核苷酸的合成、分解33页PPT

2、 腺嘌呤核苷酸的合成（AMP）
IMP + Asp + GTP
腺苷酸琥珀酸合成酶
腺苷酸琥珀酸 +GDP + Pi 腺苷酸琥珀酸裂解酶
AMP + 延胡索酸
从头合成：CO2 、2个甲酸盐、2个Gln、1个Gly、（1+1）个Asp、（6+1）个ATP，产生2个Glu、（1+1 ）个延胡索酸。
Asp的结构类似物羽田杀菌素，可强烈抑制腺苷酸琥珀酸合成酶的活性，阻止AMP生成。 羽田杀菌素： N-羟基-N-甲酰-Gly
第二节 嘌呤核苷酸的合成
一、 从头合成 由5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸（5’-PRPP）开始，先合成次黄嘌呤核苷酸，然后由次黄嘌呤核苷
酸（IMP）转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。 嘌呤环合成的前体：CO2 、甲酸盐、Gln、Asp、Gly
1、 次黄嘌呤核苷酸的合成（IMP）
5-磷酸核糖 + ATP
dGTP结合，可促使GDP（ADP）还原成dGDP（dADP） 催化机理 自由基催化转换模型。
3、脱氧核苷酸的补救途径（脱氧核苷激酶途径）
脱氧核苷酸也能利用已有的碱基或核苷进行合成（补救途径），但只有脱氧核苷激酶途径，不存在类似的磷 酸核糖转移酶途径
碱基 + 脱氧核糖-1-磷酸 脱氧核苷 ATP
核苷磷酸化酶 脱氧核苷激酶
嘌呤碱 + 戊糖-1-磷酸 AMP + PPi
次黄嘌呤（鸟嘌呤） + 5-PRPP
次黄嘌呤：鸟嘌呤磷酸核糖转移酶
IMP（GMP） + PPi
2、核苷激酶途径
腺嘌呤在核苷磷酸化酶作用下转化为腺嘌呤核苷，后者在核苷磷酸激酶的作用下与ATP反应，生成腺 嘌呤核苷酸。

起始因子
翻译起始阶段需要多种起始因子 参与，如eIF1、eIF2等，它们可 以促进翻译起始复合物的形成。
终止因子
翻译终止阶段需要多种终止因子 参与，如eRF1、eRF3等，它们可 以识别并水解翻译终止密码子， 从而终止翻译过程。
06
CATALOGUE
核苷酸代谢异常与疾病
嘌呤核苷酸代谢异常与痛风症
应生成。
03
脱氧核苷酸的种类
脱氧核苷酸包括腺嘌呤脱氧核苷酸（dAMP）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（
dGMP）、胞嘧啶脱氧核苷酸（dCMP）和尿嘧啶脱氧核苷酸（dUMP
）。
核糖核苷酸的合成
核糖的形成
核糖是核糖核苷酸的重要组成成分，可以通过糖苷酸的合成途径
核糖核苷酸主要通过核糖与碱基合成核糖核苷，再经过酶 促合成反应生成。
详细描述
核苷酸代谢异常可能影响神经细胞的发育和 功能，导致神经系统疾病的发生。此外，核 苷酸代谢异常也可能影响免疫系统的正常功 能，导致免疫系统疾病的发展。
THANKS
感谢观看
核苷酸的合成分 解课件
目 录
• 核苷酸简介 • 核苷酸的合成 • 核苷酸的分解代谢 • 核苷酸代谢与能量生成 • 核苷酸代谢的调节 • 核苷酸代谢异常与疾病
01
CATALOGUE
核苷酸简介
核苷酸的组成
核苷酸由磷酸、戊糖 和碱基组成。
碱基分为嘌呤和嘧啶 ，与戊糖通过糖苷键 连接。
戊糖分为核糖和脱氧 核糖，分别构成RNA 和DNA。
核苷酸代谢与GTP生成
总结词
核苷酸通过氧化磷酸化作用生成GTP，其中IMP是GMP和GDP的活化形式。
详细描述
在核苷酸代谢过程中，GTP的生成主要通过氧化磷酸化作用。首先，IMP被活化 成GMP和GDP，这个过程需要鸟苷酸激酶的催化。然后，GMP和GDP在鸟苷 酸环化酶的作用下生成GTP。GTP是能量载体，可以用于合成ATP。

IMP
XMP GMP GDP GTP
_
腺苷酸代
AMP
IMP
琥珀酸
GTP
+
XMP _ATP
+GMP
ADP GDP
ATP GTP
目录
（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。
医学下载吧
19 目 录
•参与补救合成的酶
嘌呤类似物 氨基酸类似物 叶酸类似物
6-巯基嘌呤
氮杂丝氨酸等 氨蝶呤
6-巯基鸟嘌呤
氨甲蝶呤等
8-氮杂鸟嘌呤等
医学下载吧
26 目 录
• 6-巯基嘌呤的结构
次黄嘌呤 (H)
6-巯基嘌呤 (6-MP)
医学下载吧
27 目 录
= =
= =
PRPP
谷氨酰胺 （Gln）
=
6-MP
PRA 氮杂丝氨酸
6-MP
PRPP PPi
体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能 进行补救合成。
医学下载吧
22 目 录
（三）嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
医学下载吧
GMP XMP
23 目 录
（四） 脱氧核糖核苷酸的生成
在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）
医学下载吧
24 目 录
脱氧核苷酸的生成
核糖核苷酸还原酶，Mg2+
医学下载吧
3 目录
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)
AMP
医学下载吧
4 目录
第一节

- 17 -
第一节
核苷酸的合成代谢 二、嘧啶核苷酸的合成代谢
2．CTP 的合成 UMP 是所有其他嘧啶核苷酸的前体。由尿嘧啶核苷酸转变成胞嘧啶核苷酸是 在核苷三磷酸水平上进行的。UMP 经尿苷酸激酶和二磷酸核苷激酶的作用， 先生成 UTP（三磷酸尿苷），然后在 CTP 合成酶的催化下，由谷氨酰胺提供 氨基，使 UTP 转变为 CTP（三磷酸胞苷）。此过程消耗 1 分子 ATP 。
- 18 -
第一节
核苷酸的合成代谢 二、嘧啶核苷酸的合成代谢
3．dTMP的合成 脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）由脱氧尿嘧啶核苷酸（dUMP）甲基化生成。催 化此反应的酶是胸苷酸合酶，N5, N10-甲烯四氢叶酸为甲基供体。 在正常的肝细胞中，胸苷酸合酶活性很低，当肝里出现恶性肿瘤时，此酶活性 升高。而且，肿瘤的恶性程度与胸苷酸合酶的活性值成正相关。
- 32 -
第三节 核苷酸的抗代谢物
四、核苷类似物
阿糖胞苷、环胞苷是改变了核糖结 构的核苷类似物。阿糖胞苷能抑制 CDP （二磷酸胞苷）还原成 dCDP（二磷酸脱 氧胞苷），进而影响 DNA 的合成，它是 重要的抗癌药。
的 6 位酮基被氨基取代即为 AMP。此反应分为两步： ① 由腺苷酸代琥珀酸合成酶催化，GTP（三磷酸鸟苷）水解供能，天冬氨酸的氨基 与IMP相连生成腺苷酸代琥珀酸。 ② 腺苷酸代琥珀酸在腺苷酸代琥珀酸裂解酶作用下脱去延胡索酸生成 AMP。
-9-
第一节
核苷酸的合成代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢
GMP 的生成过程也包含了两步反应：
APRT 受 AMP 的反馈抑制，HGPRT 受 IMP 与 GMP 的反馈抑制。
- 12 -
第一节
核苷酸的合成代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢

律诗
唐诗
绝句
五言 七言
1.共有八句 律 诗 2.二、四、六句押韵 的 特 3.首联、颔联、颈联、尾联 征 4. 颔联对偶句,颈联对偶句
次北固山下 王湾
(首联)客路/青山/外，行舟/绿水/前。 (颔联)潮平/两岸/阔，风正/一帆/悬。 (颈联)海日/生/残夜，江春/入/旧年。 (尾联)乡书/何处达？ 归雁/洛阳/边。
解题
思考：
题目中“次”是什么含义？
次北固山下
诗题中的“次”字一般解作“停 泊”，但根据诗意，在这里应解为 “经过”，因为从颔联即可察知： 诗人所乘之舟是在江中行驶的。
次北固山下，意思是泊舟停宿于 北固山下。北固山三面临江，形势险 要，号称“天下第一江山”。
作者家住洛阳，旅于江南，在这座 山下停泊，被这里开阔秀丽的景色所 吸引，写下了这首诗。
核苷酸生产工艺.
一 核苷酸概况
定义 一 核苷的磷酸酯，是构成核酸的基本单位。视连接部位不 同，有 2′-核苷酸(核苷2′-磷酸)、3′-核苷酸(核苷3′-磷酸)和 5′-核苷酸(核苷5′-磷酸酸)三种。体内通常是5′-磷 酸酯。 二 由碱基（嘌呤碱或嘧啶碱）、戊糖（核糖或脱氧核糖）和 磷酸组成的化合物。 三 一个或多个磷酸基团通过与一个核苷上的糖基部位缩合 成二酯键而形成的一种化合物。是构成核酸的基本单位。
四 我国核苷酸生产现状
• 技术不成熟 目前国内核苷酸的生产技术基本为 自己开发，工艺路线 与国外相同，但各厂家都没能解决技术参数方面存在的问题 ，因此生 产成本较高
• 产品销售渠道不畅国内核苷酸生产还没有形成一定的规模 ，有些企业 的生产能力很小 ，生产基本不连续 ，企业也不太重视该产品。此外， 我国产品与国外同类产品相比，价格高但质量一般 ，所以也很难与国 外产品竞争

NM P ATP NDP
ATP
NTP
N： 代表 A、 G、C、U 作为合成RNA的原料
五、脱氧核苷酸的合成
脱氧核糖核苷酸由核糖核苷 酸的二磷酸核苷水平上还原生 成
dTTP dTMP dUMP
NDP
NADPH+H+
NADP+
H2O
DNA合成原料
dNTP
dNDP
（A、G、C）
第二节 核苷酸的分解代谢
2ATP 2ADP+Pi
CO2+谷氨酰胺
氨基甲酰磷酸 天冬氨酸
乳清酸核苷酸 OMP
Pi PRPP
乳清酸
氨甲酰天冬氨酸
H2O 二氢乳清酸
CO2 尿嘧啶核苷酸（UMP）
2、CTP的合成
ATP
UMP
ATP
UDP
UTP
CTP
谷氨酸
谷氨酰胺
3、dTMP的合成
dUDP
(-)
一、嘌呤核苷酸的抗代谢物
Ｃ．脑组织
别嘌呤醇
D．骨髓组织
一、嘌呤核苷酸的从头合成
E. 小肠 嘧啶核苷 + ATP
嘧啶核苷酸 + ADP
UTP、CTP 、 GTP分别参与Gn、磷脂和Pr合成
嘧啶碱 + PRPP
嘧啶核苷酸
一、嘌呤核苷酸的从头合成
二、嘧啶核苷酸抗代谢物
别尿嘧嘌２啶呤←胞.醇下嘧啶 列原料在胸嘌腺嘧啶呤碱和嘧啶碱合成中均需要
（R） C（.dR）嘧啶核苷酸的从头合成
A / G / I + PRPP
AMP / GMP / IMP
8-氮杂鸟嘌呤等
D. FH2还原酶
嘧啶核苷酸的补救合成

N
N NAD+ + H2O
H IMP
R-5'-P
NADH + H + O
IMP脱 氢 酶
HN
O
Gln
Glu
N
ATP
HN
N
ON H
N
GMP 合成酶
H2N
N
R-5'-P
N R-5'-P
XMP
GMP
AMP
激酶 ATP ADP
激酶
ADP
ATP ADP
ATP
GMP
激酶
激酶
GDP
ATP ADP
ATP ADP
GTP
M g2+
OH OH
H2O
OH H
NDP
硫氧化
（N=A, G, C, U） 还原蛋白
SH SH
硫氧化 还原蛋白
S S
dNDP AT P
激酶
NADP+
FAD
NADPH
ADP
硫氧化还原蛋白还原酶 + H+ dNTP
核糖核苷酸还原酶的调节
CDP
dCDP
ATP
UDP
dUDP
dCTP dTTP
GDP
dGDP
dGTP
ADP
dADP
dATP
（五） 嘌呤核苷酸的抗代谢物
• 嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基 酸或叶酸等的类似物。
• 主要以竞争性抑制干扰或阻断嘌呤核苷酸 的合成代谢，从而进一步阻止核酸以及蛋 白质的生物合成。
5-氨 基 咪 唑 -4-(N-琥 珀 酸 ) 甲酰胺核苷酸 (SAICAR)
5-氨 基 咪 唑 -4-甲 酰 胺 核苷酸 （AICAR）

2019/11/27
.
31
THX!
2019/11/26
.
32
6－MP→次黄嘌呤－鸟苷酸酶 →硫代肌苷酸→阻止肌苷酸转 变为腺苷酸和鸟苷酸。这种药 物对S期细胞及其他期细胞有 效。临床主要用于儿童急性淋 巴母细胞性白血病的维持治疗， 亦用于治疗急性或慢性非淋巴 细胞性白血。
2019/11/27
.
25
1.举出几种嘌呤与嘧啶抗代谢物的名称，举例说明抗代谢物具有抗肿瘤作用的机制
5-氟尿嘧啶结构与胸腺嘧啶 相似，本身并无生物学活性，
必须在体内转变成一磷酸脱氧 氟尿嘧啶核苷（FdUMP）及三 磷酸氟尿嘧啶核苷（FUTP） 后才能发挥作用。FdUMP是胸 苷酸合酶的抑制剂：FUTP可 以掺入RNA分子以破坏RNA的 结构与功能。
其抗肿瘤谱广，对多种肿瘤 尤其是对消化道癌症和乳腺癌 疗效较好。临床用于治疗食道 癌、胃癌、结肠癌、直肠癌、 胰腺癌及肝癌，也可用于治疗 卵巢癌、子宫癌、鼻咽癌、膀 胱癌及前列腺癌等。
2019/11/27
.
28Βιβλιοθήκη 2.举例说明核苷酸的基本生物学功能
1
2
3
作为核酸合成的原 料，这是核苷酸最 主要的功能。
体内能量的利用形式。ATP是细胞的主要 能量形式。此外GTP等也可以提供能量。
参与代谢和生理调节。某些核
苷酸或其衍生物是重要的调节 分子。例如cAMP是多种细胞膜 受体激素作用的第二信 使;cGMP也与代谢调节有关。
核苷酸的代谢、合成，减缓甚至阻滞癌细胞的增殖的作用而成为
治疗癌症的重要药物。但多数药物在对抗癌细胞的同时无法区分
正常组织细胞，故仍然对人体有害。
2019/11/27
.

（2）引发体组装： 由蛋白因子（如dnaB等）识别复制起始 点，并与其他蛋白因子以及引物酶一起 组装形成引发体。
2.引发 在引物酶的催化下，以DNA为模板，合成 一段短的RNA片段，从而获得3'端自由羟 基。
冈崎片段（Okazaki fragment）：DNA复 制时，一条以5'→3'方向的母链作为模板，指 导新合成的链沿5'→3'合成不连续的小片段。 岗崎片段由DNA连接酶连成一条完整的新链。
冈 崎 片 段 的 大 小 : 在 原 核 生 物 中 约 为 1000 ～ 2000个核苷酸，而在真核生物中约为100个 核苷酸。
通过水解ATP将DNA两条链打开。E.coli中的 rep蛋白就是解螺旋酶，还有解螺旋酶I、II、 III。每解开一对碱基需要水解2个ATP分子。
5. 单链结合蛋白
稳定DNA解开的单链，防止复性和保护单链部 分不被核酸酶水解。
6. 引物合成酶与引发前体
➢ 引物合成酶（引发酶）：此酶以DNA为模板合 成一段RNA， 这一段RNA作为合成DNA的引物。 实质是以DNA为模板的RNA聚合酶。
激酶
激酶
AMP ADP
ATP
ATP ADP ATP ADP
激酶
激酶
GMP GDP
GTP
ATP ADP ATP ADP
补救合成（salvage pathway）
脑、骨髓内缺乏有关合成酶，因此只能采用补救合成。
*APRT
腺嘌呤 + PRPP
AMP+PPI
* HGPRT
次黄嘌呤 + PRPP
IMP+PPI
单双向复制取决于起点处有一个还是两个复制叉
单向复制