第九章核苷酸代谢PPT.ppt
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核苷酸代谢
• CTP的合成
O
=
HN ON
UMP R 5′
尿苷酸激酶 ATP ADP
UDP
P
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
NH2
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
N ON
CTP
R 5′ PPP
•dTMP或TMP的生成
脱氧核苷酸还原酶
UDP
dUDP
CTP CDP dCDP dCMP
= =
O HN ON
Lesch-Nyhan综合症（Lesch-Nyhan syndrome）： 也称为自毁容貌症，是由于次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖 转移酶(HGPRT)的遗传缺陷引起的。
强制性自残，在2-3岁时， 患儿开始咬自己的手指和嘴唇， 智力缺陷和高尿酸血症是又一特 征。
-----罕见的性染色体X连锁遗传病
3） 嘌呤核苷酸的抗代谢物－－竞争性抑制
合成原料 谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸
b. 嘧啶合成的元素来源:
谷氨酰胺 CO2
C
N
C
C
C
N
天冬氨酸
• 嘧啶环的记忆——记住“三姑哀叹四天” 这句话就行了。这句话中的“三姑”联 想到三号位来自谷氨酰胺，“哀叹”联 想到二号位来自二氧化碳，“四天”联 想到其余四个来自天冬氨酸。
c. 合成过程
•尿嘧啶核苷酸的合成
吃核酸类保健品有用吗？
核苷酸不属于营养必需物质。
体内重要的游离核苷酸及其衍生物
多磷酸核苷酸：NDP，NTP 环化核苷酸: cAMP ，cGMP 含核苷酸的生物活性物质 : NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP
核酸的结构和功能与核苷酸代谢 (共113张PPT)
2. 大多数真核mRNA的3´末端有一个多聚腺苷酸 (polyA)结构，称为多聚A尾。
O
C
H
+
3
N
N
5，5-三磷酸二脂键
N
N
5
CH2
O
O P
O
O P
O
O P
O
5
CH2
OO O
O B (m6A.A.G.C.U)
O
mRNA的5帽子结构— m7GpppNm
O O CH3 O P O CH2
O
B (m6A.A.G.C.U)
1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 1985年 Mullis创造PCR 技术 1990年 美国启动人类基因组方案(HGP)
1994年 中国人类基因组方案启动
2001年 美、英等国完成人类基因组方案根本框架
二、核酸的分类及分布
盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
意义
DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化 及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键 作用。
〔二〕原核生物DNA的高级结构
〔三〕DNA在真核生物细胞核内的组装
真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其根 本单位是 核小体(nucleosome)。
核小体的组成
DNA：约200bp 组蛋白：H1
碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側 ，与对側碱基形成氢键配对〔 互补配对形式：A=T; G C〕 。
相邻碱基平面距离0.34nm，螺 旋一圈螺距3.4nm，一圈10对 碱基。
碱基互补配对
A
T
C
G
〔二〕 DNA双螺旋结构模型要点 〔Watson, Crick, 1953〕
O
C
H
+
3
N
N
5，5-三磷酸二脂键
N
N
5
CH2
O
O P
O
O P
O
O P
O
5
CH2
OO O
O B (m6A.A.G.C.U)
O
mRNA的5帽子结构— m7GpppNm
O O CH3 O P O CH2
O
B (m6A.A.G.C.U)
1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 1985年 Mullis创造PCR 技术 1990年 美国启动人类基因组方案(HGP)
1994年 中国人类基因组方案启动
2001年 美、英等国完成人类基因组方案根本框架
二、核酸的分类及分布
盘绕方向与DNA双螺旋方向相反
意义
DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化 及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键 作用。
〔二〕原核生物DNA的高级结构
〔三〕DNA在真核生物细胞核内的组装
真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其根 本单位是 核小体(nucleosome)。
核小体的组成
DNA：约200bp 组蛋白：H1
碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側 ，与对側碱基形成氢键配对〔 互补配对形式：A=T; G C〕 。
相邻碱基平面距离0.34nm，螺 旋一圈螺距3.4nm，一圈10对 碱基。
碱基互补配对
A
T
C
G
〔二〕 DNA双螺旋结构模型要点 〔Watson, Crick, 1953〕
生物化学之核苷酸代谢
生尿酸，同时补救途径不通会引起嘌呤核苷
酸从头合成速度增加，更加大量累积尿酸， 从而导致肾结石和痛风
3、脱氧核苷酸的生成
O P -P O N 核糖核苷酸还原酶 OH
硫 化 原 白 氧 还 蛋
CH2
O P -P CH2 O
N
OH NDP
SH
硫 化 原 白 氧 还 蛋
OH S S
H dNDP
SH 硫氧化还原蛋白还原酶 NADP NADP H
次黄嘌呤核苷酸 IMP
ATP和GTP的生成
HOOCCH CHCOOH 2 O C C N O OH OH C N N CH GTP Asp H N P O CH2 HC NH C C N O OH OH OH 腺苷酸代琥珀酸 OH C N N CH 延胡索酸 HC P O CH2 N O C N CH
Glu
P O CH2 OH
OH
OH
XMP
GMP
(Xanthosine monophosphate)
嘌呤核苷酸从头合成的调节
原则之一：满足需求，防止供过于求。
(-) (+) R-5-P
PRPP合 成 酶
(-) (+) PRPP (-) PAR (-) IMP XMP (-) GMP GDP GTP
次黄嘌呤
6-巯 基 嘌 呤 6MP (6-mercaptopurine)
SH
OH H N HC P O CH2 OH C C N O OH C N N CH H N HC P O CH2 OH
C C N O OH C N N CH
次 黄 嘌 呤 核 苷 酸 (IMP)
6-巯 基 嘌 呤 核 苷 酸
嘌呤核苷酸的抗代谢物-2
嘌呤核苷酸代谢(重点)ppt课件
IMP生成总反应过程
目录
AMP与GMP的生成
Asp GTP
N
IMP N
N N
O
NAD+
NADH+H+
O N
腺苷酸代琥珀酸 NH
2
黄嘌呤核苷酸 （XMP）
Gln N ATP
N
延胡索酸
N N
N N H 2N
N
AMP
GMP
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
NADPH+H+
嘌呤核苷酸的抗代谢物 一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类 似物，以竞争性抑制或“以假乱真” 等方式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。具有抗肿瘤作用
嘌呤核苷酸的抗代谢物
嘌呤类似物：6-巯基嘌呤(6-MP)、6-巯基
鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等
6-MP HGPRT 酰胺转移酶 补救合成途径
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。
嘌呤核苷酸的合成代谢（重点）：
从头合成（de novo synthsis） （1）原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、 一碳单位、CO2 CO2
嘌呤核苷酸代谢 (重点)
核苷酸的生理功用
核酸合成的原料
细胞内能量的利用形式：如ATP
生理调节介质：cAMP、cGMP
生物化学核苷酸代谢
生物化学核苷酸代谢核苷酸代谢是生物体内重要的生化过程，涉及到核酸合成、降解、修复、信号传递等多个方面。
核苷酸由碱基、糖和磷酸组成，其代谢在细胞中是高度调控和平衡的。
核苷酸合成主要通过转氨基树酸循环和核苷酸分子的合成反应进行。
在转氨基树酸循环中，核苷酸前体物质首先被转化为碱基，然后与多磷酸核糖（PRPP）反应生成核苷酸。
在核苷酸分子的合成过程中，磷酸化反应是关键步骤。
首先，核苷酸前体物质通过化学反应与其他辅助分子发生磷酸化，生成亲核试剂；然后亲核试剂与其他原子或分子发生进一步反应，最终形成核苷酸分子。
核苷酸降解是核酸的代谢终点。
核苷酸降解主要通过核苷酸酶和核酸酶的作用进行。
核苷酸首先被分解为核苷和糖酸，然后再被分解为碱基、磷酸和其他代谢产物。
核苷酸的降解产物在细胞中可以被重新利用，参与核酸合成或其他代谢途径。
核苷酸修复是为了纠正核苷酸中的损伤或错误。
核酸在细胞中会受到化学、物理和生物性的损伤。
这些损伤可能导致突变和疾病的发生。
核苷酸修复过程中的多个酶参与到检测和修复核酸中的损伤。
例如，碱基切割酶可以识别含有损伤碱基的DNA链，然后切割并去除这些损伤碱基。
然后，DNA聚合酶、连接酶和重排序酶等修复酶可以填补被切割的DNA链，并确保修复后的DNA链的完整性。
核苷酸在细胞中还扮演着重要的信号传递和调控作用。
一些核苷酸可以作为二级信使，传递细胞内外的信号，调控细胞的生理和代谢过程。
例如，环磷酸腺苷（cAMP）和磷腺苷酸（cGMP）是细胞内常见的二级信使，它们通过激活蛋白激酶A、蛋白激酶G等酶的信号通路，参与细胞的增殖、分化、凋亡等生理过程。
总结起来，核苷酸代谢是生物体内重要的生化过程，它涉及核酸的合成、降解、修复以及信号传递等多个方面。
核苷酸代谢的平衡和调控对细胞活动的正常进行至关重要，异常的核苷酸代谢可能导致疾病的发生。
因此，对核苷酸代谢的深入研究，有助于揭示生命活动的机制和疾病发生的原因，也为药物研发和治疗提供了理论基础。
核苷酸代谢
2.合成部位 合成部位
主要器官是肝 其次是小肠和胸腺 小肠和胸腺, 主要器官是 肝 , 其次是 小肠和胸腺 , 而 脑 , 骨髓则无法进行此途径 则无法进行此途径. 骨髓则无法进行此途径.
3.从头合成途径的全过程 3.从头合成途径的全过程 IMP的合成 的合成 AMP和GMP的生成 和 的生成 ATP和GTP的生成 和 的生成
2.参与补救合成途径的酶 2.参与补救合成途径的酶
腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) )
次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) )
PP-1-R-5-P
AMP ATP PRPP合成酶 合成酶
磷酸核糖) (5-磷酸核糖) 磷酸核糖
R-5-P
磷酸核糖胺) (5-磷酸核糖胺) 磷酸核糖胺
H2N-1-R-5-P
AMP IMP GMP
AMP和GMP的生成 (3)AMP和GMP的生成
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶 脱氢酶 ②腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ④GMP合成酶 合成酶
6-巯基嘌呤的结构 巯基嘌呤的结构 巯基嘌呤的结
次黄嘌呤 (H)
6-巯基嘌呤 巯基嘌呤 (6-MP)
6-MP PRPP = 谷氨酰胺 (Gln) ) = AMP 6-MP = PPi PRPP 6-MP 腺嘌呤( ) 腺嘌呤(A) PRA 氮杂丝氨酸 甘氨酰胺 核苷酸 (GAR) ) 甲酰甘氨酰 胺核苷酸 (FGAR) ) =
5. 尿嘧啶核苷酸和胞嘧啶核苷酸的合成
尿苷酸激酶 ATP ADP
UDP
二磷酸核苷激酶 ATP ADP
生物化学_09 核酸降解和核苷酸的代谢
IMP转变为GMP和 转变为GMP （3）IMP转变为GMP和AMP
2、 补救途径
(利用已有的碱基和核苷合成核苷酸) (1) 磷酸核糖转移酶途径（重要途径）
核苷磷酸化酶
嘌呤核苷 + 磷酸 腺嘌呤 + 5-PRPP
次黄嘌呤(鸟嘌呤) 磷酸核糖转移酶
嘌呤碱 + 戊糖-1-磷酸 AMP + PPi
腺嘌呤磷酸核糖转移酶
基因组DNA 基因组 不被切割
限制—修饰的酶学假说 限制 修饰的酶学假说 1968年，Meselson 和Yuan发现了 型限制性核酸内切酶 年 发现了I型限制性核酸内切酶 发现了 1970年，Smith和Wilcox从流感嗜血杆菌中分离纯化了 年 和 从流感嗜血杆菌中分离纯化了 第一个II型限制性核酸内切酶 第一个 型限制性核酸内切酶Hind II 型限制性核酸内切酶
（2）尿嘧啶核苷酸的合成 ）
天冬氨酸转氨甲酰酶 二氢乳清酸酶
乳清苷酸焦磷酸化酶／Mg2+ 二氢乳清酸脱氢酶
乳清苷酸脱羧酶
（3） 胞嘧啶核苷酸的合成
尿嘧啶核苷三磷酸可直接与NH3（细菌）或Gln（动物） 细菌） 尿嘧啶核苷三磷酸可直接与 （动物） 反应，生成胞嘧啶核苷三磷酸。 反应，生成胞嘧啶核苷三磷酸。
二、脱氧核糖核酸酶
只能水解DNA磷酸二酯键的酶。 只能水解DNA磷酸二酯键的酶。 DNA磷酸二酯键的酶 牛胰脱氧核糖核酸酶（DNaseⅠ） 牛胰脱氧核糖核酸酶（DNaseⅠ）： 可切割双链和单链DNA 降解产物为3 DNA， 可切割双链和单链 DNA， 降解产物为 3’ - 磷酸 为末端的寡核苷酸。 为末端的寡核苷酸。 限制性核酸内切酶： 限制性核酸内切酶： 细菌产生的、能识别并特异切割外源DNA DNA特定 细菌产生的 、 能识别并特异切割外源 DNA 特定 中的磷酸二脂键( 序列中的磷酸二脂键 对碱基序列专一） 序列中的磷酸二脂键(对碱基序列专一）的核酸内 切酶。 切酶。
核苷酸代谢(殷)
甲酰转移酶
H2O
乳清酸核苷酸
乳清酸
二氢乳清酸
CO2
UMP
PPi PRPP NADH++H+ NAD+
还原
UDP
dUDP
UTP
Gln
CTP
dCMP
dUMP 甲基化 dTMP
（3）调节
❖ 关键酶：氨基甲酰磷酸合成酶II（CPS-II）, 天冬 氨酸氨基甲酰转移酶, PRPP激酶, CTP合成酶，
❖ 调节机制：产物反馈抑制、底物激活
ATP ADP
生理意义
（1）节省能量与氨基酸 （2）某些器官(脑、骨髓)，只能进行补救合
成
二、嘧啶核苷酸的合成
(一）从头合成
（1）原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、 PRPP、 CO2
（天谷五二）
谷氨酰胺
C
NC
CO2 C
C
N
天冬氨酸
-OOC CH2
CH
+H3N
COO-
UMP的合成过程
CTP的合成
UDP
➢ IMP的合成过程之一
① 磷酸核糖酰胺转移酶 ② GAR合成酶 ③ 转甲酰基酶 ④ FGAM合成酶 ⑤ AIR合成酶
➢ IMP的合成过程之二
R-5-P AMP,GMP PRPP
IMP的合成调控点 及药靶
对氨基苯甲酸类似物 （磺胺药）：
抑制叶酸合成，抑制 细菌增殖
人不合成，而从食物 获得叶酸，所以不受 影响。
NH 2
H2O
nucleotidase
Pi
NH3
OH
N
N
N
N
腺嘌呤核苷脱氨酶
N N-R
腺嘌呤核苷
核苷酸代谢
天冬氨酸
氨甲酰磷酸
1、嘧啶核苷酸合成特点
其合成与嘌呤核苷酸的合成不同，先由 氨甲酰磷酸与天冬氨酸形成嘧啶环，再与 核糖磷酸（PRPP）结合形成 UMP，其 关键的中间产物是乳清酸。胞苷酸则由尿 苷酸在三磷酸的水平上转变而来。
胞苷酸的生物合成：
尿苷酸激酶
尿苷二磷酸激酶
UMP
UDP
UTP
ATP ADP
核苷酸代谢
〔目的要求〕
核酸的酶促降解 核苷酸的分解 嘌呤核苷酸的从头合成 嘧啶核苷酸的从头合成 脱氧核苷酸的合成 脱氧胸苷酸的合成 核苷酸合成的补救途径
[目的要求]
1. 了解核酸的降解过程以及降解的酶类。 2. 掌握各种动物体嘌呤碱分解的终产物；了解
嘧啶碱的分解途径。 3. 了解核苷酸的从头合成途径及补救合成途径；
了解嘌呤环与嘧啶环上各原子来源。 4. 了解脱氧核苷酸的合成途径。 5. 了解核苷酸合成中的拮抗物对核苷酸合成的
抑制机理。
核酸的分解过程：
核酸
核酸酶（磷酸二酯酶）
核苷酸
核苷酸酶（磷酸单酯酶）
核苷
核苷磷酸化酶
磷酸
嘌呤或嘧啶
戊糖-1-磷酸
某些核酸外切酶对RNA、DNA 均有作用：
牛脾磷酸二酯酶 产生3-核苷酸
嘌呤的各个原子是在PRPP（5-磷酸核糖-1-焦 磷酸）的C1上逐渐加上去的。由Asp、Gln、 Gly、甲酸、CO2 提供N和C ，合成时先形成右 环，再形成左环。
四氢叶酸（FH4）是一碳单位的载体
IMP的合成过程
① 磷酸核糖酰胺转移酶 ② GAR合成酶 ③ 转甲酰基酶 ④ FGAM合成酶 ⑤ AIR合成酶
（CATR）
IMP生成总反应过程
AMP和GMP的生成
含氮化合物代谢Ⅱ核苷酸代谢
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13
（9）脱掉延胡索酸 催化反应的酶是腺苷酸裂解酶。
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14
（10）由N10-甲酰四氢叶酸提供甲酰基而供给嘌呤环的最 后一个碳原子。
催化反应的酶是氨基咪唑甲酰胺核苷酸甲酰基转移 酶。
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15
（11）脱水环化
催化反应的酶是次黄苷酸环水解酶。
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16
2、腺嘌呤和鸟嘌呤的合成
9
（5）闭环前在第3位加上N原子 催化反应的酶是甲酰氨基脒核苷酸合成酶。
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10
（6）闭环 催化反应的酶是氨基咪唑核苷酸合成酶。
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11
（7）六元环的开始合成 催化反应的酶是氨基咪唑核苷酸羧化酶。
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12
（8）咪唑的生成
催化反应的酶是氨基咪唑琥珀酸甲酰胺核苷 酸合成酶。
尿苷+ ATP 尿嘧啶+PRPP
尿苷激酶 焦磷酸化酶
UMP+ADP UMP+PPi
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22
三、脱氧核苷酸的合成
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23
胸腺嘧啶脱氧核苷酸的合成是另一种途径
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24
醛缩酶
甘油醛-3-磷酸
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2
二、碱基的分解
1、嘌呤的分解
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3
2、嘧啶的分解*
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4
第二节 核苷酸的合成
一、核苷酸的从头合成途径
(一)嘌呤核苷酸的从头合成
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5
1、次黄苷酸的合成 （1）合成5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）
催化反应的酶是磷酸核糖焦磷酸合成酶。
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• 痛风病可能与嘌呤核苷酸代谢缺陷有关， 临床上用别嘌呤醇治疗。
第三节 嘧啶核苷酸的合成代谢
• 从头合成 原料：
谷氨酰胺、 CO2、天冬 氨酸。 • 补救合成
嘧啶核苷酸的从头合成
谷氨酰胺＋HCO3-
2ATP
2ADP＋Pi
氨基甲酰磷酸合成酶II
氨基甲酰磷酸
天冬氨酸氨基 甲酰基转移酶
氨甲酰天冬氨酸
氨甲酰天冬氨酸 二氢乳清酸酶
二氢乳清酸 脱氢酶 乳清酸
磷酸核糖转移酶
脱羧酶
乳清酸
乳清酸核苷酸
尿嘧啶核苷酸
CTP、dCDP、TMP的合成
UMP
N5,N10-CH2-FH4UDP CBiblioteka PdUDP CDP dCDP
dUMP
TMP
脱氨基
TMP合成酶
dCMP
CTP合成酶
嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶磷酸核
• 嘧啶＋PRPP 糖转移酶 一磷酸嘧啶核苷＋PPi • 尿嘧啶核苷＋ATP 尿苷激酶 UMP＋ADP
第二节 嘌呤核苷酸的分解代谢
• 类似于食物中核苷酸的消化过程。 1.核苷酸在核苷酸酶的作用下水解成核苷 2.核苷磷酸解成自由的碱基及1-磷酸核糖。 3.1-磷酸核糖转变成5-磷酸核糖，成为
PRPP的原料。 4.嘌呤碱既可以参加补救合成，也可以分
解产生尿酸。
嘌呤代谢与临床
• 尿酸盐晶体可导致关节炎、尿路结石及 肾病。
溶于水。
嘌呤核苷酸的抗代谢抑制物
• 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。它们主要以竞 争性抑制或“以假乱真”等方式干扰或 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。
• 嘌呤的类似物：6-巯基嘌呤(6MP)、 6-巯 基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤。
• 氨基酸类似物：氮杂丝氨酸及6-重氮-5氧正亮氨酸，结构与谷氨酰胺类似。
第九章核苷酸代谢
核苷酸的生物功能
• 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
核酸的消化
食物核蛋白
蛋白质
核 酸 (RNA及 DNA) 胰核酸酶
单核苷酸 胰肠核苷酸酶
磷酸
核苷
碱基
戊糖
第一节 嘌呤核苷酸合成代谢
一、利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及 CO2等为原料，称为从头合成途径。
嘧啶核苷酸的抗代谢物
• 嘧啶类似物：5-氟尿嘧啶 • 氨基酸类似物、叶酸类似物
嘧啶核苷酸的分解代谢
• 通过核苷酸酶及核苷磷酸化酶的作用， 分别除去磷酸及核糖和嘧啶
• 胞嘧啶脱氨基转变成尿嘧啶。 • 尿嘧啶还原成二氢尿嘧啶，并水解开环。
最终生成NH3、CO2及-丙氨酸。 • 胸腺嘧啶降解成-氨基异丁酸。 • 嘧啶碱的代谢主要在肝中进行。产物易
AMP和GMP的合成
Asp，GTP 腺苷酸代琥 珀酸合成酶
IMP脱氢酶
腺苷酸代琥 珀酸裂解酶
ATP GMP合成酶
ATP和GTP的合成
• 在激酶的作用下，以ATP为磷酸供给 • AMPADP ATP • GMP GDP GTP
从头合成的调节
PRPP酰胺转移酶的变构
嘌呤核苷酸的补救合成
腺嘌呤磷酸核糖转移酶 次黄嘌呤－鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶
生理意义： •可以节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗； •体内某些组织器官，不能从头合成嘌呤核苷酸，因此对这些 组织器官来说，补救合成途径具有更重要的意义。
嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
腺苷酸脱氢 酶
GMP
鸟苷酸还原酶
腺苷酸代琥珀酸
IM P
XMP
脱氧核苷酸的生成
核糖核苷酸还原酶
dNDP+ATPdNTP+ADP
二、利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，合 成嘌呤核苷酸，称为补救合成。
甘氨酸
甲酰FH4
谷氨酰胺
特点
• 嘌呤碱的合成一开始就沿着合成核苷酸 的途径进行，即在磷酸核糖分子上逐步 合成嘌呤核苷酸，而不是首先单独合成 嘌呤碱后再与磷酸核糖结合的。这是嘌 呤核苷酸从头合成的一个重要特点。
• 肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器 官，其次是小肠粘膜和胸腺。
第三节 嘧啶核苷酸的合成代谢
• 从头合成 原料：
谷氨酰胺、 CO2、天冬 氨酸。 • 补救合成
嘧啶核苷酸的从头合成
谷氨酰胺＋HCO3-
2ATP
2ADP＋Pi
氨基甲酰磷酸合成酶II
氨基甲酰磷酸
天冬氨酸氨基 甲酰基转移酶
氨甲酰天冬氨酸
氨甲酰天冬氨酸 二氢乳清酸酶
二氢乳清酸 脱氢酶 乳清酸
磷酸核糖转移酶
脱羧酶
乳清酸
乳清酸核苷酸
尿嘧啶核苷酸
CTP、dCDP、TMP的合成
UMP
N5,N10-CH2-FH4UDP CBiblioteka PdUDP CDP dCDP
dUMP
TMP
脱氨基
TMP合成酶
dCMP
CTP合成酶
嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶磷酸核
• 嘧啶＋PRPP 糖转移酶 一磷酸嘧啶核苷＋PPi • 尿嘧啶核苷＋ATP 尿苷激酶 UMP＋ADP
第二节 嘌呤核苷酸的分解代谢
• 类似于食物中核苷酸的消化过程。 1.核苷酸在核苷酸酶的作用下水解成核苷 2.核苷磷酸解成自由的碱基及1-磷酸核糖。 3.1-磷酸核糖转变成5-磷酸核糖，成为
PRPP的原料。 4.嘌呤碱既可以参加补救合成，也可以分
解产生尿酸。
嘌呤代谢与临床
• 尿酸盐晶体可导致关节炎、尿路结石及 肾病。
溶于水。
嘌呤核苷酸的抗代谢抑制物
• 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。它们主要以竞 争性抑制或“以假乱真”等方式干扰或 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。
• 嘌呤的类似物：6-巯基嘌呤(6MP)、 6-巯 基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤。
• 氨基酸类似物：氮杂丝氨酸及6-重氮-5氧正亮氨酸，结构与谷氨酰胺类似。
第九章核苷酸代谢
核苷酸的生物功能
• 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
核酸的消化
食物核蛋白
蛋白质
核 酸 (RNA及 DNA) 胰核酸酶
单核苷酸 胰肠核苷酸酶
磷酸
核苷
碱基
戊糖
第一节 嘌呤核苷酸合成代谢
一、利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及 CO2等为原料，称为从头合成途径。
嘧啶核苷酸的抗代谢物
• 嘧啶类似物：5-氟尿嘧啶 • 氨基酸类似物、叶酸类似物
嘧啶核苷酸的分解代谢
• 通过核苷酸酶及核苷磷酸化酶的作用， 分别除去磷酸及核糖和嘧啶
• 胞嘧啶脱氨基转变成尿嘧啶。 • 尿嘧啶还原成二氢尿嘧啶，并水解开环。
最终生成NH3、CO2及-丙氨酸。 • 胸腺嘧啶降解成-氨基异丁酸。 • 嘧啶碱的代谢主要在肝中进行。产物易
AMP和GMP的合成
Asp，GTP 腺苷酸代琥 珀酸合成酶
IMP脱氢酶
腺苷酸代琥 珀酸裂解酶
ATP GMP合成酶
ATP和GTP的合成
• 在激酶的作用下，以ATP为磷酸供给 • AMPADP ATP • GMP GDP GTP
从头合成的调节
PRPP酰胺转移酶的变构
嘌呤核苷酸的补救合成
腺嘌呤磷酸核糖转移酶 次黄嘌呤－鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶
生理意义： •可以节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗； •体内某些组织器官，不能从头合成嘌呤核苷酸，因此对这些 组织器官来说，补救合成途径具有更重要的意义。
嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
腺苷酸脱氢 酶
GMP
鸟苷酸还原酶
腺苷酸代琥珀酸
IM P
XMP
脱氧核苷酸的生成
核糖核苷酸还原酶
dNDP+ATPdNTP+ADP
二、利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，合 成嘌呤核苷酸，称为补救合成。
甘氨酸
甲酰FH4
谷氨酰胺
特点
• 嘌呤碱的合成一开始就沿着合成核苷酸 的途径进行，即在磷酸核糖分子上逐步 合成嘌呤核苷酸，而不是首先单独合成 嘌呤碱后再与磷酸核糖结合的。这是嘌 呤核苷酸从头合成的一个重要特点。
• 肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器 官，其次是小肠粘膜和胸腺。