性的G蛋白(G β γ α —GDP)發(fā)生GTP—GDP交換,形成有活性的G蛋白(Gs),其催化亞基Gα—GTP解離出來,擴(kuò)散到細(xì)胞內(nèi),激活其效應(yīng)子(腺苷酸環(huán)化酶、PLC、K+通道等)
每一個(gè)激素—受體復(fù)合物可以形成許多個(gè)分子Gα—GTP,由此給出“放大”的效應(yīng)。
當(dāng)激素停止分泌時(shí),結(jié)合在受體上的激素就逐漸解離下來。Gα—GTP緩慢水解,釋放掉GTP,Gα失去催化活性,與β γ 亞基重新形成無活性的G蛋白(G β γ α —GDP)。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)停止。
結(jié)合態(tài)GTP水解,表明G蛋白是一個(gè)GTPase,即這個(gè)調(diào)節(jié)蛋白具有一種內(nèi)藏式的脫活作用,缺乏激素時(shí),GTP 、 GDP交換反應(yīng)速度降低,最終幾乎所有的G 蛋白均以結(jié)合著GDP的無活性形式存在。β-腎上腺素受體的構(gòu)象——跨膜七螺旋區(qū)
P 430 β-腎上腺素受體結(jié)構(gòu)

許多與G蛋白偶連的受體都是跨膜蛋白,跨膜螺旋區(qū)結(jié)構(gòu)是激活G蛋白的跨膜受體所具有的普遍特征。
4、 蛋白激酶A
凡有cAMP的細(xì)胞,都有一類蛋白激酶(PKA),cAMP通過蛋白激酶A發(fā)揮它的作用。

蛋白激酶A的活化    P430  圖8-6  cAMP激活蛋白激酶A
5、 腎上腺素的作用方式(在促進(jìn)糖元分解中的級(jí)聯(lián)放大作用)
P 431 圖8-7   腎上腺素對(duì)提高血糖的級(jí)聯(lián)放大作用。

當(dāng)腎上腺素以10-8—10-10mol/L的濃度到達(dá)肝細(xì)胞表面時(shí),迅速與肝細(xì)胞表面的腎上腺素受體結(jié)合,使此局部構(gòu)象變化,激活與受體偶連的G蛋白,從而激活膜上的腺苷酸環(huán)化酶,產(chǎn)生cAMP。
少量的腎上腺素(10-8-10-10mol/L),能引起強(qiáng)烈反應(yīng),產(chǎn)生5mmol/L葡萄糖。反應(yīng)過程中信號(hào)逐級(jí)放大,共約300萬倍,它在幾秒鐘內(nèi)就可使磷酸化酶的活性達(dá)到最大。
一旦腎上腺素停止分泌,結(jié)合在肝細(xì)胞膜上的腎上腺素就解離下來,產(chǎn)生一系列變化:
cAMP不再生成,遺留的cAMP被磷酸二酯酶分解。蛋白激酶A的兩種亞基又聯(lián)結(jié)成無活性的復(fù)合體(催化亞基和調(diào)節(jié)亞基),有活性的磷酸化酶激酶的磷酸化形式遭到脫磷酸作用,變成無活性形式,磷酸化酶a受到磷酸酶作用,脫去磷酸變成無活性的磷酸化酶b,糖元分解停止。同時(shí)無活性的磷酸化形式的糖元合成酶經(jīng)過脫磷酸作用,又變得活躍起來,繼續(xù)合成糖元。
二、 甲狀腺素
1、 結(jié)構(gòu)
含碘落氨酸衍生物。
在甲狀腺中合成甲狀腺球蛋白,每分子此球蛋白含2-4個(gè)T4分子。
當(dāng)受促甲狀腺激素刺激時(shí),溶酶體中的蛋白酶水解甲狀腺球蛋白,放出T4和T3。血漿中T3和T4絕大部分與血漿中的蛋白質(zhì)結(jié)合運(yùn)輸,可防止T3、T4經(jīng)腎丟失。
T3、T4在肝中失活,肝中有一種與甲狀腺素親合力極強(qiáng)的蛋白質(zhì),血流經(jīng)過肝臟時(shí),1/3的甲狀腺素被肝細(xì)胞攝取,與葡萄糖醛酸或硫酸反應(yīng)后失活,由膽汁排出。
還可脫氨、脫羧、脫碘而失活。
2、 功能
增強(qiáng)新陳代謝,引起耗氧量及產(chǎn)熱量增加,促進(jìn)智力與體質(zhì)發(fā)育。
缺乏癥:幼年  發(fā)育遲緩,行動(dòng)呆笨等
       成年  厚皮病、基礎(chǔ)代謝降低
過量:甲亢、基礎(chǔ)代謝增高、眼球突出、心跳加快、消瘦、
神經(jīng)系統(tǒng)興奮提高,表現(xiàn)為神經(jīng)過敏。
3、 作用方式
在線粒體中促進(jìn)ATP氧化磷酸化過程,增加基礎(chǔ)代謝。
增加RNA(tRNA、mRNA)的合成,促進(jìn)個(gè)體生長發(fā)育。
三、 胰島素及胰高血糖素
1、 結(jié)構(gòu) 
P128圖3-38
①β-細(xì)胞  胰島素  A鏈21 a.a殘基  B鏈30 a.a殘基
②α-細(xì)胞  胰高血糖素  29 a.a殘基
2、 功能
①胰島素:提高組織攝取葡萄糖的能力,抑制肝糖元分解,促進(jìn)肝糖元及肌糖元合成,因此可降低血糖。
缺乏:血糖升高,尿中有糖,糖尿病。
過量:血糖過低,能量供應(yīng)不足,影響大腦機(jī)能。
②胰高血糖素:增高血糖含量,促進(jìn)肝糖元分解。
3、 作用方式:
(1)、 胰島素:受體—酪氨酸蛋白激酶途徑
P442  圖8-14       P443  圖8-15

胰島素的受體是跨膜的酪氨酸激酶,由α 2β 2組成,α 鏈處在細(xì)胞膜的外側(cè),β 鏈穿過細(xì)胞膜。
胰島素結(jié)合到受體的膜外部分上時(shí)是如何誘導(dǎo)處受體的膜內(nèi)部分的酪氨酸激酶的活性的?活化的受體對(duì)靶細(xì)胞中的哪些蛋白質(zhì)進(jìn)行磷酸化?磷酸化的靶蛋白如何地具有多重的促進(jìn)生長效應(yīng)和多沖的代謝效應(yīng)?都不清楚
(2)、 胰高血糖素:cAMP途徑
與腎上腺素類似,通過cAMP途徑,提高肝糖元磷酸化酶活性,促進(jìn)肝糖原分解(并不促使肌糖原分解)。

第十一章  核酸的降解和核苷酸代謝
核酸的生物功能 DNA、RNA
核苷酸的生物功能
①合成核酸
②是多種生物合成的活性中間物
  糖原合成,UDP-Glc。磷脂合成,CDP-乙醇胺,CDP-二脂酰甘油。
③生物能量的載體ATP、GTP
④腺苷酸是三種重要輔酶的組分
NAD、FAD、CoA
⑤信號(hào)分子cAMP、cGMP
食物中的核酸,經(jīng)腸道酶系降解成各種核苷酸,再在相關(guān)酶作用下,分解產(chǎn)生嘌呤、嘧啶、核糖、脫氧核糖和磷酸,然后被吸收。
吸收到體內(nèi)的嘌呤和嘧啶,大部分被分解,少部分可再利用,合成核苷酸。
人和動(dòng)物所需的核酸無須直接依賴于食物,只要食物中有足夠的磷酸鹽,、糖和蛋白質(zhì),核酸就能在體內(nèi)正常合成。
核酸的分解代謝:


第一節(jié)   核酸和核苷酸的分解代謝
一、 核酸的酶促降解
核酸是核苷酸以3’、5’-磷酸二酯鍵連成的高聚物,核酸分解代謝的第一步就是分解為核苷酸,作用于磷酸二酯鍵的酶稱核酸酶(實(shí)質(zhì)是磷酸二脂酶)。
根據(jù)對(duì)底物的專一性可分為:核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶、非特異性核酸酶。
根據(jù)酶的作用方式分:內(nèi)切酶、外切酶。
1、 核糖核酸酶
只水解RNA磷酸二酯鍵的酶(RNase),不同的RNase專一性不同。
牛胰核糖核酸酶(RNaseI),作用位點(diǎn)是嘧啶核苷-3’-磷酸與其它核苷酸間的連接鍵。
核糖核酸酶T1(RNaseT1),作用位點(diǎn)是3’ -鳥苷酸與其它核苷酸的5’-OH間的鍵。
      圖
2、 脫氧核糖核酸酶
只能水解DNA磷酸二酯鍵的酶。DNase牛胰脫氧核糖核酸酶(DNaseI)可切割雙鏈和單鏈DNA。產(chǎn)物是以5’-磷酸為末端的寡核苷酸。
牛胰脫氧核糖核酸酶(DNaseⅠ),降解產(chǎn)物為3’-磷酸為末端的寡核苷酸。
限制性核酸內(nèi)切酶:細(xì)菌體內(nèi)能識(shí)別并水解外源雙源DNA的核酸內(nèi)切酶,產(chǎn)生3ˊ-OH和5ˊ-P。
      圖

PstⅠ切割后,形成3ˊ-OH 單鏈粘性末端。
EcoRⅠ切割后,形成5ˊ-P單鏈粘性末端。
3、 非特異性核酸酶
既可水解RNA,又可水解DNA磷酸二酯鍵的核酸酶。
小球菌核酸酶是內(nèi)切酶,可作用于RNA或變性的DNA,產(chǎn)生3’-核苷酸或寡核苷酸。
蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二脂酶屬于外切酶。
蛇毒磷酸二酯酶能從RNA或DNA鏈的游離的3’-OH逐個(gè)水解,生成5’-核苷酸。
牛脾磷酸二脂酶從游離的5’-OH開始逐個(gè)水解,生成3’核苷酸。
二、 核苷酸的降解
1、 核苷酸酶 (磷酸單脂酶)
水解核苷酸,產(chǎn)生核苷和磷酸。
非特異性磷酸單酯酶:不論磷酸基在戊糖的2’、3’、5’,都能水解下來。
特異性磷酸單酯酶:  只能水解3’核苷酸或5’核苷酸(3’核苷酸酶、5’核苷酸酶)
2、 核苷酶
兩種:
① 核苷磷酸化酶:廣泛存在,反應(yīng)可逆。


② 核苷水解酶:主要存在于植物、微生物中,只水解核糖核苷,不可逆


三、 嘌呤堿的分解
P301  圖18-2嘌呤堿的分解
首先在各種脫氨酶的作用下水解脫氨,脫氨反應(yīng)可發(fā)生在嘌呤堿、核苷及核苷酸水平上。

P 299  反應(yīng)式

不同種類的生物分解嘌呤堿的能力不同,因此,終產(chǎn)物也不同。
排尿酸動(dòng)物:靈長類、鳥類、昆蟲、排尿酸爬蟲類
排尿囊素動(dòng)物:哺乳動(dòng)物(靈長類除外)、腹足類
排尿囊酸動(dòng)物:硬骨魚類
尿素動(dòng)物:大多數(shù)魚類、兩棲類
某些低等動(dòng)物能將尿素進(jìn)一步分解成NH3和CO2排出。
植物分解嘌呤的途徑與動(dòng)物相似,產(chǎn)生各種中間產(chǎn)物(尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3)。
微生物分解嘌呤類物質(zhì),生成NH3、CO2及有機(jī)酸(甲酸、乙酸、乳酸、等)。
四、 嘧啶堿的分解
P302  圖18-3  嘧啶堿的分解

人和某些動(dòng)物體內(nèi)脫氨基過程有的發(fā)生在核苷或核苷酸上。脫下的NH3可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成尿素排出。

第二節(jié)   嘌呤核苷酸的合成
一、 從頭合成
由5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸(5’-PRPP)開始,先合成次黃嘌呤核苷酸,然后由次黃嘌呤核苷酸(IMP)轉(zhuǎn)化為腺嘌呤核苷酸和鳥嘌呤核苷酸。
嘌呤環(huán)合成的前體:CO2 、甲酸鹽、Gln、Asp、Gly

P303  圖18-4 嘌呤環(huán)的元素來源及摻入順序
A.  Gln提供-NH2:N 9
B.  Gly:C4、C5、N7
C.  5.10-甲川FHFA:C8
D.  Gln提供-NH2:N3
閉環(huán)
E   CO2:C 6
F.  Asp提供-NH2:N 1
G  10-甲酰THFA:C 2

1、 次黃嘌呤核苷酸的合成(IMP)     P306圖18-5


(1)、 磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶(轉(zhuǎn)氨)
5-磷酸核糖焦磷酸  +  Gln  → 5-磷酸核糖胺  +  Glu  +  ppi
使原來α-構(gòu)型的核糖轉(zhuǎn)化成β構(gòu)型
(2)、 甘氨酰胺核苷酸合成酶
5-磷酸核糖胺+Gly+ATP  →  甘氨酰胺核苷酸+ADP+Pi
(3)、 甘氨酰胺核苷酸轉(zhuǎn)甲;
甘氨酰胺核苷酸  +  N 5 N 10-甲川FH4  +  H2O  → 甲酰甘氨酰胺核苷酸  +  FH4
甲川基可由甲酸或氨基酸供給。
(4)、 甲酰甘氨脒核苷酸合成酶
甲酰甘氨酰胺核苷酸 + Gln + ATP + H2O → 甲酰甘氨脒核苷酸 + Glu + ADP + pi
此步反應(yīng)受重氮絲氨酸和6-重氮-5-氧-正亮氨酸不可逆抑制,這兩種抗菌素與Gln有類似結(jié)構(gòu)。
P 304 結(jié)構(gòu)式:重氮絲氨酸、6-重氮-5-氧-正亮氨酸
(5)、 氨基咪唑核苷酸合成酶
甲酰甘氨脒核苷酸  +  ATP → 5-氨基咪唑核苷酸  +  ADP  +  Pi
   

(1)~(5)第一階段,合成第一個(gè)環(huán)(6)、 氨基咪唑核苷酸羧化酶
5-氨基咪唑核苷酸+CO2  → 5-氨基咪唑-4羧酸核苷酸
(7)、 氨基咪唑琥珀基氨甲酰核苷酸合成酶
5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸+Asp+ATP → 5-氨基咪唑4-(N-琥珀基)氨甲酰核苷酸
(8)、 腺苷酸琥珀酸裂解酶
5-氨基咪唑-4-(N-琥珀基)氨甲酰核苷酸 → 5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸+延胡索酸
(9)、 氨基咪唑氨甲酰核苷酸轉(zhuǎn)甲酰基酶
5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸+N10-甲酰FH4 → 5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核苷酸+FH4
(10)、 次黃嘌呤核苷酸環(huán)水解酶
5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核苷酸 → 次黃嘌呤核苷酸+H2O
總反應(yīng)式:
5-磷酸核糖 + CO2 + 甲川THFA + 甲酰THFA + 2Gln + Gly + Asp + 5ATP →
IMP + 2THFA + 2Glu + 延胡索酸 + 4ADP + 1AMP + 4Pi + PPi
2、 腺嘌呤核苷酸的合成(AMP)   P306圖18-5
從頭合成:CO2 、2個(gè)甲酸鹽、2個(gè)Gln、1個(gè)Gly、(1+1)個(gè)Asp、(6+1)個(gè)ATP,產(chǎn)生2個(gè)Glu、(1+1)個(gè)延胡索酸。
 
Asp的結(jié)構(gòu)類似物羽田殺菌素,可強(qiáng)烈抑制腺苷酸琥珀酸合成酶的活性,阻止AMP生成。
羽田殺菌素: N-羥基-N-甲酰-Gly  (P307)
3、 鳥嘌呤核苷酸的合成   (P307結(jié)構(gòu)式)

 

4、 AMP、GMP生物合成的調(diào)節(jié)  P309圖18-6
5-磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶是關(guān)鍵酶,可被終產(chǎn)物AMP、GMP反饋抑制。
AMP過量可反饋抑制自身的合成。
GMP過量可反饋抑制自身的合成。
5、 藥物對(duì)嘌呤核苷酸合成的影響
篩選抗腫瘤藥物,腫瘤細(xì)胞核酸合成速度快,藥物能抑制。
①羽田殺菌素
與Asp競(jìng)爭(zhēng)腺苷酸琥珀酸合成酶,阻止次黃嘌呤核苷酸轉(zhuǎn)化成AMP。
②重氮乙酰絲氨酸、6-重氮-5-氧正亮氨酸,是Gln的結(jié)構(gòu)類似物,抑制Gln參與的反應(yīng)。
③氨基蝶呤、氨甲蝶呤
結(jié)構(gòu)P314

葉酸的結(jié)構(gòu)類似物,能與二氫葉酸還原酶發(fā)生不可逆結(jié)合,阻止FH4的生成,從而抑制FH4參與的各種一碳單位轉(zhuǎn)移反應(yīng)。
二、 補(bǔ)救途徑
利用已有的堿基和核苷合成核苷酸
1、 磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑(重要途徑)
嘌呤堿和5-PRPP在特異的磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的作用下生成嘌呤核苷酸
2、 核苷激酶途徑(但在生物體內(nèi)只發(fā)現(xiàn)有腺苷激酶)
腺嘌呤在核苷磷酸化酶作用下轉(zhuǎn)化為腺嘌呤核苷,后者在核苷磷酸激酶的作用下與ATP反應(yīng),生成腺嘌呤核苷酸。
嘌呤核苷酸的從頭合成與補(bǔ)救途徑之間存在平衡。Lesch-Nyan綜合癥就是由于次黃嘌呤:鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶缺陷,AMP合成增加,大量積累尿酸,腎結(jié)石痛風(fēng)。

第三節(jié)  嘧啶核苷酸的合成
一、 從頭合成
與嘌呤核苷酸合成不同,在合成嘧啶核苷酸時(shí),首先合成嘧啶環(huán),再與磷酸核糖結(jié)合,生成尿嘧啶核苷酸,最后由尿嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)化為胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。
合成前體:氨甲酰磷酸、Asp  (P309圖18-7嘧啶環(huán)的元素來源)
1、 尿嘧啶核苷酸的合成   P310  圖18-8
氨甲酰磷酸的合成


(1) 天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶


(2) 二氫乳清酸酶


(3) 二氫乳清酸脫氫酶(輔基:FAD、FMN)


(4) 乳清苷酸焦磷酸化酶


(5) 乳清苷酸脫羧酶


2、 胞嘧啶核苷酸的合成
尿嘧啶核苷三磷酸可直接與NH3(細(xì)菌)或Gln(植物)反應(yīng),生成胞嘧啶核苷三磷酸。

 


3、 嘧啶核苷酸生物合成的調(diào)節(jié)(大腸桿菌)
P 311 圖18-9大腸桿菌嘧啶核苷酸生物合成的調(diào)節(jié)

氨甲酰磷酸合成酶:  受UMP反饋抑制
天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶:受CTP反饋抑制
CTP合成酶:        受CTP反饋抑制
4、 藥物對(duì)嘧啶核苷酸合成的影響
有多種嘧啶類似物可抑制嘧啶核苷酸的合成。
5-氟尿嘧啶抑制胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成。
5-氟尿嘧啶在人體內(nèi)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的核苷酸,再轉(zhuǎn)變成脫氧核苷酸,可抑制脫氧胸腺嘧啶核酸合成酶,干擾尿嘧啶脫氧核苷酸經(jīng)甲基化生成脫氧胸苷的過程,DNA合成受阻。
二、 補(bǔ)救途徑
(1) 嘧啶核苷激酶途徑(重要途徑)
嘧啶堿與1-磷酸核糖生成嘧啶核苷,然后由尿苷激酶催化尿苷和胞苷形成UMP和CMP。

 

(2) 磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑(胞嘧啶不行)


第四節(jié)   脫氧核苷酸的合成
脫氧核糖核苷酸是由相應(yīng)的核糖核苷酸衍生而來的。
(1)腺嘌呤、鳥嘌呤和胞嘧啶核糖核苷酸經(jīng)還原,將核糖第二位碳原子的氧脫去,即成為相應(yīng)的脫氧核糖核苷酸。
(2)胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸:先由尿嘧啶核糖核苷酸還原形成尿嘧啶脫氧核糖核苷酸,然后尿嘧啶再經(jīng)甲基化轉(zhuǎn)變成胸腺嘧啶。
一、 核糖核苷酸的還原
ADP、GDP、CDP、UDP均可分別被還原成相應(yīng)的脫氧核糖核苷酸:dADP、dGDP、dCDP、dUDP等,其中dUDP甲基化,生成dTDP。
還原反應(yīng)一般在核苷二磷酸(NDP)水平上進(jìn)行,ATP、dATP、dTTP、dGTP是還原酶的變構(gòu)效應(yīng)物,個(gè)別微生物(賴氏乳菌桿菌)在核苷三磷酸水平上還原(NTP)。
1、 核苷酸還原酶系  P312 圖示
由硫氧還蛋白、硫氧還蛋白還原酶和核苷酸還原酶(B1、B2)三部分組成。
B1、B2亞基結(jié)合后,才具有催化活性。
B1上的巰基和B2上的酪氨酸殘基是活性中心的催化基因。
另外核苷酸還原酶所需的還原當(dāng)量還可來自谷胱甘肽。

①硫氧還蛋白  -SH
②硫氧還蛋白還原酶、輔酶FAD
③谷胱甘肽氧還蛋白(酶)
④谷胱甘肽還原酶  -SH
⑤核苷酸還原酶(RR)-SH
2、 核苷酸還原酶結(jié)構(gòu)模型及催化機(jī)理
(1)、 結(jié)構(gòu)模型
  圖

B1亞基上有兩個(gè)調(diào)節(jié)部位,一個(gè)影響整個(gè)酶的活性(一級(jí)調(diào)節(jié)部位),另一個(gè)調(diào)節(jié)對(duì)底物的專一性(底物結(jié)合部位)
一級(jí)調(diào)節(jié)部位:ATP是生物合成的信號(hào)分子,而dATP是核苷酸被還原的信號(hào)。
底物調(diào)節(jié)部位:.①與ATP結(jié)合,可促進(jìn)嘧啶類的UDP、CDP還原成dUDP、dCDP;②與dTTP或dGTP結(jié)合,可促使GDP(ADP)還原成dGDP(dADP)
(2)、 催化機(jī)理  自由基催化轉(zhuǎn)換模型。
3、 脫氧核苷酸的補(bǔ)救(脫氧核苷激酶途徑)
脫氧核苷酸也能利用已有的堿基或核苷進(jìn)行合成(補(bǔ)救途徑),但只有脫氧核苷激酶途徑,不存在類似的磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑


二、 胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成
由尿嘧啶脫氧核苷酸(dUMP)經(jīng)甲基化生成。
Ser提供甲基,NADPH提供還原當(dāng)量。

 

四氫葉酸是一碳的載體,參與嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成。
氨基嘌呤、氨甲蝶呤是葉酸的類似物,能與二氫葉酸還原酶不可逆結(jié)合,阻止FH4的生成,從而抑制FH4參與的一碳單位的轉(zhuǎn)移。可用于抗腫瘤。
三、 核苷酸合成總結(jié)     P314圖18-10
第五節(jié)   輔酶核苷酸的生物合成
NAD、NADP、 FMN、 FAD、 CoA
一、 煙酰胺核苷酸的合成(NAD 、NADP)
NAD、NADP是脫氫輔酶,在生物氧化還原系統(tǒng)中傳遞氫。
合成途徑:
(1)煙酸單核苷酸焦磷酸化酶
(2)脫酰胺-NAD 焦磷酸化酶
(3)NAD合成酶
  圖

NADP的合成:NAD激酶催化NAD與ATP反應(yīng),使NAD的腺苷酸殘基的核糖2’-OH磷酸化,生成NADP。
二、 黃素核苷酸的合成(FMN、FAD)
   圖

三、 輔酶A的合成
CoA-SH   P 317圖18-11

前體:腺苷酸、泛酸、巰基乙胺、磷酸
途徑:   (1)泛酸激酶
         (2)磷酸泛酰半胱氨酸合成酶
         (3)磷酸泛酰半胱氨酸脫羧酶
         (4)脫磷酸輔酶A焦磷酸化酶
         (5)脫磷酸輔酶A激酶
      圖
代謝途徑的相互聯(lián)系 P420圖22-1

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