核苷酸代谢主题知识讲解

H2O
胰核酸酶
水解3’，5’-磷酸二酯键 （磷酸二酯酶）
核糖核酸酶（RNase） 脱氧核糖核酸酶 (DNase)
单核苷酸
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单核苷酸
H2O
胰、肠核苷酸酶（nucleotidase）
（磷酸单酯酶）
磷酸
H2O H3PO4
核苷
核苷水解酶
（nucleoside hydrolase）
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核苷酸的生理功能
作为核酸合成的原料:
dATP 、 dGTP 、 dCTP 、 dTTP ——DNA的合成原料；
ATP、GTP、CTP、UTP ——RNA的合成原料。
体内能量的利用形式：ATP、GTP（蛋白质合
成）、UTP（糖原合成）、CTP（磷脂合成）
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核苷酶(nucleosidase)
（水解或磷酸解）
核苷磷酸化酶
（nucleoside phosphorylase）
碱基
戊糖（或戊糖-1’-磷酸）
核苷酸代谢概况 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
合成代谢
从头合成途径 (de novo synthesis pathway)
补救合成途径 (salvage synthesis pathway)
① ②
③
④
⑤
⑥
③ GAR合成酶 ④转甲酰基酶 ⑤ FGAM合成酶 ⑥AIR合成酶
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7
8
9
11
10
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•嘌呤碱合成的元素来源
CO2
甘氨酸
天冬氨酸
甲酰基 （一碳单位）
甲酰基 （一碳单位）
谷氨酰胺 （酰胺基）
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P O CH 2
ATP AM P Mg2+
OH
H H
HOHPRPP合成酶
HH
H
OP OP
OHOH
OHOH
5-磷酸核糖
磷酸核糖焦磷酸 （PRPP）
谷氨酰胺
PPi
酰胺转移酶
P O CH 2 O
谷氨酸
NH 2
H H
HH
OH OH
1-氨 基 -5'-磷 酸 核 苷 （ 5-磷 酸 核 糖 胺 ， PRA）
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酰胺转移酶
PRPP
_PRA
ATP
_
腺苷酸代 琥珀酸
AMP ADP ATP
IMP
XMP GMP GDP GTP
_
腺苷酸代
AMP
IMP
GTP
琥珀酸 +
XMP _ATP
+GMP
ADP GDP
ATP GTP
目录
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（二）嘧啶核苷酸的从头合成
嘧啶核苷酸的结构
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参与代谢和生理调节：如cAMP是第二信
使，也作为效应剂参与调节。AMP、ADP、 ATP均可作为效应剂。
构成辅酶：腺苷酸可参与组成NAD＋、
FAD、辅酶A等。
活化中间代谢物：如UDPG、CDP－胆碱
等、SAM、PAPS等。
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核酸的消化
食物核蛋白 胃酸
蛋白质
核酸（RNA及DNA）
HN
N
O HN
C 6氨 基 化
（ Asp） GTP
N
N
N
R -5'-P AMP
N
N
C2氧化(NAD ) 氨基化(Gln) O
R - 5 '- P ATP
IMP
HN
N
H2N N
N
R -5'-P
GMP
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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
在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）
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脱氧核苷酸的生成
核糖核苷酸还原酶，Mg2+
NDP
dNDP
二磷酸核糖核苷
二磷酸脱氧核苷
还原型硫氧化 还原蛋白-(SH)2
氧化型硫氧 化还原蛋白
S
S
NADP+ 硫氧化还原蛋白还原酶 NADPH + H+ （FAD）
1. 尿嘧啶核苷酸的合成
谷氨酰胺 + HCO3-
氨基甲酰磷 酸合成酶II
2ATP 2ADP+Pi
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
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激酶 dNDP + ATP
dNTP + ADP
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IMP GMP
ADP GDP
dGDP
dATP ATP
GTP dGTP
•从头合成的调节
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调节方式：反馈调节和交叉调节
__
_
+
+
R-5-P PRPP合成酶
分解代谢
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第一节 核苷酸合成代谢
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从头合成途径(de novo synthesis pathway) ：
利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位和CO2 等简单 物质为原料，经过一系列酶促反应，合成核苷酸 的途径。 这是主要合成途径。 主要在肝脏进行，其次是小肠和胸腺，而脑、
目录
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3、ATP和GTP的生成：
激酶
AMP
ADP
无意义
激酶
ATP
ATP ADP
ATP ADP
GMP
激酶
激酶
GDP
ATP ADP
ATP ADP
GTP
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4、 脱氧核糖核苷酸的生成 4种NDP（A、G、C及U）经还原反应生成4种
相应的dNDP
骨髓则无法进行此合成途径 。
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（一）嘌呤核苷酸的从头合成
嘌呤核苷酸的结构
AMP
GMP
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•过程 1. IMP的合成 2. AMP和GMP的生成
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1、IMP的合成过程
PP-1-R-5-P（PRPP) AMP ① ATP R-5-P
（磷酸核糖焦磷酸） PRPP合成酶 （5-磷酸核糖）
（PRPPK）
谷氨酰胺
酰胺转移酶 ②
(GPAT)
谷氨酸
H2N-1-R-5´-P（PRA)
（5´-磷酸核糖胺）
③～11
IMP
•谷氨酰胺 ——酰胺基N •N10——甲酰四氢叶酸 •天冬氨酸——α-氨基N •甘氨酸 •二氧化碳
P O CH 2 OH
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IMP的合成要点：
在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环； PRPP是重要的中间代谢物，它不仅参与
嘌呤核苷酸的从头合成，而且参与嘧啶 核苷酸的从头合成及两类核苷酸的补救 合成。是5-磷酸核糖的活性供体；
PRPP合成酶和酰胺转移酶为关键酶。
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2、AMP和GMP的生成
IMP是AMP和GMP的前体。 NH 2