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第8章核苷酸代谢1.思考题：1．简述PRPP在核苷酸合成中的重要作用。
2．比较氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ、Ⅱ的异同。
3．比较嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸从头合成的异同。
2. 名词解释1．从头合成途径2．补救合成途径3.英汉互译：1．从头合成途径2．补救合成途径3．IMP4．PRPP5．6MP6．5-FU7．uric acid8．Allopurinol4.选择题1．嘌呤环上第7位氮(N-7)来源于：A．天冬氨酸B．天冬酰胺C．谷氨酰胺D．谷氨酸2．嘌呤核苷酸从头合成的过程中，首先合成的是：A．AMPB．GMPC．XMPD．IMPE．OMP3．从头合成IMP与UMP的共同前体是：A．谷氨酸B．天冬酰胺C．N5，N10-甲炔四氢叶酸D．NAD+E．磷酸核糖焦磷酸4．从IMP合成AMP需要：A．天冬氨酸B．天冬酰胺C．ATPD．NAD+E．Gln5．从IMP合成GMP需要：A．天冬氨酸B．天冬酰胺C．ATPD．NAD+6．嘌呤核苷酸从头合成时GMP的C-2上的氨基来自：A．谷氨酰胺B．天冬酰胺C．天冬氨酸D．甘氨酸E．丙氨酸7．下列嘌呤核苷酸之间的转变中，哪一个是不能直接进行的：A．GMP→IMPB．IMP→XMPC．AMP→IMPD．XMP→GMPE．AMP→GMP8．体内脱氧核苷酸是由下列哪种物质直接还原而成：A．三磷酸核苷B．二磷酸核苷C．一磷酸核苷D．核糖核苷E．核糖9．人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要终产物是：A．尿素B．尿酸C．肌酐D．尿苷酸E．肌酸10．dTMP的生成是：A．UMP→TMP→dTMP B．UDP→TDP→dTMP C．UTP→TTP→dTMP D．UDP→dUDP→dUMP→dTMP E．UTP→dUDP→dUMP→dTMP。
核苷酸代谢Metabolism of Nucleotides概述核酸的消化与吸收食物核蛋白胃酸蛋白质核酸（RNA及DNA）胰核酸酶核苷酸胰、肠核苷酸酶核苷磷酸核苷酶碱基戊糖•核苷酸的生物功用●作为核酸合成的原料●体内能量的利用形式●参与代谢和生理调节●组成辅酶●活化中间代谢物尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)AMP第一节嘌呤核苷酸的代谢Metabolism of Purine Nucleotides嘌呤核苷酸的结构AMPGMP一、嘌呤核苷酸的合成代谢●从头合成途径(de novo synthesis pathway)●补救合成途径(salvage synthesis pathway)（一）嘌呤核苷酸的从头合成•定义嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、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，合成嘌呤核苷酸的途径。
•合成部位肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成途径。
•嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸甲酰基（一碳单位）甘氨酸甲酰基（一碳单位）谷氨酰胺（酰胺基）1. IMP的合成2. AMP和GMP的生成R-5-P（5-磷酸核糖）ATP AMP PRPP 合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下IMPAMPGMPH 2N-1-R-5´-P（5´-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶1. IMP的合成过程①磷酸核糖酰胺转移酶②GAR合成酶③转甲酰基酶④FGAM合成酶⑤AIR合成酶IMP生成总反应过程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AMPADPATPADP ATP 激酶ADPATP 激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶•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。
• IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。
AMP或GMP的合成又需1个ATP。
•从头合成的调节R-5-P ATP PRPP合成酶PRPP酰胺转移酶PRA IMP腺苷酸代琥珀酸AMP ADP ATPXMP GMP GDP GTP ++___ __IMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMP ADP ATPGMP GDP GTPATPGTP__++调节方式：反馈调节和交叉调节（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)•合成过程APRT腺嘌呤+PRPP AMP + PPiHGPRT次黄嘌呤+ PRPP IMP + PPi鸟嘌呤+PRPP HGPRT GMP + PPi腺嘌呤核苷腺苷激酶AMPATP ADP•补救合成的生理意义●补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。
●体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。
Lesch-Nyhan综合征或称自毁容貌征由于基因缺陷导致HGPRT活性严重不足或完全缺乏，是一种X染色体连锁的隐性遗传病。
患儿在二三岁时即开始出现症状，如尿酸过量生成，生长发育迟缓，强迫性痉挛、舞蹈样手足徐动、自咬嘴唇、手足致残、智力迟钝，这种患儿很少活到成年。
现在科学家正研究将由功能的HGPRT基因，借助基因工程的方法转移至患者的细胞中，以达到基因治疗的目的。
自毁容貌征（三）嘌呤核苷酸的相互转变IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH 3（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）dNDP +ATP 激酶dNTP + ADP二磷酸脱氧核苷NDP dNDP二磷酸核糖核苷NADP +NADPH + H +核糖核苷酸还原酶，Mg 2+还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化还原蛋白S S硫氧化还原蛋白还原酶（FAD ）脱氧核苷酸的生成（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。
嘌呤类似物氨基酸类似物叶酸类似物6-巯基嘌呤6-巯基鸟嘌呤8-氮杂鸟嘌呤等氮杂丝氨酸等氨蝶呤氨甲蝶呤等次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)•6-巯基嘌呤的结构甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR ）PRPP谷氨酰胺（Gln ）=PRA甘氨酰胺核苷酸（GAR ）==甲酰甘氨脒核苷酸（FGAM ）5-氨基异咪唑-4-甲酰胺核苷酸（AICAR ）=5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（FAICAR ）IMP 次黄嘌呤（H ）PRPP PPi=AMP PRPPPPi=腺嘌呤（A ）GMP=PRPPPPi鸟嘌呤(G)6-MP6-MP 6-MP6-MP 6-MP6-MP氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸MTXMTX二、嘌呤核苷酸的分解代谢核苷酸核苷核苷酸酶Pi 核苷磷酸化酶碱基1-磷酸核糖嘌呤碱的最终代谢产物AMP GMP H （次黄嘌呤）G X（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶痛风症（gout）它是遗传性和(或)获得性引起的尿酸排泄减少和(或)嘌呤代谢障碍，临床特点为：高尿酸血症及尿酸盐结晶沉积所致的特征性急性关节炎，痛风石，间质性肾炎，严重者呈关节畸形及功能障碍，红肿热痛为其典型症状，拇趾跖趾关节为痛风中最常见部位，其它也可发生在踝、跟、膝、腕、指等关节，可反复发作。
饮酒、高蛋白饮食及脚扭伤是重要诱因，随着经济发展和生活方式的改变，该病的患病率逐渐上升。
平时在饮食中应尽量少吃动物内脏、肉类、豆制品、鱼虾等，控制蛋白质的摄入，少吃糖果，多饮开水。
痛风症的治疗机制鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤尿酸黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇•嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸甲酰基（一碳单位）甘氨酸甲酰基（一碳单位）谷氨酰胺（酰胺基）第二节嘧啶核苷酸的代谢Metabolism of Pyrimidine Nucleotides嘧啶核苷酸的结构一、嘧啶核苷酸的合成代谢●从头合成途径●补救合成途径（一）嘧啶核苷酸的从头合成•定义嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、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，合成嘧啶核苷酸的途径。
•合成部位主要是肝细胞胞液•嘧啶合成的元素来源天冬氨酸氨基甲酰磷酸•合成过程1. 尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺+HCO-32ATP氨基甲酰磷酸合成酶II2ADP+Pi谷氨酸+ 氨基甲酰磷酸CPS-I CPS-II肝细胞线粒体中氨N-乙酰谷氨酸胞液（所有细胞）谷氨酰胺无分布氮源变构激活剂功能尿素合成嘧啶合成氨基甲酰磷酸合成酶I、II 的区别2. 胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP 合成酶谷氨酰胺ATP谷氨酸ADP+Pi3. dTMP 或TMP 的生成TMP 合酶N 5, N 10-甲烯FH 4FH 2FH 2还原酶FH 4NADP +NADPH+H +dUMP脱氧胸苷一磷酸dTMPUDP 脱氧核苷酸还原酶dUDP CTPCDPdCDP dCMP•从头合成的调节---ATP + CO 2+ 谷氨酰胺氨基甲酰磷酸UMP 氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸嘌呤核苷酸ATP + 5-磷酸核糖嘧啶核苷酸PRPP-（二）嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶磷酸核糖转移酶嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷+ PPi 尿嘧啶核苷+ ATP尿苷激酶UMP +ADP胸腺嘧啶核苷+ ATP胸苷激酶TMP +ADP（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物•嘧啶类似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)•某些改变了核糖结构的核苷类似物UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮杂丝氨酸阿糖胞苷氨甲碟呤氮杂丝氨酸。
