小度写范文【核苷酸代谢】 核苷酸代谢的途径模板

第八章核苷酸代谢核酸的消化核苷酸生理功能第一节嘌呤核苷酸的合成与分解代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢（一）从头合成途径（de novo synthesis）1、概念：利用磷酸核糖、核苷酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸，成为从图合成途径。

2、元素来源（source of elements）3、过程（1）IMP的合成：①5-磷酸核糖（磷酸戊糖途径中产生）经过磷酸核糖焦磷酸合成酶作用，活化生成磷酸核糖焦磷酸（PRPP）②谷氨酰胺提供酰胺基取代PRPP上的焦磷酸，形成5-磷酸核糖胺（PRA），此反应由磷酸核糖酰胺转移酶催化。

PRA极不稳定，半衰期为30秒。

③由ATP供能，甘氨酸与PRA加合，生成甘氨酰胺核苷酸（GAR）。

④N5，N10-甲炔四氢叶酸供给甲酰基，使GAR甲酰化，生成甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）。

⑤谷氨酰胺提供酰胺氮，使FGAR生成甲酰甘氨咪核苷酸（FGAM），此反应消耗一分子ATP。

⑥FGAM脱水环化形成5-氨基咪唑核苷酸（AIR）此反应也要ATP参与。

至此，合成了嘌呤环中咪唑环部分。

⑦二氧化碳连接在咪唑环上，作为嘌呤环中C6的来源，生成5-氨基咪唑，4-羧酸核苷酸（CAIR）。

⑧及⑨在ATP存在下，天冬氨酸与CAIR缩合，生成产物再脱去一分子延胡索酸而裂解为5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)。

⑩N10-甲酰四氢叶酸提供一碳单位，使AICAR甲酰化，生成5-架线氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（FAICAR）。

11FAICAR脱水环化，生成IMP。

○嘌呤核苷酸从头合成的酶在胞液中多以酶复合体形式存在。

（2）AMP和GMP的生成IMP虽然不是核算分子的主要组成部分，但它是嘌呤核苷酸合成的重要中间产物，IMP可以分别转变成AMP和GMP。

AMP和GMP在激酶的作用下。

经过两步磷酸化反应，进一步分别生成ATP和GTP。

4、调节（regulation）嘌呤核苷酸合成起始阶段的PRPP合成酶和PRPP酰胺转移酶均可被合成产物IMP、AMP、GMP等抑制。

核苷酸代谢
核苷酸代谢是生物体内一系列生化反应的过程，用于合成和分解核苷酸分子，包括腺嘌呤核苷酸和胞嘌呤核苷酸。

这些核苷酸是DNA 和RNA 的构建单元，同时还在细胞内参与能量转化和信号传递等生物过程。

核苷酸代谢在维持细胞生存和功能中起着重要作用。

核苷酸代谢包括以下主要过程：
1.核苷酸合成：细胞需要合成新的核苷酸来满足DNA 和RNA
的合成需求。

这包括腺嘌呤核苷酸和胞嘌呤核苷酸的合成。

合成的过程需要多个中间产物，如核糖核苷酸、二磷酸核糖核苷酸等。

2.核苷酸降解：细胞需要分解核苷酸来回收核苷酸单体或能量。

核苷酸降解包括核苷酸的酶解和分解成较小的分子，如核苷、碱基、糖和磷酸。

3.核苷酸储存：一些细胞会储存核苷酸以供以后使用，以应对细
胞周期或环境变化。

4.调控：核苷酸代谢受到多种调控机制的调节，包括反馈抑制、
激活、废物排除和信号传递。

这有助于维持核苷酸浓度在细胞内的平衡。

核苷酸代谢与细胞的生长、分裂、DNA 修复、RNA 合成以及能量代谢等过程密切相关。

失调的核苷酸代谢可能会导致遗传疾病，如类风湿性关节炎、DNA损伤修复缺陷疾病、免疫系统疾病等。

因此，核苷酸代谢的研究对于理解生物体内的基本生物学过程和开发相关药
物非常重要。

第十章核酸代谢要求掌握：遗传信息传递的中心法则，原核细胞DNA复制及RNA转录的酶、有关概念和基本过程。

熟悉：DNA半保留复制的实验证据；逆转录酶活性和逆转录的应用。

了解：核苷酸分解代谢的终产物、生物合成的方式。

原核生物与真核生物复制、转录的区别。

重点内容：遗传信息传递的中心法则，原核细胞DNA半保留复制，RNA转录。

难点内容：DNA复制的过程，原核生物RNA转录的相关概念。

第一节核苷酸的代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径。

第一，由简单的化合物合成嘌呤环的途径，称从头合成（de novo synthesis）途径。

第二，利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸，称为补救合成（或重新利用）（salvage pathway）途径。

肝细胞及多数细胞以从头合成为主，而脑组织和骨髓则以补救合成为主。

（一）嘌呤核苷酸的从头合成(1) 原料核素示踪实验证明嘌呤环是由一些简单化合物合成的，如图10-1所示，甘氨酸提供C-4、C-5及N-7；谷氨酰胺提供N-3、N-9; N10-甲酰四氢叶酸提供C-2, N5，N10-甲炔四氢叶酸提供C-8;CO2提供C-6。

磷酸戊糖则来自糖的磷酸戊糖旁路，当活化为5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）后, 可以接受碱基成为核苷酸。

其活化的反应式如下。

（2）过程合成的主要特点是在磷酸核糖的基础上把一些简单的原料逐步接上去而成嘌呤环。

而且首先合成的是次黄嘌呤核苷酸(IMP)，由后者再转变为腺嘌呤核苷酸(AMP)和鸟嘌呤核苷酸(GMP)1. IMP的合成2.AMP和GMP的合成需要说明的是，AMP和GMP是不能直接转换的，但AMP可在腺苷酸脱氨酶催化下脱去氨基，生成IMP，然后再利用IMP合成GMP。

作为核酸合成的底物是核苷三磷酸的形式，通过激酶的作用及ATP供能，AMP和GMP可转变成ATP及GTP。

（二）嘌呤核苷酸的补救合成虽然从头合成途径是嘌呤核苷酸的主要合成途径，但嘌呤核苷酸从头合成酶系在哺乳动物的某些组织(脑、骨髓)中不存在，细胞只能直接利用细胞内或饮食中核酸分解代谢产生的嘌呤碱或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸，称为补救合成。

细胞生物学中的核苷酸代谢途径细胞是生物体的基本单位，其中核酸是构成核糖体和DNA序列的关键组成部分。

核酸由核苷酸单元组成，核苷酸代谢是维持细胞正常功能的重要过程。

这一过程涉及到核苷酸的合成、降解和再利用，为了维持细胞正常的功能和稳态，细胞需要控制核苷酸代谢途径的平衡。

本文将探讨细胞生物学中的核苷酸代谢途径，包括核苷酸合成、降解和再利用等方面的内容。

一、核苷酸合成途径核苷酸合成是细胞中核苷酸代谢的重要组成部分，它涉及到细胞中氮代谢途径和葡萄糖代谢途径。

核苷酸的合成途径不同于降解途径，它是通过一系列酶催化的反应来完成的。

首先，核苷酸合成途径需要合成核苷酸的前体物质。

在动物细胞中，核苷酸的合成起始物质包括核碱基、糖和磷酸。

细胞通过葡萄糖、胱氨酸和甲硫氨酸等原料，经过一系列的酶催化反应，合成核苷酸的前体物质。

其次，核苷酸合成途径需要核苷酸的合成酶。

核苷酸的合成酶是完成核苷酸合成的催化剂。

不同类型的核苷酸合成酶以及参与核苷酸合成的酶协同作用，使细胞能够有效地合成各种类型的核苷酸。

最后，核苷酸合成途径需要能量和NADPH供给。

核苷酸的合成需要大量的能量和还原物质NADPH。

细胞通过葡萄糖代谢途径中的糖酵解和线粒体的呼吸链来提供能量和NADPH。

总之，核苷酸合成途径是细胞为了维持正常功能所需的重要过程。

细胞通过合成核苷酸的前体物质、核苷酸的合成酶、能量和还原物质来完成核苷酸的合成过程。

二、核苷酸降解途径核苷酸降解是细胞中的另一个核苷酸代谢途径。

核苷酸的降解途径通常发生在葡萄糖代谢途径的线粒体中。

首先，核苷酸降解途径需要核苷酸酶。

核苷酸酶是完成核苷酸降解的催化剂。

不同类型的核苷酸酶以及参与核苷酸降解的酶协同作用，使细胞能够有效地降解各种类型的核苷酸。

其次，核苷酸降解途径需要核苷酸降解的前体物质。

核苷酸降解会产生一些化合物，如尿素和氨基酸等。

这些化合物可以进一步参与细胞的代谢途径，如氮代谢途径和葡萄糖代谢途径。

最后，核苷酸降解途径还需要能量供给。

第十章核苷酸代谢1. 核苷酸的分解代谢1)核酸的降解：核酸+H2O+核酸酶→单核苷酸+核苷酸酶→核苷+PPi+核苷酶→戊糖+碱基（嘌呤/嘧啶） +核苷酸酸化酶→戊糖-1-磷酸+碱基※核苷水解酶不对脱氧核糖核苷生效。

2)限制性内切酶：3)嘌呤核苷酸的降解：代谢中间产物——黄嘌呤，终产物尿酸（彻底分解为CO2和NH3）。

嘌呤核苷酸→嘌呤核苷→①腺嘌呤（脱氨→次黄嘌呤+黄嘌呤氧化酶→黄嘌呤）②鸟嘌呤（脱氨→黄嘌呤）黄嘌呤+黄嘌呤氧化酶→尿酸肌肉中的嘌呤核苷酸循环生成氨；AMP+AMP脱氨酶→IMP，肌肉中的IMP→AMP，这一过程为嘌呤核苷酸循环。

4)嘧啶核苷酸的降解：分解成磷酸、核糖和嘧啶碱。

①胞嘧啶+胞嘧啶脱氢酶→尿嘧啶+二氢尿嘧啶脱氢酶（开环）→β-脲基丙酸→β-丙氨酸（脱氨参与有机代谢）+NH3+CO2+H2O②胸腺嘧啶+二氢尿嘧啶脱氢酶→二氢胸腺嘧啶+二氢嘧啶酶→β-脲基异丁酸→β-氨基异丁酸（监测放化疗程度）+NH3+CO2+H2O5)尿酸过高与痛风：尿酸在体内过量积累会导致痛风症，别嘌呤醇可治疗痛风，因与次黄嘌呤相似，可抑制黄嘌呤氧化酶从而抑制尿酸生成。

尿酸中体内彻底分解形成CO2和氨。

2. 核苷酸的合成代谢：分布广、功能强；从头合成：利用核糖磷酸、氨基酸CO2和NH3等简单的前提分子，经过酶促反应合成核苷酸。

补救合成：简单、省能，无需从头合成碱基；利用体内现有的核苷和碱基再循环。

嘌呤核苷酸合成前体：次黄嘌呤核苷酸（IMP/肌苷酸）+5-磷酸核糖（起始物）↓活化形式1)嘌呤核糖核苷酸的从头合成途径：主要调节方式——反馈调节；ATP+5-磷酸核糖+5-磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRPP合成酶）→5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）腺嘌呤核苷酸AMP鸟嘌呤核苷酸GMPIMP+Asp+腺苷酸琥珀酸合成酶→腺苷酸琥珀酸+腺苷酸琥珀酸裂合酶→延胡索酸+AMPIMP+IMP脱氢酶→黄嘌呤核苷酸+鸟嘌呤核苷酸合成酶→GMP补救合成途径：脑、骨髓组织缺乏从头合成所需要的酶，依靠嘌呤碱或嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸。

核苷酸代谢一、核苷酸的分解1.嘌呤核苷酸的分解：（环不打开）；代谢产物，尿酸、尿囊素、尿囊酸、尿素、氨；代谢异常：痛风病2.嘧啶核苷酸的分解：还原降解，环被打开；代谢产物：NH3 、CO2、β-丙氨酸、β-氨基异丁酸二、核苷酸的生物合成1.核苷酸的合成概况：1.1从头合成途径：以核糖磷酸、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经一系列酶促反应合成核苷酸的过程；1.2补救途径：利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反应合成核苷酸的过程2.嘌呤核苷酸的从头合成：2.1 IMP（次黄苷酸）的合成：1)5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的合成：由ATP与核糖-5-磷酸在磷酸核糖焦磷酸激酶（PRPP合成酶）的催化下生成2)PRPP与谷氨酰胺反应生成核糖胺-5磷酸，谷氨酸和无极焦磷酸，催化此反应的酶为谷氨酰胺-磷酸核糖焦磷酸酰胺基转移酶3)核糖胺-5-磷酸与甘氨酸合成甘氨酰胺核苷酸（GAR）（需ATP参与）4)GAR有GAR甲酰基转移酶催化生成甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）5)FGRA接受谷氨酰胺提供的N原子，生成甲酰苷氨脒核苷酸（FGAM）（反应需镁离子和钾离子参加，ATP供能）6)FGAM在AIR合成酶催化下脱水闭环生成5-氨基咪唑核苷酸7)由二氧化碳提供嘌呤环的C-6，是AIR生成5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸（CAIR），反应由AIR羧化酶催化，需生物素参与8)天冬氨酸提供嘌呤环的N-1，使CAIR生成5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（SAICAR），ATP供能9)SAICAR在腺苷琥珀酸裂解酶的催化下脱掉延胡索酸，生成5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸10)FAICAR的生成11)FAICAR在次黄嘌呤核苷酸的催化下脱水闭环，生成次黄嘌呤核苷酸2.2 AMP 和GMP的合成IMP在腺苷琥珀酸合成酶与腺苷琥珀酸裂解酶的连续作用下消耗一个GTP 生成AMP；IMP由IMP脱氢氧化酶催化脱氢生成黄嘌呤核苷酸，在鸟苷酸合成酶的催化下由ATP功能，生成GMP3．嘧啶核苷酸的从头合成（合成部位：胞质溶胶）嘧啶核苷酸上的原子来自二氧化碳、氨气和天冬氨酸3.1UMP的合成：氨甲酰磷酸的生成；乳清酸的合成；尿嘧啶核苷酸的合成3.2CTP的合成：UMP通过尿甘酸激酶和二磷酸核苷酶的连续作用，生成尿苷三磷酸，UTP在CTP合成酶的催化下消耗一分子ATP生成胞苷三磷酸合成特点：先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连；先合成UMP，再转变成dTMP 和CTP4.核苷三磷酸的合成：底物与一分子ATP在相应激酶的催化下生成核苷酸某磷酸5.脱氧核苷酸的合成：生物体内的脱氧核糖核苷酸由核糖核苷酸还原而成；在核苷二磷酸水平上被还原生成脱氧核糖核苷酸6.胸苷酸的合成：胸苷酸由脱氧尿甘酸甲基化生成，由胸苷酸合酶催化7.核苷酸的补救合成：7.1嘌呤核苷酸补救合成的途径：碱基与核糖-1-磷酸反应生成核苷，核苷在磷酸激酶的催化下生成核苷酸（有ATP提供磷酸基）；在核糖磷酸转移酶的催化下，嘌呤碱与PRPP合成生成嘌呤核苷酸补救合成的意义：补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。

第十章核苷酸的代谢兰州科技职业学院课程名称：生物化学授课教师：李妮 No: _11___第十章核苷酸代谢引言核苷酸是组成核酸的基本结构单位，是生物遗传信息的物质基础，它在体内分布广泛，机体内的核苷酸主要以5′-核苷酸的形式存在。

食物核酸的消化第一节核苷酸的合成代谢核苷酸的合成途径●从头合成途径(de novo synthesis pathway)※意义：机体大多数组织核苷酸合成的主要途径●补救合成途径(salvage synthesis pathway)※意义：脑、骨髓等少数组织的核苷酸合成途径一、嘌呤核苷酸的合成（一）嘌呤核苷酸的从头合成1.原料与部位原料：5-磷酸核糖、谷氨酰胺、甘氨酸、天冬氨酸、一碳单位和CO2部位：肝；其次小肠和胸腺嘌呤碱合成的元素来源2.合成过程(1)IMP 生成过程5-磷酸核糖P O-CH 2HO H H HOH OHOHP O-CH 2HOH H HO OHOHP PATP AMPPRPP 合成酶5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP) Gln Glu酰胺转移酶5-磷酸核糖胺P O-CH 2H O HH NH 2OH OH OH Gly Mg 2+ GAR 合成酶ATPADPPiH 2C-NH 2O=C-NHR甘氨酰胺核苷酸(GAR)N 5,N 10-CH=FH 4FH 4转甲酰基酶H 2C-NH-CHO O=C-NHR5/P甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)GlnGlu合成酶H 2C-NH-CHO HN=C-NH R5/PMg 2+甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)ATP ADPAIR 合成酶PiMg 2+R5/PNHC CH 2NN CH 5-氨基咪唑核苷酸(AIR)CO 2羧化酶R5/PNCN CH HO-C O5-氨基咪唑-4-羧基核苷酸(CAIR)Asp Mg 2+合成酶ADPPi ATPR5/PNC H 2NN CH HC-HN-C OHOOCCH 2HOOC5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸)甲酰胺核苷酸(SAICAR)裂解酶延胡索酸R5/PNCH 2NN CHH 2N-C O5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)N 10-COH-FH 4FH 4 转甲酰基酶K +R5/PNCOHC-NHNCH H 2N-C O 5-甲酰胺咪唑-4-氨基甲酰核苷酸(FAICAR) P O-CH 2HOH H NHOHOHNN NO次黄嘌呤核苷酸(IMP)环水解酶H 2O（2）AMP和GMP的生成①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶嘌呤核苷酸从头合成特点：嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。