15核苷酸代谢
核苷酸代谢
2个短反馈调节:由AMP反馈抑制ASS，由GMP反馈 抑制IMPD的活性所进行的反馈抑制来调节嘌呤 核苷酸的从头合成。
嘌呤从头合成
合成原料：Asp Gly Gln CO2 一碳单位 重要中间产物：PRPP 关键酶： PRPP合成/激酶 酰胺转移酶 阻断剂：氨基酸或一碳单位结构类似物 过程：在磷酸核糖的分子上逐步合成
药物名称 正常代谢物 治疗的疾病 主要作用的酶 作用的代谢途
别嘌呤醇(APO) 黄嘌呤、乌嘌呤、次黄嘌呤 黄嘌呤氧化酶 痛风 黄嘌呤氧化酶 嘌呤核苷酸分解
药物名称
正常代谢物 治疗的疾病 主要作用的酶 作用的代谢途径
利巴韦林（病毒唑），5-氮基咪唑4-羧酸核苷酸 5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸 广谱抗病毒药①呼吸道合胞病毒②流感 病毒③甲肝病毒④腺病毒等 5-磷酸核糖-5-氨基咪唑-4-N-琥珀基甲 酰胺合成酶（ SAICARS） 嘌呤核苷酸合成
氮杂硫嘌呤（azathiopurine，AZTP）
别嘌呤醇（allopurinol，APO）等
嘌呤核苷酸的代谢类似物
3.嘧啶核苷酸代谢类似物
5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-FU） 5-碘-2-脱氧尿嘧啶 5-iodo-2-deoxyuridine，5-IDU 6-氮杂尿嘧啶（6-azauridine，6-AU）
2．嘧啶核苷酸代谢障碍 先天性乳清 乳清酸磷酸 酸尿症 核糖转移酶 乳清酸核苷酸 脱羧酶
遗传缺陷 遗传缺陷
一些抗代谢药物的功能
药物名称 正常代谢物 治疗的疾病
6-巯基嘌呤(6MP) 嘌呤核苷酸 ①白血病②自身免疫性病③妊娠滋养 细胞肿瘤等 主要作用的酶 ①IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸合成酶 作用的代谢途径 嘌呤核核苷酸合成
嘧啶核苷酸 从头合成的调节
核苷酸代谢
（三）嘌呤核苷酸的合成代谢
从头合成与补救途径合成
1 ．从头合成途径：
通过利用一些简单的前体物，如5-磷酸 核糖，氨基酸，一碳单位及CO2等，逐步合成 嘌呤核苷酸的过程称为从头合成途径。这一 途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺。
在临床上应用较多的嘌呤核苷酸类似物 主要是6-巯基嘌呤（6-MP）。6-MP的化学结 构与次黄嘌呤类似，因而可以抑制 IMP 转变 为AMP或GMP，从而干扰嘌呤核苷酸的合成。
4、嘌呤核苷酸的抗代谢物
（1）嘌呤类似物
6－巯基嘌呤（6－MP） 6－巯基鸟嘌呤 8－氮杂鸟嘌呤 结构类似次黄嘌呤 抑制核苷酸正常合成
嘧啶核苷酸的主要合成步骤为：
（1）尿苷酸（uridine monophosphate)的合成： 在氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ的催化下，以Gln， CO2，ATP为原料合成氨基甲酰磷酸。后者在天冬氨 酸转氨甲酰酶的催化下，转移一分子天冬氨酸，从 而合成氨甲酰天冬氨酸，然后再经脱氢、脱羧、环 化等反应，合成第一个嘧啶核苷酸，即UMP。乳清 酸是关键性的中间产物。(P321) Gln+CO2+2ATP 氨基甲酰磷酸＋Asp 氨甲酰天冬氨酸 二氢乳清 酸 乳清酸 UMP
由天冬氨酸提供氨基合成腺苷酸代琥珀酸
（AMP-S），然后裂解产生AMP；
IMP也可在IMP脱氢酶的催化下，以NAD+为
受氢体，脱氢氧化为黄苷酸（XMP），后者再
在鸟苷酸合成酶催化下，由谷氨酰胺提供氨基
合成鸟苷酸（GMP）。
（3）三磷酸嘌呤核苷的合成
P322
2、补救合成途径： 又称再利用合成途径(salvage pathway)。指利用分解代谢产生的自由嘌呤 碱合成嘌呤核苷酸的过程。这一途径可在大 多数组织细胞中进行。其反应为：
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 苷 酸 代 谢
嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
GMP
NH3
腺苷酸代 琥珀酸
IMP
XMP
（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径 •1.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。
•2.参与补救合成的酶
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(hypoxanthineguanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶(adenosine kinase)
第八章
核苷酸代谢
Metabolism of Nucleotides
主要内容
概述
第一节 核苷酸的合成 第二节核苷酸的分解
一、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
二、体内存在形式及分布
（一）细胞内以5’－NTP形式存在
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
• 6-巯基嘌呤的结构
次黄嘌呤 (H)
ห้องสมุดไป่ตู้
6-巯基嘌呤 (6-MP)
6-MP PRPP = 谷氨酰胺 （Gln） PRA 氮杂丝氨酸 甘氨酰胺 核苷酸 （GAR）
MTX 甲酰甘氨酰 胺核苷酸 （FGAR） MTX =
氮杂丝氨酸 甲酰甘氨 脒核苷酸 （FGAM）
（二）NTP浓度高于dNTP
（三）不同组织细胞中各种核苷酸分布差异较大
三、体内核苷酸来源
自身合成（主要途径） 食物（次要）
第十五、十六章第十五章核苷酸代谢
第十五章核苷酸代谢选择题1.磷酸戊糖途径为核苷酸的合成代谢提供（A）A 5-磷酸核糖B 5-磷酸核酮糖C 4-磷酸赤藓糖D 5-磷酸木酮糖E NADPH+H+2.嘌呤核苷酸的从头合成途径首先合成（B）A. ATP B .IMP C. AMP D. GMP E .GTP3.下列关于嘌呤核苷酸从头合成的叙述哪项是正确的（B）A氦基甲酰磷酸为嘌呤环提供氨甲酰基B合成过程中不会产生自由嘌呤碱C嘌呤环的氮原子均来自氨基酸的α-氨基D由IMP合成AMP和GMP均由ATP供能E次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶催化IMP转变成GMP4. 体内进行嘌呤核苷酸从头合成最主要的组织是（C）A胸腺B小肠黏膜C肝D脾E骨髓5. 人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要终产物是（D）A尿素B肌酸C肌酸酐D尿酸Eβ-丙氨酸6．体内脱氧核苷酸是由下列哪种物质直接还原而成的（D）A核糖 B 核糖核苷C一磷酸核苷D二磷酸核苷E三磷酸核苷7. dTMP合成的直接前体是（A）A dUMPB TMPC TDPD dUDPE Dcmp8.能在体内分解产生β-氨基异丁酸的核苷酸是（C）A CMPB AMPC TMPD UMPE IMP9.嘌呤核苷酸分解加强易出现（A）A痛风症B苯丙酮酸尿症C乳清酸尿症 D Lesch-Nyhan综合征E白化病10.嘌呤与嘧啶两类核苷酸合成中都需要的酶是（A）A PRPP合成酶B CTP合成酶C TMP合成酶D氨甲酰磷酸合成酶 E IMP脱氢酶名词解释1.核苷酸的从头合成途径：是指以磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单的化合物为原料，经过一系列酶促反应，合成核苷酸的代谢途径。
2.核苷酸的补救合成途径：指利用体内现有的碱基或核苷为原料，经过简单反应，合成核苷酸的过程。
补救合成途径实际上是机体对现有碱基或核苷的再利用。
3. 核苷酸合成的抗代谢物：是指某些嘌呤、嘧啶、叶酸以及某些氨基酸类似物具有通过竞争性抑制或以假乱真等方式干扰或阻断核苷酸的正常合成代谢，从而进一步抑制核酸、蛋白质合成以及细胞增殖的作用。
查锡良生化考研知识点笔记08核苷酸代谢
核苷酸代谢核苷酸是核酸基本结构单位，由机体细胞自身合成，不属于营养必需物质。
食物中核酸多以核蛋白存在，胃酸作用分解为核酸和蛋白质，在小肠受肠液和胰液水解为核苷和磷酸，核苷在肠黏膜细胞中进一步分解为戊糖和碱基。
戊糖参与体内戊糖代谢，碱基被分解排出，食物来源的碱基很少被利用。
核苷酸在体内分布广泛，主要以5'-核苷酸形式存在，又以5'-ATP含量最多。
细胞中核糖核苷酸浓度远大于脱氧核苷酸浓度。
不同类型细胞各种核苷酸含量差异很大，同一种细胞，也有差异，但总量变化不大。
核苷酸功能：1、核酸合成的原料（最主要）2、体内能量的利用形式：ATP是细胞的主要能量形式；GTP也可提供能量3、参与代谢和生理调节：ATP/ADP/AMP, 第二信使cAMP、cGMP4、组成辅酶：如腺苷酸→CoA/FAD/NAD+/NADP+5、活化中间代谢产物：UDP-葡萄糖→糖原合成丨CDP-二脂酰甘油→磷脂合成一、嘌呤核苷酸代谢p.208◆合成：从头合成、补救合成1.从头合成①定义：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO₂等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸。
除某些细菌外，几乎所有生物体都能从头合成嘌呤碱。
②部位：肝（主要器官）胞液、小肠和胸腺（次要）胞液、脑和脊髓无法进行从头合成③嘌呤环上原子来源口诀：一天（一号N来自天冬氨酸），我遇见一位二八佳人（故人二八即十六岁，是2，8号C来自甲酸(或甲酰基）），六探（六号碳来自CO₂)，气死吾肝(7.4.5号来自甘氨酸），买了三九胃泰熬骨鲜汤(3.9号N来自谷氨酰胺）。
④合成途径：（1）原料：Asp、Gln、Gly、甲酸、CO2（2）嘌呤核苷酸的合成结果直接形成次黄嘌呤核苷酸（IMP）；IMP合成从5′-P-核糖（磷酸戊糖途径产生）开始的，在ATP参与下由磷酸核糖焦磷酸合成酶作用先形成磷酸核糖焦磷酸（PRPP）；此酶为重要酶谷氨酰胺提供酰胺基由磷酸核糖酰胺转移酶催化取代PRPP上的焦磷酸，形成5-磷酸核糖胺(PRA)。
核苷酸代谢产物_概述及解释说明
核苷酸代谢产物概述及解释说明1. 引言1.1 概述核苷酸代谢产物是在细胞内核苷酸代谢途径中生成的一系列化合物，它们在生物体内扮演着重要的角色。
核苷酸是构成DNA和RNA等核酸分子的基本组成单位，通过与其他化合物发生相互转化，核苷酸代谢产物参与到多个生物过程中。
了解核苷酸代谢产物及其功能对于揭示生命科学和疾病发生机制具有重要意义。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对核苷酸代谢产物进行概述与解释说明。
首先，我们将介绍核苷酸代谢产物的定义与分类，包括其在细胞内的形成过程以及不同类型的核苷酸代谢产物。
接着，我们将阐述核苷酸代谢产物在生物体内的作用与功能，包括能量传递、细胞信号传导和蛋白质合成等方面。
此外，本文还将探讨核苷酸代谢异常与疾病关联的研究进展，并介绍新药开发和靶向治疗的相关内容。
最后，我们将对核苷酸代谢产物的重要性和多样性进行总结，并展望其在生命科学和医学领域未来的研究方向以及应用前景。
1.3 目的本文旨在全面介绍核苷酸代谢产物的概念、分类、作用与功能，以及其与疾病关联的研究进展。
通过对这些内容的探讨，旨在增进读者对核苷酸代谢产物的理解，并为相关领域的研究提供有益参考。
同时，本文也希望能够引起更多科学家和医生们对核苷酸代谢产物研究的重视，促进该领域的发展与应用。
2. 核苷酸代谢产物的定义与分类2.1 核苷酸代谢概述核苷酸是生物体内重要的小分子化合物，由核糖/脱氧核糖（ribose/deoxyribose）、碱基和磷酸组成。
它们在细胞中起着诸多重要的功能，包括能量传递、信号传导、DNA和RNA合成等。
2.2 核苷酸代谢产物的定义核苷酸代谢产物是指在核苷酸代谢过程中生成或消耗的中间产物。
它们可以通过各种代谢途径进行进一步转化，并参与细胞内复杂而精确的调控网络。
常见的核苷酸代谢产物包括AMP（腺苷酸）、GMP（鸟嘌呤核苷酸）、IMP（肌苷酸）等。
2.3 核苷酸代谢产物的分类和特点根据不同的分类方法和功能特点，核苷酸代谢产物可以分为以下几类：1. 能量相关核苷酸：ATP （三磷酸腺苷）和ADP （二磷酸腺苷）是细胞内重要的能量分子。
核苷酸代谢
核苷酸代谢教学目标：1.熟悉核酸的酶促降解(核酸酶的种类，嘌呤和嘧啶的分解及代谢终产物)。
2.掌握核苷酸生物合成的基本途径及特点(嘌呤核苷酸从头合成的原料、途径、产物、调节和抗代谢物;嘧啶核苷酸从头合成的原料、途径、产物、调节和抗代谢物)。
3.了解核苷酸合成的补救途径和脱氧核苷酸的合成。
导入：核苷酸是核酸的基本结构单位，具有多种重要的生理功能。
人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。
因此，一般不作为营养必需物质。
食物中的核酸多以核蛋白的形式存在，受胃酸作用，分解成核酸与蛋白质;核酸经胰液和肠液各种水解酶的作用逐步水解，食物来源的嘌呤和嘧啶极少被机体利用。
本章重点讨论核苷酸在体内的合成。
第一节核酸的酶促降解一、核酸酶类动物可以分泌水解酶类来分解食物中的核蛋白和核酸类物质，植物一般不能消化体外的有机物质。
但所有生物细胞都含有与核酸代谢有关的酶类。
核酸酶作用核酸链的磷酸二酯键产生寡聚核苷酸和单核苷酸。
按作用底物分为核糖核酸酶(RNase)和脱氧核糖核酸酶(DNase);按作用部位有核酸内切酶和核酸外切酶;在细菌中存在一类能识别并水解外源DNA的核酸内切酶，称作限制性内切酶，可用于特异切割DNA，是很有用的工具酶。
核酸的分解过程如下：核酸→ 核苷酸→ 核苷+磷酸→嘌呤碱和嘧啶碱+戊糖-1-磷酸核苷酸酶(磷酸单脂酶)水解核苷酸生成核苷和磷酸。
分解核苷的酶有两类：核苷磷酸化酶将核苷和磷酸转化成游离碱基和戊糖-1-磷酸，反应是可逆的，此酶存在广泛。
核苷水解酶主要在植物和微生物体内，只对核糖核苷水解，生成碱基和戊糖。
二、嘌呤碱的分解1.不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，因而代谢终产物不同。
人、猿、鸟类和某些爬虫类和昆虫以尿酸作为嘌呤碱分解的终产物而排泄。
其他生物能进一步降解尿酸为尿嚢素、尿嚢酸、尿素，甚至氨。
2.嘌呤的分解首先是由各种脱氨酶水解脱去氨基，腺嘌呤转化成次黄嘌呤，鸟嘌呤转化为黄嘌呤。
脱氨反应也可在核苷或核苷酸水平上发生。
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
核苷酸代谢
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。
核苷酸代谢
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。
核苷酸类代谢物
核苷酸类代谢物核苷酸是一类重要的化合物，它们在生物体内起着多种重要的功能。
核苷酸的前体是核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA），它们是构成生物体遗传信息的基础分子。
在核苷酸代谢过程中，核苷酸会被合成、降解和修复。
本文将对核苷酸的合成、降解和修复过程进行详细的介绍。
核苷酸的合成是一个复杂而精确的过程，它包括前体物质、酶和能量。
核苷酸的合成可以通过两个主要通路进行：新的合成通路和再循环通路。
新的合成通路是指通过简单的物质来合成核苷酸的过程。
在这个通路中，核苷酸是通过核苷酸单体的连接来合成的。
核苷酸单体是由核碱基和糖组成的。
核碱基包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
而再循环通路是指通过降解核酸和合成酶来合成新的核苷酸的过程。
这个通路的主要作用是提供新的核苷酸单体供应。
在核苷酸的降解过程中，核苷酸会被分解成核苷和磷酸。
这个过程主要是通过核苷酸酶来完成的。
核苷酸酶是一类专门负责降解核苷酸的酶。
通过降解核苷酸，生物体可以回收核苷酸中的碱基和糖，供新的核苷酸的合成使用。
这个过程非常重要，因为生物体需要不断合成新的核苷酸来维持正常的生命活动。
核苷酸还需要进行修复过程。
在生物体内，核苷酸的普遍存在使得它们容易受到一些外界因素的侵害，比如辐射、化学物质等。
这些因素会导致核苷酸分子中的碱基发生损伤。
损伤的核苷酸会引起细胞的突变和功能紊乱。
为了保证基因组和有丝分裂过程的正常进行，生物体需要对核苷酸进行修复。
核苷酸的修复是通过一系列复杂的酶和修复机制来实现的。
修复的过程可以分为直接修复、短路修复和错配修复等。
通过这些修复机制，生物体可以尽量减少核苷酸损伤对正常细胞功能的影响。
总之，核苷酸是生物体中非常重要的化合物之一。
它们在生物体内起着多种重要的功能，包括遗传信息存储和传递。
核苷酸的代谢过程包括合成、降解和修复等。
在核苷酸的合成过程中，通过简单物质的连接和降解核酸提供新的核苷酸单体供新核苷酸的合成使用。
核苷酸的代谢
不同的嘧啶碱其分解代谢途径和产物不
同。
1.胞嘧啶和尿嘧啶的降解：
胞嘧啶脱氨酶
胞嘧啶
尿嘧啶
二氢尿嘧啶脱氢酶 二氢 二氢嘧啶酶
尿嘧啶 H 2O
-脲基丙酸 H 2O
H2O
NH3
NADPH+H+ NADP+
-脲基丙酸酶
尿素
NH3 + CO2 -丙氨酸
TCA
乙酰CoA
丙二酸单酰CoA
2.胸腺嘧啶的降解：
核苷二磷 酸激酶 ATP
CTP合成酶 UTP CTP
ATP
ADP Gln+ATP Glu+ADP+Pi
合成RNA
《3》 脱氧嘧啶核苷酸的合成：
磷酸酶 CTP H2O Pi CDP NADPH+H+ H2O Pi dCMP H2O 核糖核苷 酸还原酶 UDP dUDP 磷酸酶 NH3 脱氨酶 dUMP 胸苷酸合酶 核苷单磷酸激酶 dTTP 核苷二磷 酸激酶 dTDP 核糖核苷酸还原酶 dCDP NADP++H2O ATP 磷酸酶 ADP 核苷二磷酸激酶 dCTP
第八章
核苷酸代谢
一 核酸的酶促降解 二 嘌呤和嘧啶的分解 三 核苷酸的生物合成
核甘酸是构成核酸的基本单位，人体所 需的核苷酸都是由机体自身合成的。
核苷酸类物质在人体的生理功用：
① 作为合成核酸的原料：如用ATP，GTP，CTPБайду номын сангаасUTP合成RNA，
用dATP，dGTP，dCTP，dTTP合成DNA。
（一）.嘌呤碱的分解
NH 2 N N
G
NH2
N H
N
NH2 次黄嘌呤
代谢组学核苷酸
代谢组学核苷酸
代谢组学核苷酸是一种新兴的生物技术，它通过分析和研究核苷酸代谢，可以为人类健康和疾病治疗提供有力支持。
核苷酸是构成DNA和RNA的基本单位，也是能量传递和储存的重要分子。
通过对核苷酸代谢的研究，可以更好地了解人体的生物化学过程和代谢状态。
代谢组学核苷酸的研究主要通过检测和分析核苷酸分子的变化来获取相关信息。
通过使用现代生物技术手段，可以对核苷酸进行高通量测序和定量分析。
这些技术手段的应用，使得我们能够更好地了解核苷酸在生物体内的分布、浓度和代谢动态。
通过对代谢组学核苷酸的研究，可以发现特定核苷酸的异常变化与疾病的发生和发展之间的关联。
代谢组学核苷酸在医学研究中具有广泛的应用前景。
通过对核苷酸代谢的研究，我们可以发现某些疾病的特定代谢标志物。
这些标志物可以用于早期疾病诊断、疾病分型和监测治疗效果。
例如，某些疾病会导致核苷酸代谢的异常，通过检测这些异常，可以及早发现
疾病并进行干预治疗。
此外，代谢组学核苷酸的研究还可以帮助我们了解药物对核苷酸代谢的影响，从而优化药物的疗效和副作用。
除了医学研究，代谢组学核苷酸还在其他领域有着广泛的应用。
例如，在农业领域，我们可以通过对作物的核苷酸代谢的研究，了解植物的生长状态和适应环境的能力，从而培育适应性更强的作物品种。
此外，代谢组学核苷酸的研究还可以应用于环境监测和食品安全等领域。
总之，代谢组学核苷酸是一种有着广泛应用前景的生物技术。
通过对核苷酸代谢的研究，可以为人类健康和疾病治疗提供有力的支持。
随着技术的不断发展，相信代谢组学核苷酸的研究将会为人类的健康和生活带来更多的福祉。
核苷酸代谢
IMP
FAICAR AICAR
SAICAR
CAIR
AIR
FGAM
P
O CH2 O O- P P OH OH
限速步骤
PRPP
Gln Glu
P
O CH2 O
NH2 5-磷酸核糖胺 (5--PRA)
OH OH
第三阶段： 第三阶段：由IMP生成 生成AMP和GMP 生成 和
延胡索酸
腺苷酸代琥珀 酸裂解酶
竞争抑制
以假乱真
6-MP 的作用机制：
1，竞争抑制HGPRT，使PRPP分子中的 ，竞争抑制 分子中的R-5-P不能 ， 分子中的 不能 向嘌呤及次黄嘌呤转移，阻断嘌呤核苷酸的补救 向嘌呤及次黄嘌呤转移，阻断嘌呤核苷酸的补救 途径。 途径。 2，可在体内经核糖化生成6-MP核苷酸，抑制 ，可在体内经核糖化生成 核苷酸， 核苷酸 抑制IMP 转变为AMP及GMP的反应。 的反应。 转变为 及 的反应 3，反馈抑制PRPP酰胺转移酶而干扰磷酸核糖胺的 ，反馈抑制 酰胺转移酶而干扰磷酸核糖胺的 酰胺转移酶 从头合成。 形成，阻断从头合成 形成，阻断从头合成。
谷氨酰胺
G
N
N
R-5-P
AMP 和GMP 在激酶作用下， 经过两步 在激酶作用下， 磷酸化反应， 磷酸化反应， 进一步分别生成 ATP 和 GTP。 。 AMP
ATP
激酶
ADP
ATP
激酶
ATP
ADP
ADP
GAP
ATP
激酶
GDP
ATP
激酶
GTP
ADP
ADP
或经底物水平磷酸化
嘌呤核苷酸的合成要点
在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环； 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， PRPP是重要的中间代谢物，它不仅参与嘌呤 是重要的中间代谢物 核苷酸的从头合成， 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。 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； 酸核糖的活性供体； 的活性供体 关键酶为PRPP酰胺转移酶。 关键酶为PRPP酰胺转移酶。 PRPP酰胺转移酶
核苷酸代谢
• 从头合成途径：利用CO2、甲酸盐、Gln、 Asp和Gly等小分子物质来合成，不经过碱 基、核苷的中间阶段
• 补救合成途径：利用体内游离的碱基或核 苷合成核苷酸
核苷酸代谢最新
• 一、嘌呤核苷酸的合成 （一）嘌呤核的来源
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• （二）嘌呤核苷酸的合成——AMP、GMP 1.从头合成—主要方式 嘌呤碱的合成是从5-磷酸核糖焦磷酸
Lesch-Nyhan综合症属于性连锁隐性遗传疾病，患者 各器官、组织中HGPRT（其结构基因位于X染色体）缺 乏。
一般情况下，脑组织中嘌呤核苷酸从头合成所需的 PRPP酰胺转移酶活性极低，而补救合成所需的HGPRT 活性较高，因此，脑组织基本依靠补救合成生成IMP和 GMP。
但Lesch-Nyhan综合症患者，由于脑组织中HGPRT 缺失，使次黄嘌呤、鸟嘌呤经补救合成生成IMP、GMP 受阻，嘌呤过多则进入分解途径生成尿酸，引起高尿酸 血症，最终导致中枢神经系统发育障碍，患者智力缺陷， 具攻击性行为，又称自毁容貌征。
（PRPP）开始，经过一系列酶促反应，先 生成IMP，然后再转变成AMP和GMP。 （1）IMP的合成 （2）AMP和GMP的合成
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• （3）从头合成的调节 嘌呤核苷酸的从头合成主要控制点有3个： ①磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶受终产物IMP、 AMP和GMP所抑制， ②腺苷酸琥珀酸合成酶受终产物AMP抑制， ③次黄嘌呤核苷酸脱氢酶受终产物GMP抑制。
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• （一）嘌呤的分解代谢
H2O
NH3
腺苷酸
次黄苷酸
H2O
核苷酸脱氨酶 H2O
核苷酸酶
黄苷酸
生物化学习题（核苷酸代谢习题及答案）
生物化学习题（核苷酸代谢）一、名词解释：核酸酶：作用于核酸分子中的磷酸二酯键的酶，分解产物为寡核苷酸或核苷酸，根据作用位置不同可分为核酸内切酶和核酸外切酶限制性核酸内切酶：作用于核酸分子内部，并对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶，是基因工程中的重要工具酶从头合成途径：生物体内利用简单的前体物质合成生物分子的途径，例如核苷酸分子的从头合成补救途径：生物分子（核苷酸）可以由该类分子降解形成的中间代谢物（碱基）合成，该途径是一个再循环途径PRPP：5-磷酸核糖焦磷酸，是嘌呤碱基生物合成的重要中间物IMP：次黄嘌呤核苷酸，是嘌呤碱基生物合成由PRPP开始，经过10步反应，生成IMP，然后再由IMP转变成嘌呤碱基二、填空题：1、不同生物分解嘌呤碱的终产物不同，人类和灵长类动物体内嘌呤代谢一般止于尿酸，灵长类以外的一些哺乳动物可生成尿囊素，大多数鱼类嘌呤代谢生成尿素，一些海洋无脊椎动物可生成氨2、生物体内活性蛋氨酸是S-腺苷蛋氨酸，它是活泼甲基的供应者3、三磷酸核苷酸是高能化合物，ATP参与能量转移，GTP为蛋白质生物合成提供能量，UTP参与糖原，CTP与磷脂的合成有关4、胞嘧啶和尿嘧啶经脱氨、还原和水解产生的终产物为β-丙氨酸5、参与嘌呤核苷酸合成的氨基酸有甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺6、尿苷酸转变为胞苷酸是在尿苷三磷酸水平上进行的7、脱氧核糖核苷酸的合成是由核糖核苷二磷酸还原酶催化的，被还原的底物是核苷二磷酸8、对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶称为限制性核酸内切酶9、脱氧核苷酸是由核苷二磷酸（NDP）还原而来10、核苷酸的合成包括从头合成和补救途径两条途径11、痛风是因为体内尿酸过多造成的，使用别嘌呤醇作为黄嘌呤氧化酶的自杀性底物可以治疗痛风12、HGPRT是指次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶、该酶的完全缺失可导致人患Lesch-Nyhan综合症13、嘧啶核苷酸从头合成的第一个核苷酸是乳清苷酸，嘌呤核苷酸从头合成的第一个核苷酸是次黄嘌呤核苷酸14、从IMP合成GMP需要消耗GTP，而从IMP合成AMP需要消耗ATP作为能源物质三、选择题1、的生物合成不需要PRPPA、嘧啶核苷酸B、嘌呤核苷酸C、HisD、FAD2、可以作为一碳单位的供体A、ProB、SerC、GluD、ThrE、Tyr3、合成嘌呤、嘧啶都需要的一种氨基酸是A、AspB、GlnC、GlyD、Asn4、生物体嘌呤核苷酸合成途径中首先合成的核苷酸是A、AMPB、GMPC、IMPD、XMP5、从核糖核苷酸生成脱氧核糖核苷酸的反应发生在A、一磷酸水平B、二磷酸水平C、三磷酸水平D、以上都不是6、在嘧啶核苷酸的生物合成中不需要下列哪种物质A、氨甲酰磷酸B、天冬氨酸C、谷氨酰胺D、核糖焦磷酸7、用胰核糖核酸酶降解RNA，可产生下列哪种物质？A、3’-嘧啶核苷酸B、5’-嘧啶核苷酸C、3’-嘌呤核苷酸D、5’-嘌呤核苷酸8、次黄嘌呤的缩写符号是A、GMPB、XMPC、AMPD、IMPE、都不是9、下列那对物质是合成嘌呤环和嘧啶环都是必需的？A、Gln/AspB、Gln/GlyC、Gln/ProD、Asp/ArgE、Gly/Asp10、人类嘧啶核苷酸从头合成的哪一步反应是限速反应？A、GMP的形成B、氨甲酰天冬氨酸的形成C、乳清酸的形成D、UMP的形成E、氨甲酰磷酸的形成11、dTMP的直接前体是？A、d CMPB、dAMPC、dUMPD、dGMPE、dIMP四、是非判断题1.限制性内切酶的催化活性比非限制性内切酶的催化活性低 F2.尿嘧啶的分解产物β-丙氨酸能转化成脂肪酸 R3.嘌呤核苷酸的合成顺序是：首先形成次黄嘌呤核苷酸，再进一步转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸 R4、嘧啶核苷酸的合成伴随着脱氢、脱羧反应 R5、脱氧核糖核苷酸的合成是在核苷三磷酸水平上完成的 F6、在细菌的细胞中有一类识别并水解外源DNA的酶，称为限制性内切酶 R7、腺嘌呤、鸟嘌呤脱去氨基后，分别生成次黄嘌呤和黄嘌呤 R8、嘧啶合成所需的氨甲酰磷酸合成酶与尿素循环所需要的氨甲酰磷酸合成酶是同一个酶。
生物化学_核苷酸代谢
生物化学_核苷酸代谢核苷酸是生物体内重要的代谢产物和信号分子，参与了细胞的许多生理活动。
核苷酸代谢是指从核苷酸的合成到降解的过程。
核苷酸合成主要发生在细胞的核糖体内，而降解则发生在细胞质中。
核苷酸代谢是一个复杂的过程，涉及许多酶的参与和调节。
核苷酸的合成一般分为两个部分：碱基合成和糖磷酸合成。
碱基合成是指通过一系列酶催化反应将无机盐和二氧化碳转化为核苷酸中的碱基。
碱基合成的过程中需要ATP提供能量，并且还需要其他物质作为辅助因子。
例如，嘌呤核苷酸的合成需要甲硫氨酸、腺苷酸、尿苷酸和腺苷酸等物质参与。
嘌呤核苷酸的合成主要发生在细胞核中，具体包括腺苷酸合成、纯化核苷酸合成和底物识别。
嘌呤核苷酸的合成是一个反应级联，涉及多个酶的参与和调控。
嘌呤核苷酸的合成过程是一个调控复杂的过程，它受到多种酶的调控以及许多物质的调节。
糖磷酸合成是指通过一系列酶催化反应将碱基与糖磷酸结合形成核苷酸。
例如，嘧啶核苷酸的合成主要发生在细胞质中，主要包括嘧啶核苷酸合成和底物识别。
嘧啶核苷酸合成是一个反应级联，也涉及多个酶的参与和调控。
嘧啶核苷酸的合成过程也受到多种酶的调控以及许多物质的调节。
核苷酸的降解主要发生在细胞质中。
核苷酸的降解是一个逆反应，通过一系列酶催化反应将核苷酸转化为底物，最终分解为无机盐和二氧化碳。
例如，嘌呤核苷酸的降解主要发生在肝脏和肾脏中，主要包括核苷酸降解和底物识别。
嘌呤核苷酸的降解是一个反应级联，涉及多个酶的参与和调控。
嘌呤核苷酸的降解过程也受到多种酶的调控以及许多物质的调节。
核苷酸代谢是一个复杂的过程，涉及多个酶的参与和调控。
核苷酸的合成和降解过程需要消耗能量，并且还需要其他物质作为辅助因子。
核苷酸代谢酶的异常表达或活性异常都可能导致核苷酸代谢紊乱，进而影响细胞的生理活动。
核苷酸代谢异常与许多疾病有关，如肿瘤、免疫系统疾病和遗传代谢病等。
因此，研究核苷酸代谢的调控机制和相关疾病的发生机制对于疾病的预防和治疗具有重要意义。
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二、核苷酸的分解
（一）核苷酸的分解
核苷酸 + H2O 核苷 + H2O
核苷酸酶
核苷+Pi
核苷水解酶
嘌呤（或嘧啶）+戊糖
（核苷水解酶主要存在于植物和微生物体内， 并且只能对核糖核苷起作用，对脱氧核糖核 苷不起作用。）
核苷+ H3PO4
核苷磷酸解酶
嘌呤（或嘧啶）+1-磷酸戊糖
（核苷磷酸化酶存在广泛）
ห้องสมุดไป่ตู้
（二）嘌呤的降解： 这是一个氧化降解过程，不同生
本章主要内容 〔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；
蛇毒磷酸二酯酶 产生5-核苷酸
一、核酸的酶促降解 核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶, 按其作用位置分为: （一）核酸外切酶： 作用于核酸链的末端（3’端或5’端），逐 个水解下核苷酸。 脱氧核糖核酸外切酶：只作用于DNA 核糖核酸外切酶:只作用于RNA （二）核酸内切酶: 从核酸分子内部切断3’,5’-磷酸二酯键。 限制性内切酶：在细菌细胞内存在的一类能识别 并水解外源双链DNA的核酸内切酶，可用于特异切割 DNA,常作为工具酶。
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
物降解的产物不同。
各种生物嘌呤碱的代谢产物
嘌呤代谢产物 尿酸 排泄动物 人类、灵长类动物、鸟类、昆虫
尿囊素
尿囊酸 尿素、乙醛酸 氨、二氧化碳
除灵长类外其它哺乳类动物
某些硬骨鱼类 大多数鱼类、两栖类动物 甲壳类动物、软体动物
（三）、嘧啶的降解 ： 这是一个还原降解 过程。
核苷酸的生物合成
三、嘌呤核苷酸的生物合成过程 1、嘌呤核苷酸环上原子来源
胸苷酸合成酶
二氢叶酸
亚甲基四氢叶酸
转甲基酶 二氢叶酸还原酶
六、脱氧胸 四氢叶酸 苷酸的合成
脱氧氟尿嘧啶核苷酸
胸腺嘧啶 合成的抗 代谢物的 作用机理
氨基喋呤、 氨甲喋呤
嘧啶合 成的抗代谢 物的结构
七、核苷酸合成的补救途径
5、嘌呤核苷酸合成 的调节
IMP、 AMP、GMP 可反馈抑制PRPP合 成酶、酰胺磷酸核 糖转移酶，AMP也反 馈抑制腺苷酸代琥 珀酸合成酶，GMP反 馈抑制IMP脱氢酶
四、嘧啶核苷酸的生物合成 嘧啶核苷酸的嘧啶环是由氨甲酰磷酸和 天冬氨酸合成的。
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。
2、嘌呤核苷酸合成特点
先形成IMP，然后在单磷酸的水平上转变成 AMP、GMP。 IMP合成从5-P-核糖开始的，在ATP参与下先 形成PRPP
嘌呤的各个原子是在PRPP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
3、嘌呤核苷酸的合成
IMP的 合成
AMP、GMP的合成
4、临床上几种治癌药物的作用机理 嘌呤类似物（6-巯基嘌呤）：可抑制 AMP、GMP的生成
谷胺酰胺类似物（氮杂丝氨酸）：可抑 制IMP的合成中有谷胺酰胺参与的反应
叶酸类似物（氨基蝶呤、氨甲喋呤）： 可抑制IMP合成中有四氢叶酸参与的反应
五、脱氧核苷酸的合成（动物、植物、大肠杆菌）
核苷二磷酸还原酶 氧化型核苷酸还原酶
（dADP、dGDP、
还原型核苷酸还原酶
dCDP、dUDP)
谷氧还蛋白
硫氧还蛋白
激酶 B1 B2 dATP dGTP dCTP dUTP
大肠杆菌核苷酸还原酶结构 底物结 合部位
调节部位
活性 部位
核苷 酸还原 酶反应 机理
2、嘧啶核苷酸的生物合成
嘧啶核苷酸的生物合成
胞苷酸的生物合成：
UMP
尿苷酸激酶
UDP
Mg2+
尿苷二磷酸激酶
ATP
ADP
ATP
ADP
UTP
细 菌
CTP+NH3+ATP CTP合成酶 CTP+ADP+Pi
CTP+谷氨酰胺+ATP+H2O CTP合成酶
CTP+谷氨酸+ATP+Pi
动物体
嘧啶核苷酸 合成的调节