核苷酸的合成、分解91486
核苷酸的生物合成
甲酸
酶 ATP
四氢叶酸 甲酰基
N10-甲酰
甘氨酰胺 核苷酸
四氢叶酸
13
第四步：生成甲酰甘氨眯核苷酸
甲酰甘氨酰胺核苷酸+Gln+ATP+ H2O 甲酰甘氨脒核苷酸+Glu+ADP+Pi
合成酶
酶：甲酰甘氨眯核苷酸合成酶（formylgly
cinalimidine ribotide synthetase）
O O
2-
O3 PO
NH HOOC N H O
O OH OH PPi
NH
+
乳清苷酸焦磷酸化酶
PPi
2-O 3PO
HOOC O OH
N
O
OH
酶：乳清苷酸焦磷酸化酶 （orotidylic acid phosphorylase）
Mg2+可以活化该反应
45
第五步
乳清苷酸脱羧形成尿嘧啶核苷酸
O NH O NH O
酶：腺苷酸琥珀酸裂解酶
30
3、鸟嘌呤核苷酸的合成 氧化
酶：次黄嘌呤核苷酸脱氢酶（inosine-5phosphate dehydrogenase）
NAD+为辅酶，K+为激活剂
31
氨基化
酶：鸟嘌呤核苷酸合成酶 (guanylate synthetase)
32
Ⅱ、嘌呤核苷酸合成的补救途径
更便捷，可以更经济地利用体内已有成分 1 第一条补救途径 碱基 + 1-磷酸核糖 核苷 ＋ ATP
2-
HOOC O3 PO O OH
N
乳清苷酸脱羧酶
-CO 2
2-
O3 PO
核苷酸合成途径
核苷酸合成途径一、概述核苷酸是生命体内的重要物质，其合成途径包括脱氧核糖核苷酸（dNTPs）和核糖核苷酸（NTPs）两种类型。
这两种类型的合成途径有所不同，但都需要通过一系列的反应步骤来完成。
二、脱氧核糖核苷酸合成途径1. 概述脱氧核糖核苷酸是DNA的组成部分，其合成途径包括三个主要步骤：ribonucleotide reductase（RNR）催化的亚硝基自由基反应、修饰反应和激活反应。
2. RNR催化的亚硝基自由基反应RNR是脱氧核糖核苷酸合成途径中的关键酶，它能够将NTPs转化为dNTPs。
该反应需要亚硝基自由基作为辅助因子，其中亚硝基自由基来自于S-adenosylmethionine（SAM）依赖性亚硝化酶（SAM-dependent nitric oxide synthase）。
该反应具体步骤如下：① NTPs被RNR还原为2'-双氢形式；② 亚硝基自由基被SAM-dependent nitric oxide synthase产生；③ 亚硝基自由基与2'-双氢核糖核苷酸结合，形成亚硝化物；④ 亚硝化物被RNR还原为dNTPs。
3. 修饰反应修饰反应是指对dNTPs进行修饰，以便它们能够被DNA聚合酶所识别。
这个过程包括两个步骤：脱氧核糖基化和甲基化。
其中，脱氧核糖基化是指将dNTPs的2'-OH基团去除，而甲基化则是指在dNTPs 的底物上添加一个甲基。
4. 激活反应激活反应是指将修饰后的dNTPs与ATP结合，形成二聚体。
这个过程需要核苷转移酶（nucleotidyl transferase）参与。
三、核糖核苷酸合成途径1. 概述核糖核苷酸是RNA的组成部分，其合成途径包括三个主要步骤：ribonucleotide reductase（RNR）催化的亚硝基自由基反应、转移反应和激活反应。
2. RNR催化的亚硝基自由基反应核糖核苷酸合成途径中的RNR催化的亚硝基自由基反应与脱氧核糖核苷酸合成途径中的相同。
生物化学 核苷酸代谢与核酸合成
合成核酸 需要的物质
核苷酸在细胞内的合成有两条基本途径：
从头合成途径 补救作用
（一）嘌呤核苷酸的从头合成
生物体合成嘌呤环的前体有以下5种： √ 碳氢盐或CO2、甲酸盐、Gln、Asp、Gly。
生物体不是先合成嘌呤碱基，再与核糖和磷酸结 合成核苷酸。 而是从5-P-核糖焦磷酸（5-PRPP）开始，经过一 系列酶促反应，生成次黄嘌呤核苷酸，然后再转 变为其他嘌呤核苷酸。
RNA指导的DNA合成 Reverse transcription 1970年Temin和Baltimore，同时分别从致癌RNA病 毒中发现反转录酶。 反转录酶以RNA为模板，合成与RNA互补的DNA （cDNA）。
二 RNA的生物合成
(一) 转录 transcription
DNA指导下的RNA合成。DNA分子中的遗传信息 转移到RNA分子中的过程。 转录产物：mRNA、rRNA、tRNA及小RNA。
主要差别
多起点复制，复制子小而多； 复制叉移动速度慢，但复制速度快； 冈崎片段为100-200nt； DNA聚合酶α 、β 、γ 、δ 、ε 、θ 、λ 、μ 等； 复制周期不可重叠； 复制时末端会缩短，需要端粒酶解决线形DNA末端 复制问题。
（二）DNA的损伤和修复
1 DNA损伤的产生
DNA复制时的碱基错误配对。 一些物理化学因素如紫外线、电离辐射和化学诱 变剂等，能使DNA受到损伤。 细胞具有一系列机制，能在一定条件下使DNA的 损伤得到修复。
promotor +1 转录起始位点
转录区
（4） 转录过程
/show/c8gMgGQ-XF_m2nF5.html 起始： RNA聚合酶（全酶）与DNA上的启动子结合 RNA聚合酶向下游移动，到特定位置开始解链， 形成转录泡 转录起点加入第一个核苷酸
核苷酸的合成、分解
第一节 核苷酸的合成代谢
两条合成途径
1.从头合成途径（肝、胸腺）：
R-5-P
aa “-C” CO2
（一系列酶促反应）
核苷酸
2 .补救合成途径（脑、骨髓）：
嘌呤或嘧啶碱 + R-5-P
核苷酸
磷酸核糖焦磷酸(PRPP)
一、嘌呤核苷酸的从头合成
合成特点：
一碳单位、 CO2、谷氨酰 胺、甘氨酸、天冬氨酸
Pi
NH3
鸟嘌呤
黄嘌呤
黄嘌呤 氧化酶
痛风症
尿酸
AMP
Pi
NH3
次黄嘌呤
（-）
别 嘌
呤
醇
次黄嘌呤和别嘌呤醇
别嘌呤醇通过竞 争性抑制黄嘌呤 氧化酶而抑制尿 酸的生成
别嘌呤醇 次黄嘌呤
二、嘧啶核苷酸的分解代谢
NH3 尿嘧啶←胞嘧啶
胸腺嘧啶
β-脲基丙酸
β-脲基异丁酸
β-丙氨酸
β-氨基异丁酸
第三节 核苷酸的抗代谢物
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
还原
UDP
UMP
dUMP
N5，N10-甲烯基 FH4
A. 次黄嘌呤
B. 黄嘌呤
C. 尿酸
D. 腺嘌呤
E. 鸟嘌呤
7. 6MP可从下列环节抑制嘌呤核苷酸的合成
最新第八章核苷酸的生物合成-精品课件
乙醛酸循环→TCA
第三页，编辑于星期一：点 十三分。
二 嘌呤和嘧啶的分解
（一）嘌呤的分解
嘌呤代谢的终产物
尿酸
灵长类，短毛狗，鸟类、爬虫类、软体动物、海 鞘类、昆虫
尿囊素
尿囊酸
尿素
氨
哺乳动物（灵长类除外）、腹足类 硬骨鱼 大多数鱼类、两栖类、淡水瓣鳃类
甲壳类、咸水瓣鳃类
鸟嘌呤/黄嘌呤 蜘蛛、猪
第四页，编辑于星期一：点 十三分。
•过程
1. IMP的合成 2. AMP和GMP的生成
第十四页，编辑于星期一：点 十三分。
PP-1-R-5-P
（磷酸核糖焦磷酸）
AMP ATP PRPP合成酶
R-5-P
（5-磷酸核糖）
谷氨酰胺 酰胺转移酶
谷氨酸
H2N-1-R-5´-P
（5´-磷酸核糖胺）
IMP
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
脱氧胸苷一磷酸
dTMP
第三十一页，编辑于星期一：点 十三分。
•从头合成的调节
- ATP + CO2+ 谷氨酰胺
氨基甲酰磷酸
天冬氨酸 -
氨基甲酸天冬氨酸
UMP
PRPP
- 嘌呤核苷酸
ATP + 5-磷酸核糖
于星期一：点 十三分。
第三十三页，编辑于星期一：点 十三分。
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)
第三十二章 核苷酸代谢
杨荣武 生物化 学原理 第二版
提纲
一、核苷酸的合成
1. 核苷酸的从头合成 2. 核苷酸的补救合成 3. 核苷二磷酸和核苷三磷酸的合成 4. 脱氧核苷酸的合成 5. 胸苷酸的合成
二、核苷酸合成的调节 三、核苷酸的分解 四、几种与核苷酸代谢相关的疾病 五、常见的抗核酸代谢药物
合成途径
嘌呤核苷酸的降解
序列反应 灵长类的终产物是尿酸
其他物种还会进一步代谢
黄嘌呤 氧化酶
从尿里排出 尿酸
嘌呤核苷酸的分解代谢
尿酸的进一步分解
嘧啶核苷酸的分解
常见的几种与核苷酸代谢相关的疾病
痛风——尿酸产生过多引起 严重联合免疫缺陷病（SCID）——腺苷脱氨酶
（ADA）单个基因突变引起 Lesch-Nyhan综合征 乳清酸尿症
核苷酸还原酶的调节
别构调节 – 总活性: + ATP, -dATP – 底物特异性:
① ATP刺激CDP,UDP还原 ② (d)TTP刺激GDP还原 ③ (d)TTP抑制CDP,UDP还原 ④ dGTP刺激ADP还原, 抑制GDP, CDP, UDP还原
大肠杆菌的核苷酸还原酶的结构模型
核苷酸还原酶活性的调节机制
O HN C C CH3 OC C
NH H
ATP + Gln
NH2 CH NC OC C NH H
胞苷酸的合成
特殊的激酶催化NMP转变成NDP
核苷单磷酸激酶
核苷单磷酸激酶对碱基有特异性
腺苷酸激酶
AMP + ATP
2ADP
鸟苷酸激酶
GMP + ATP
GDP + ADP
脱氧核苷酸的合成
核苷酸生物合成的概念
核苷酸生物合成的概念核苷酸是一类重要的生物分子，它们在生物体内起着多种重要功能，例如存储遗传信息、能量传递和代谢调控等。
核苷酸的生物合成是一系列复杂的生化反应过程，涉及多个途径和酶系统的参与，既是细胞生命活动的重要组成部分，也与细胞的正常运行息息相关。
核苷酸的合成途径主要包括硫代硫酸甘油酸途径和磷酸戊糖途径。
在硫代硫酸甘油酸途径中，核苷酸的合成以AMP和GMP为主，分别通过腺苷酸合成途径和鸟苷酸合成途径完成。
在腺苷酸合成途径中，核苷酸的合成开始于葡萄糖，通过一系列酶的催化作用，经过核苷酸途径得到AMP。
与此同时，GMP的合成则经过鸟苷酸合成途径，腺苷酸合成为嘌呤核苷酸，以IMP为中间体。
在磷酸戊糖途径中，主要合成一系列嘧啶核苷酸和脱氧核苷酸，如CMP、UMP、TMP等。
通过一系列反应，起始于葡萄糖酸或核糖5-磷酸，通过磷酸转移酶系统和脱氧酶系统，经过一系列复杂的催化反应，得到嘧啶核苷酸和脱氧核苷酸。
核苷酸的生物合成包括多个酶催化的反应过程。
最重要的是多个酶的参与，如腺苷酸合成酶、鸟苷酸合成酶、ADP葡糖合成酶等。
这些酶能够催化反应，以促进核苷酸的合成。
例如，在腺苷酸合成途径中，酶催化反应包括葡萄糖-1-磷酸合成酶、5-磷酸-α-D-核糖合酶、核苷酸转糖酶和腺苷酸合成酶等。
这些酶通过催化特定的反应步骤，将底物转化为产物，并参与核苷酸的生物合成过程。
此外，核苷酸的生物合成还涉及多种反应底物和辅酶的参与。
例如，在腺苷酸合成途径中，底物葡萄糖-1-磷酸是葡萄糖和ATP的复合物，酶催化这一反应需要葡萄糖-1-酸合成酶、ATP合成酶和酶促反应等。
对于底物的选择和限制，以及辅酶的作用，都对核苷酸生物合成起着重要的调控作用。
此外，核苷酸的合成还受多种调控机制的影响。
调控机制包括正反馈和负反馈调控、遗传密码、调控基因表达、反馈抑制等。
通过这些调控机制，细胞能够根据需求及时合成并调节核苷酸的水平，以适应环境变化和维持正常功能。
体内合成核苷酸的途径
体内合成核苷酸的途径一、引言核苷酸是构成核酸的基本单元，也是细胞内重要的能量物质。
在生物体内，核苷酸的合成途径较为复杂，包括脱氧核糖核苷酸（dNTPs）和核糖核苷酸（NTPs）的合成。
本文将主要介绍体内合成dNTPs和NTPs的途径。
二、dNTPs的合成途径dNTPs是构成DNA分子的基本单元，其合成主要包括以下几个步骤：1. 核苷酸去氨基反应首先，由胱氨酸和ATP催化形成Cys-AMP中间体，然后将该中间体和ATP结合形成Cys-AMP-PPi复合物。
接着，该复合物与核苷酸进行反应，将其去除氨基并生成相应的脱氨核苷酸。
2. 脱氧化反应脱氨核苷酸经过还原反应被还原为2'-脱氧核糖-5'-磷酸（dNDP），然后再通过还原反应被还原为2'-脱氧核糖-5'-三磷酸（dNTP）。
3. 核苷酸还原酶的作用核苷酸还原酶（RNR）是dNTPs合成途径中的关键酶，其作用是将dNDP还原为dNTP。
该过程需要一定的能量，由ATP提供。
三、NTPs的合成途径NTPs是构成RNA分子的基本单元，其合成主要包括以下几个步骤：1. 核苷酸去氨基反应与dNTPs的合成途径类似，首先将胱氨酸和ATP催化形成Cys-AMP 中间体，然后将该中间体与ATP结合形成Cys-AMP-PPi复合物。
接着，该复合物与核苷酸进行反应，将其去除氨基并生成相应的脱氨核苷酸。
2. 核糖化反应脱氨核苷酸经过转移反应被转移为核糖核苷酸（NDP），然后再通过转移反应被转移为核糖核苷三磷酸（NTP）。
3. 核苷二磷酸激活反应在上述过程中，ADP和ATP被用于多个步骤中产生能量。
此外，还有一种方式可以利用ATP来合成NTPs，即核苷二磷酸激活反应。
该过程由核苷二磷酸激酶催化，将ADP和ATP结合形成AMP和PPi，然后将AMP与脱氨核苷酸反应生成相应的核糖核苷酸。
四、总结体内合成dNTPs和NTPs的途径较为复杂，涉及多个步骤和多种酶的催化作用。
核苷酸代谢(生物化学课件)
甘氨酰胺核苷酸(GAR)
合成酶
H2C-NH-CHO
ATP
H2C-NH-CHO
AIR合成酶
O=C-NH
Mg2+ Gln Glu
R 5/ P
HN=C-NH
R 5/ P
Mg2+ ATP ADP
Pi
甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR) 甲酰甘氨脒核苷酸(FGAM)
O
HC N CH
羧化酶
HO-C
N CH
合成酶
H2N C N
氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ
CO2 +谷氨酰胺
(CPS-Ⅱ)
NH2 C=O
2×ATP 2×(ADP+Pi) 谷氨酸 O-PO32-
氨基甲酰磷酸
天冬氨酸氨基 甲酰转移酶
Asp Pi
O
O
HO-C NH2
CH2
二氢乳清酸酶
HN
NADP+
NADPH+H+
脱氢酶
C
H2O O N COOH
O N COOH
H
O
H
HN
氨基甲酰天冬氨酸
腺嘌呤 + PRPP APRT AMP + PPi
次黄嘌呤 + PRPP HGPRT IMP + PPi
鸟嘌呤 + PRPP 腺嘌呤核苷
HGPRT 腺苷激酶
GMP + PPi AMP
ATP ADP
4.补救合成的特点
(1) 节省从头合成时的能量和氨基酸。 (2) 某些组织器官如脑、骨髓等主要是进行补救合成。
部位 肝是主要合成器官，其次是小肠和胸腺；而脑、 骨髓则很难进行此途径。
嘌呤环的C、N原子来自谷氨酰胺、天冬氨酸、一碳单
核苷酸代谢总结教学教材
核苷酸代谢总结第八章: 核苷酸代谢概述: （1）核苷酸是核酸的基本结构单位。
（2）人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成, 不属于营养必需物质（3）核酸的消化与吸收:（4）核苷酸的生物功用:①作为核酸合成的原料；②体内能量的利用形式ATP,GTP③参与代谢和生理调节 cAMP, cGMP；④组成辅酶 NAD, FAD, HSCoA⑤活化中间代谢物 UDP-葡萄糖, CDP-二酰基甘油, SAM, ATP第一节: 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢一.嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两种途径1.从头合成途径（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利用从头合成途径合成嘌呤碱（2）哺乳动物合成部位: 主要器官: 肝其次: 小肠和胸腺脑、骨髓则无法进行此合成途径（3）嘌呤碱合成的元素来源:（4）合成过程: 胞液中进行①次黄嘌呤核苷酸IMP的合成（十一步反应）②AMP和GMP的生成（5）合成特点:①嘌呤核苷酸是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。
即一开始就沿着合成核苷酸的途径进行②先合成IMP, 再合成AMP, GMP③IMP的合成需5个ATP, 6个高能磷酸键。
AMP 或GMP的合成又需1个GTP或者ATP（6）调节方式①反馈调节: PRPP合成酶和PRPP酰胺转移酶为关键酶, 均可被合成产物AMP、GMP等抑制②交叉调节：AMP合成需要GTP, GMP合成需要ATP2.补救合成途径（1）定义: 利用体内游离的嘌呤碱或嘌呤核苷, 经过简单的反应, 合成嘌呤核苷酸的过程（2）补救合成方式①APRT: 腺嘌呤磷酸核糖转移酶；HGPRT: 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶②腺苷激酶:（3）补救合成的生理意义①补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗②体内某些组织器官, 如脑、骨髓等只能进行补救合成3.Lesch-Nyhan综合征（自毁容貌综合征）（1）病因: 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)缺陷（2）病理：缺乏该酶使得次黄嘌呤和鸟嘌呤不能转换为IMP和GMP, 而是降解为尿酸, 高尿酸盐血症引起早期肾脏结石, 逐渐出现痛风症状。
核苷酸的合成分解课件
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
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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。
高中生物竞赛课件：嘌呤核苷酸的合成与分解
5’-核苷酸酶
5’-核苷酸酶 鸟苷
核苷酶
腺苷脱氨酶 核苷酶
15 7
3
9
腺苷
尿酸氧化酶 肌酐/次黄苷
核糖
鸟嘌呤
黄嘌呤 氧化酶
次黄嘌呤 尿囊素酶
鸟嘌呤脱氨酶 黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤
尿囊酸酶
尿酸
脲酶
尿酸 灵长目,鸟类, 爬行类,昆虫
尿囊素 多数哺乳 动物
尿囊酸 硬骨鱼类
乙醛酸
尿素
两栖类 软骨鱼
海洋无脊椎动物
键。AMP或GMP的合成又需1个ATP。
嘌呤核苷酸的合成与分解
核苷酸合成的两种途径
从头合成途径(de novo synthesis pathway) 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，合成核苷酸的 途径 补救合成途径(salvage synthesis pathway)
AMP
NH3
GMP
腺苷琥珀酸
IMP
IMP：次黄苷酸 XMP：黄苷酸
XMP
嘌呤核苷酸的合成与分解
一、嘌呤核苷酸的分解代谢
不同种类的生物分解嘌呤的能力不 同，产物也不同： 人、灵长类、鸟类、某些爬虫类 将嘌呤分解成尿酸 其他生物还可将尿酸进一步分解 成尿囊素、尿囊酸、尿素、甚至 CO2、NH3
所有生物均可通过氧化和脱氨基将 嘌呤转化为尿酸
主要在肝脏、小肠粘膜、肾脏进行
甘氨酰胺甲酰基转移酶
A. 5’-氨基咪唑核苷酸的形成
5-磷酸核糖基焦磷酸/5-磷酸核糖胺→ 5-氨基咪唑核苷酸(AIR) ——5元环形成
谷氨酰胺 (酰胺基)
ATP
ADP
甲酰甘氨脒核苷酸
甲酰甘氨酰胺核苷酸 + Gln
核苷酸的合成、分解
嘧啶核苷酸
嘧啶核苷
嘧啶核苷 + ATP
激酶
嘧啶核苷酸 + ADP
*正常肝组织胸苷激酶活性很低
精选ppt
15
四、三磷酸核苷的生成
NM P ATP NDP
ATP
NTP
N： 代表 A、 G、C、U
作为合成RNA的原料
精选ppt
16
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）
精选ppt
17
第二节 核苷酸的分解代谢
精选ppt
18
一、嘌呤核苷酸的分解代谢
GMP
Pi
NH3
鸟嘌呤
黄嘌呤
黄嘌呤 氧化酶
痛风症
尿酸
AMP
Pi
NH3
次黄嘌呤
（-）
别 嘌
呤
醇
精选ppt
19
次黄嘌呤和别嘌呤醇
ATP
UDP
UTP
CTP
谷氨酸
谷氨酰胺
精选ppt
13
3、dTMP的合成
dUDP
还原
UDP
UMP
dUMP
N5，N10-甲烯基 FH4
FH2
dTMP
精选ppt
14
三、核苷酸的补救合成
嘌呤磷酸 核糖转移酶
A / G / I + PRPP
AMP / GMP / IMP
嘧啶磷酸
核糖转移酶
嘧啶碱 + PRPP
生物化学课件：核苷酸代谢
嘌呤的合成首先合成次黃嘌呤核苷酸（IMP），然後再 轉變為AMP和GMP。
（3）嘌呤核苷酸從頭合成的調節
調節方式：回饋調節和交叉調節
R-5-P ATP
＋－ －
＋－
－
PRPP
PRA
－－
AMPS AMP
NH3
IMP
次黃嘌呤 核苷酸
GMP
XMP
黃嘌呤 核苷酸
激酶
AMP
ATP ADP
激酶
ADP
ATP ADP
ATP
GMP
激酶
激酶
GDP
ATP ADP
ATP ADP
GTP
（2）嘌呤核苷酸從頭合成特點
由5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）供給核苷酸的磷酸與核糖 部分；
嘌呤堿的合成是以PRPP為基礎，添加原子或基團，形成 嘌呤的基本框架結構；
O
NH2
H2N C CH2 CH2 CH COOH Gln
O
NH2
N N CH2 C O CH2 CH COOH AS
（3）葉酸類似物：
• 氨蝶呤(AP)和氨甲蝶呤(MTX)能競爭性抑制FH2還原酶，使葉 酸不能還原成FH2和FH4，從而抑制嘌呤中C8和C2原子中一碳 單位的供應。
N酸類似物
如氮雜絲氨酸類似穀氨醯胺，可以抑制CTP的合 成。
（3）葉酸類似物
如甲氨喋呤抑制葉酸代謝，使dUMP不能利用一 碳單位甲基生成dTMP。
葉酸類似物（AP 、MTX）
NADPH + H+ NADP+
NADPH + H+ NADP+
10 核苷酸的分解和合成代谢
核苷酸代谢LOGO目录1核苷酸的生物合成2核苷酸的分解代谢3核苷酸的异常代谢核苷酸的主要生理功能l合成 DNA、RNA 的原料。
l生物体的直接供能物质：主要为 ATPl某些核苷酸的衍生物是多种生物合成过程的活性中间物质: UDP-葡萄糖，CDP-甘油二酯等。
l环核苷酸 cAMP 与 cGMP 作为信息分子。
l AMP是某些辅酶（NAD+、NADP+、FAD、辅酶A）的组成成分。
核苷酸的代谢动态核苷酸食物核酸生物合成组织核酸NTP 组织核酸某些辅酶 活性中间物质cAMP 与 cGMP核苷酸的生物合成l从头合成(de novo synthesis)途径：利用简单物质为原料，经过一系列酶促反应(复杂过程)，合成核苷酸。
l补救合成(或重新利用，salvage pathway)途径：利用体内游离的碱基或核苷(现成原料)，经过比较简单的反应过程，合成核苷酸。
核苷酸的从头合成途径l嘌呤类在磷酸核糖焦磷酸PRPP (核糖-5-P的活化态)的基础上逐步构建嘌呤环(次黄嘌呤核苷酸IMP)。
l嘧啶类则是先形成尿嘧啶后再与PRPP连接。
从头合成可分为两个阶段：l先形成IMPl再转化为AMP和GMP 来自磷酸戊糖途径嘌呤核苷酸从头合成途径5-磷酸核糖焦磷酸的合成l IMP合成的直接起始物是PRPP (构建载体)嘌呤环合成元素来源 (同位素标记)l 尿酸是首个被发现的嘌呤化合物（Karl Scheele等，1776年，尿液和肾结石）l John Buchanan等在1950s以碳、氮同位素标记化合物饲喂鸽子，并通过分离及降解其排泄的尿酸以追踪这些同位素在嘌呤环中的分布。
甲酸盐由N 10-甲酰四氢叶酸提供合成原料：天谷甘碳碳1：从头合成途径从头合成是体内嘌呤核苷酸合成的主要途径l原料：磷酸核糖、氨基酸（甘氨酸、天冬氨酸、谷 氨酰胺）、CO2 及一碳单位l部位：胞液Step1IMP合成（11步反应）① 在谷氨酰胺 - 磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶的作用下，由 1st 个 Gln 以 -NH2 形式引入N9，连接在核糖的 C1 位上；l脱下 PP i之后的核糖衍生物由 α-构型转变为 β-构型；l5-磷酸核糖胺很不稳定， pH 7.5 时的半衰期仅为30s。
生物化学课件第章核苷酸代谢ppt文档
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）
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5-FU dUMP
5-FdUMP
(-)
dTMP合成酶
dTMP
N5, N10-CH2-FH4
FH2
FH2还原酶
-( )
氨基喋呤
核苷类似物
Ara-C
-( )
CDP
阿糖胞苷(Ara-C) dCDP
dCTP
《核苷酸代谢》课堂练习
1. 补救合成途径主要在下列组织中进行
Ａ. 肝组织
Ｂ. 胸腺
Ｃ．脑组织
D．骨髓组织
第十二章 核苷酸代谢
metabolism of nucleotide
膳
蛋白质
食
核
蛋
核酸
白 DNA、RNA
核酸的消化吸收
单核苷酸
磷酸
核苷
戊糖
碱基
核糖 （R）
脱氧核糖 嘌呤碱 嘧啶碱 （dR） (A、G) (C、U、T)
核苷酸的功能
1. d NTP是合成DNA的原料 2. NTP是合成RNA的原料 3. UTP、CTP 、 GTP分别参与Gn、磷脂和Pr合成 4. ATP直接供能者 5. AMP参与合成多种辅酶： CoA、FAD、NAD+、NADP+ 6. cAMP、cGMP作为激素的第二信使
A. 次黄嘌呤
B. 黄嘌呤
C. 尿酸
D. 腺嘌呤
E. 鸟嘌呤
7. 6MP可从下列环节抑制嘌呤核苷酸的合成
A. IMP → AMP
B. IMP → XMP
C. XMP → GMP
D. A + PRPP → AMP
E. G + PRPP → GMP
E. 小肠
２.下列原料在嘌呤碱和嘧啶碱合成中均需要
Ａ．C02 C. Gln
B. Asp D. “ ~C ”
E. Gly
3. 需要PRPP提供R-5-P的途径是
A. 嘌呤核苷酸的从头合成
B. 嘌呤核苷酸的补救合成
C. 嘧啶核苷酸的从头合成
D. 嘧啶核苷酸的补救合成
E. 以上途径都需要
4. 核苷酸的脱氧还原是发生在下列水平上
抗代谢物作用原理
正常代谢物
抗代谢物 竞争性抑制
酶
阻断核酸、蛋白质合成
一、嘌呤核苷酸的抗代谢物
1. 嘌呤类似物 6-巯基嘌呤(6MP)、6-巯基鸟嘌呤、 8-氮杂鸟嘌呤等 其中6MP结构类似于次黄嘌呤
2. 氨基酸类似物 氮杂丝氨酸（Azas）、6-重氮-5-氧正亮氨酸等 其中Azas结构类似于谷氨酰胺谷氨酰胺天氨基甲酰磷酸冬
CO2
氨 酸
嘧啶核苷酸合成的基本过程
天冬氨酸 谷氨酰胺 CO2
嘧啶环
PRPP
②
UMP
①
③
CTP dTMP
UMP——尿苷酸（一磷酸尿苷） CTP——三磷酸胞苷 dTMP——脱氧胸苷酸（一磷酸脱氧胸苷）
1、UMP的合成
（氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ）
CPS-Ⅱ
谷氨酰胺 + CO2
氨基甲酰磷酸 + 谷氨酸
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
还原
UDP
UMP
dUMP
N5，N10-甲烯基 FH4
第一节 核苷酸的合成代谢
两条合成途径
1.从头合成途径（肝、胸腺）：
R-5-P
aa “-C” CO2
（一系列酶促反应）
核苷酸
2 .补救合成途径（脑、骨髓）：
嘌呤或嘧啶碱 +
R-5-P
核苷酸
磷酸核糖焦磷酸(PRPP)
一、嘌呤核苷酸的从头合成
合成特点：
一碳单位、 CO2、谷氨酰 胺、甘氨酸、天冬氨酸
*6-MP和Azas的抑制作用
（补救合成途径）
（从头合成途径）
AMP
PRPA P
（-）
R-5-P
PRPP
IMP
（-）
6-MP
（-）
XMP
GlnGMP
G
（-）
PRPP
Azas
二、嘧啶核苷酸抗代谢物
1. 嘧啶类似物 5-氟尿嘧啶（5-FU）
2. 叶酸类似物 氨基喋呤、氨甲喋呤
5-FU和氨基喋呤的抑制作用
R-5-P → PRPP
嘌呤环 的原料
IMP
在PRPP的基础上各原料逐步合成嘌呤核苷酸
嘌呤核苷酸合成的基本过程
R-5-P
PRPP
各种嘌呤环原料*
IMP
AMP GMP
二、嘧啶核苷酸的从头合成
合成特点：
天冬氨酸 谷氨酰胺 CO2
嘧啶环
PRPP
UMP
先合成嘧啶环，再与PRPP作用生成UMP
嘧啶环合成的原料
A. 一磷酸核苷
B. 二磷酸核苷
C. 三磷酸核苷
D. 核苷
E. 核糖
5. dTMP的5C-CH3来自
A. N5,N10-CH2-FH4提供 C. N5,N10-CH-FH4提供 E. N5,N10-CH2-FH4提供 6. 人体内嘌呤碱分解终产物为
B. N5-CH3. FH4提供 C. N5, -CHO. FH4提供
FH2
dTMP
三、核苷酸的补救合成
A / G / I + PRPP
嘌呤磷酸 核糖转移酶
AMP / GMP / IMP
嘧啶碱 + PRPP 嘧啶核苷 + ATP
嘧嘧啶啶核磷苷酸酸 核糖转移酶
嘧啶核苷酸 + ADP
嘧啶核苷 激酶
*正常肝组织胸苷激酶活性很低
四、三磷酸核苷的生成
NM P ATP NDP
Pi
鸟嘌呤
NH3
黄嘌呤
黄嘌呤 氧化酶
痛风症
尿酸
AMP
Pi NH3
次黄嘌呤
（-） 别 嘌 呤 醇
次黄嘌呤和别嘌呤醇
别嘌呤醇通过竞争性抑制黄 嘌呤氧化酶而抑制尿酸的生 成
别嘌呤醇
次黄嘌呤
二、嘧啶核苷酸的分解代谢
NH3 尿嘧啶←胞嘧啶
胸腺嘧啶
β-脲基丙酸
β-脲基异丁酸
β-丙氨酸
β-氨基异丁酸
第三节 核苷酸的抗代谢物
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
一、嘌呤核苷酸的分解代谢
GMP