第十一章核苷酸代谢

嘌呤核苷酸的抗代谢物
嘌呤核苷酸的抗代谢物主要有嘌呤类似物、 谷氨酰胺类似物、叶酸类似物三类。
嘌呤类似物：6-巯基嘌呤 谷氨酰胺类似物：重氮丝氨酸、 6-重氮-5-
氧代正亮氨酸 叶酸类似物：氨基蝶呤、氨甲蝶呤
二、嘧啶核苷酸的生物合成 从头合成途径 补救合成途径
（一）嘧啶核苷酸的从头合成
AMP或GMP的合成又需1个ATP。
（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径
•定义
利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过 简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为 补救合成（或重新利用）途径。
•参与补救合成的酶
腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶(adenosine kinase)
H
胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTMP）的合成
dUDP + H2O 酯酶 dUMP + Pi dCMP + H2O 脱氨酶 dUMP + Pi
氨基蝶呤、氨甲蝶呤是叶酸的类似物，能与二氢 叶酸还原酶不可逆结合，阻止FH4的生成，从而抑 制FH4参与的一碳单位的转移。可用于抗肿瘤。
dUMP
胸腺嘧啶核苷酸合酶
1、核酸酶的分类
（1）根据对底物
的
专一
性分为
核糖核酸酶(RNase) 脱氧核糖核酸酶
(非D特N异as性e)核酸酶
（2）根据切割位点分为 核酸内切酶 核酸外切酶
2、核酸酶的作用特点
核酸外切酶：作用于核酸链的末端（3端
或5端），逐个水解下核苷酸； 脱氧核糖核酸外切酶：只作用于DNA 核糖核酸外切酶:只作用于RNA；

ATP
IMP
GM P
GDP
GTP
dG D P
生物化学第十一章核苷酸代谢
dG TP
(三)嘧啶核苷酸的从头合：主要在肝细胞胞液中进行, 3. 合成特点： （1）先合成嘧啶环，再与PRPP连接； （2）先合成UMP，再转变成其他嘧啶核
苷酸。
生物化学第十一章核苷酸代谢
2A TP 2A D P+Pi
Gl+n HC 3- O
氨 基 甲 酰 磷 酸 +Gl
氨 基 甲 酰 磷 酸 合 成 酶 Ⅱ
(CPS-II)
生物化学第十一章核苷酸代谢
生物化学第十一章核苷酸代谢
生物化学第十一章核苷酸代谢
氨基甲酰磷酸合成酶I、II的区别★
CPSⅠ
CPSⅡ
分布
线粒体（肝脏) 胞液(所有细胞)
生物化学第十一章核苷酸代谢
(2）嘧啶核苷酸负性调节
---合成产物的反馈抑制进行调节。主要
集中在对4个关键酶的反馈抑制上
A:氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ（CPSⅡ） 由UMP反馈抑制。
B:天冬氨酸转氨基甲酰酶(CAT) 由UMP和CTP反馈抑制。
C:乳清酸磷酸核糖转移酶（OPRT） 由ADP和GDP反馈抑制。
D:CTP合成酶(CTPS)，由CTP反馈抑制。 CTP对天冬氨酸转氨酶的反馈调节为变构调节,CTP浓度 升高时，CTP与调节亚基结合使调节亚基和催化亚基变 构，酶由活性态转为生物无化学活第十性一章态核苷，酸代实谢 现反馈抑制调节。
（一）从头合成途径 1.概念：
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脏，其次为小肠和胸腺，脑 及骨髓无法利用此途径合成核苷酸

饮食治疗
对于嘌呤核苷酸代谢紊乱的患者， 应采用低嘌呤饮食，限制高嘌呤食 物的摄入，如动物内脏、海鲜等。
药物治疗
对于高尿酸血症和痛风患者，可以 使用抑制尿酸合成的药物，如别嘌 呤醇、丙磺舒等。
酶抑制治疗
对于嘌呤核苷酸分解代谢紊乱的患 者，可以使用酶抑制药物，如环孢 素、他克莫司等。
细胞移植治疗
对于嘌呤核苷酸合成途径受阻的患 者，可以考虑进行造血干细胞移植 治疗。
核苷酸代谢在医学中有重要的应用价值，如治疗疾病 和进行生物医学研究。
核苷酸代谢是生物体内一个重要的生化过程，包括合 成和降解两个主要途径。
核苷酸代谢物和相关酶在代谢调控中具有重要作用， 可以影响细胞生长、分化、凋亡等生物学过程。
下一步研究方向
深入研究核苷酸代谢及相关酶的分子机制和调节 作用，探讨其在医学中的应用价值。
背景
核苷酸是核酸的基本组成单位，而核酸是生命活动中至关重 要的物质之一。核苷酸代谢是生物体内维持生命活动所必需 的基本过程之一，涉及到许多医学领域，如遗传学、分子生 物学、肿瘤学、药物学等。
核苷酸代谢在医学中的重要性
遗传性疾病
许多遗传性疾病是由于核苷酸代谢中的基因突变 或缺陷所引起的，如嘌呤、嘧啶代谢障碍等。
THANKS
嘌呤核苷酸合成是细胞生存和增殖的基本条件，如果合成减少，会导致细胞生长和代谢异常。
嘌呤核苷酸分解代谢紊乱
由于嘌呤核苷酸分解代谢紊乱，会产生过多的尿酸，引起高尿酸血症和痛风等疾病。
嘌呤核苷酸合成途径受阻
由于嘌呤核苷酸合成途径受阻，会导致细胞内DNA和RNA合成受阻，影响细胞的正常分裂和增殖。
核苷酸代谢紊乱的医学治疗
03
核苷酸代谢与医学
核苷酸代谢与能量代谢

续；
叶酸结构类似物
阅读：

氨甲蝶呤是一类重要的抗肿瘤药物，对急性白血病、绒 毛膜上皮癌等有一定疗效。这类药物能够抑制肿瘤细胞 核酸的合成，但对正常细胞亦有影响，故毒性较大，限 制了临床上的运用；

作为二氢叶酸还原酶特异抑制剂，在实验室可用于配制
选择培养基，筛选抗性基因或鉴定胸腺嘧啶核苷激酶基
因，十分有用。
UMP是胞苷酸（CMP）和胸苷酸（TMP）的前体； 合成嘧啶核苷酸时首先形成嘧啶环（与嘌呤核苷酸不
同），再与PRPP结合成为UMP；

关键中间化合物 —— 乳清酸；
生物利用CO2、NH3、Asp、PRPP首先合成尿苷酸(UMP)
P240图11-9
UMP是胞苷酸（CMP）和胸苷酸（TMP）的前体
P240图11-10194 Nhomakorabea年 结论：DNA是生命的遗传物质

更有说服力的噬菌体实验
1952 年 ， Hershey 和 Chase 病毒（噬菌体） 放射性同位素 35S标记病毒 的蛋白质外壳， 32P标记病 毒的DNA内核，感染细菌。 新复制的病毒，检测到了 32P标记的DNA，没有检测到 35S标记的蛋白质， DNA在病毒和生物体复制或 繁殖中的关键作用。 8年的时间
结果说明：加热杀死的S型肺炎球菌中一定有某种特 殊的生物分子或遗传物质，可以使无害的R型肺炎球 菌转化为有害的S型肺炎球菌 这种生物分子或遗传物质是什么呢？
纽约洛克非勒研究所
Avery
从加热杀死的S型肺炎球菌将蛋白质、核酸、多糖、脂 类分离出来，分别加入到无害的R型肺炎球菌中，
结果发现，惟独只有核酸可以使无害的R型肺炎球菌转 化为有害的S型肺炎球菌。