e32-3核苷酸类辅酶的合成
3-磷酸甘油酸到2,3-二磷酸甘油酸合成途径
3-磷酸甘油酸到2,3-二磷酸甘油酸合成途径2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）是一种在红血球内储存能量的重要代谢产物。
它通过一系列酶催化反应来合成，这个过程被称为2,3-DPG 合成途径。
本文将详细介绍2,3-DPG合成的途径及其重要性。
2,3-DPG是一种骨架由甘油酸和磷酸基组成的分子。
它在肌红蛋白和血红蛋白的构象上发挥着重要的生理作用。
2,3-DPG结合到血红蛋白的β亚单位上，降低了血红蛋白与氧结合的亲和力，有助于氧的解离和输送。
这使红细胞能够更高效地释放氧气到周围组织，特别是在低氧环境下。
因此，2,3-DPG对于红细胞能量代谢和氧气输送起着至关重要的作用。
2,3-DPG的合成途径涉及到多个酶催化的反应。
其中最关键的反应是磷酸基转移反应和邻-侧链氧化反应。
下面将逐步介绍2,3-DPG合成途径的每一个步骤。
首先，甘油酸与ATP经过一系列底物与酶的作用，催化磷酸基转移反应，生成1,3-二磷酸甘油酸（1,3-DPG）。
这是2,3-DPG合成途径中的第一个关键步骤。
此反应由甘油酸磷酸化酶催化，该酶主要存在于红细胞线粒体和质粒体中。
接下来，1,3-DPG进一步经过磷酸亚基转移反应，生成3-磷酸甘油酸（3-PG）。
这一反应由磷酸酰甘油脱水酶催化，该酶存在于线粒体和质粒体中。
这是2,3-DPG合成途径中的第二个关键步骤。
继续，3-PG经过逆的磷酸亚基转移反应，生成2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）。
这一反应由3-PG磷酸酰转移酶催化，该酶也存在于线粒体和质粒体中。
这是2,3-DPG合成途径中的最后一个关键步骤，也是形成2,3-DPG的关键反应。
总体而言，2,3-DPG的合成途径涉及到三个关键步骤：甘油酸的磷酸化、1,3-DPG的磷酸亚基转移和3-PG的磷酸亚基转移。
这些反应由红细胞中存在的特定酶催化，这些酶的存在与活性对于红细胞能够合成和维持2,3-DPG水平至关重要。
2,3-DPG的合成途径对维持红细胞的正常功能和氧气输送至关重要。
2018年浙江公共卫生执业助理《生物化学》考点：核苷酸的生物合成
2018年浙江公共卫生执业助理《生物化学》考点：核苷酸的生物合成2018年执业医师考试时间在12月9日，考生要好好备考，争取一次性通过考试！小编整理了一些执业医师的重要考点，希望对备考的小伙伴会有所帮助！最后祝愿所有考生都能顺利通过考试！更多精彩资料关注医学考试之家！核苷酸的生物合成一、合成的基本途径1.有从头合成和补救合成两条基本途径。
从头合成是由简单的前体分子(如氨基酸、CO2、NH3、戊糖磷酸)经过较复杂的酶促反应逐步合成核苷酸，是主要途径。
补救合成是利用体内游离的碱基或核苷合成核苷酸，是省能的、简单的反应过程，消耗的ATP少，节省一些氨基酸的消耗。
2.肝组织主要进行从头合成，而脑、骨髓、红细胞等只能进行补救合成。
新生及年轻组织的内源性核苷酸从头合成比例大;而衰老组织及肝功能降低时，补救合成比例增大。
二、嘌呤核苷酸的合成(一)从头合成1.原料和部位用同位素标记示综实验，证明生物体内能利用二氧化碳、甲酸盐、谷氨酰胺、天冬氨酸和甘氨酸作为合成嘌呤环的前体。
嘌呤环的N-1来自天冬氨酸的氨基;N-3、N-9来自谷氨酰胺的酰胺基;C-2、C-8的来自甲酸盐;C-6来自CO2;C-4、C-5、N-7来自甘氨酸。
从头合成的器官主要有肝脏、小肠粘膜及胸腺，在胞液中进行2.反应过程嘌呤核苷酸合成的起始物是核糖-5-磷酸(来自戊糖磷酸途径)，PRPP合成酶催化ATP的焦磷酸基团转移到核糖-5-磷酸的C-1，形成PRPP。
从头合成的最初产物是次黄嘌呤核苷酸(IMP)，其他各种嘌呤核苷酸都是IMP衍生而来。
(1)次黄嘌呤核苷酸的合成由PRPP到IMP的合成过程有十步反应，全过程含酰胺键合成、脱水环化、酰基化、氨基化和裂解几个类型的反应：第一阶段第5步反应形成咪唑五元环。
先是PRPP转酰胺酶(关键酶)催化PRPP脱去焦磷酸并结合来自谷氨酰胺的氨基，生成5-磷酸核糖胺(PRA)。
然后由甘氨酰胺核苷酸合成酶、甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶、甲酰甘氨脒核苷酸合成酶、氨基脒唑核苷酸合成酶依次将甘氨酸、一碳单位等基团连接上去形成5-氨基咪唑核苷酸(AIR)。
有氧呼吸产生的还原型辅酶
有氧呼吸产生的还原型辅酶
有氧呼吸是一种能够有效地将有机物转化为能量的代谢过程。
在有氧呼吸过程中，产生了三种还原型辅酶，它们分别为：
1.NADH（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）：在三羧酸循环（也称
Krebs循环）和糖酵解的过程中，分子中的氢离子会被转移给辅酶NAD+，从而形成NADH。
NADH是将高能态电子转移到线粒体内呼吸链中传递的关键辅酶。
2.FADH2（氟代尿黄素二核苷酸）：与NADH类似，FADH2是
在三羧酸循环和脂肪酸氧化中产生的辅酶。
它接收高能态的氢离子，将其带入线粒体内的呼吸链中。
3.还原型辅酶Q（CoQH2）：还原型辅酶Q，也称作泛醌，是
呼吸链中的一个重要组分。
它在氧化磷酸化过程中接受电子，并将电子传递给细胞色素c。
该过程最终会将电子传递给氧气，从而产生水。
这三种还原型辅酶在有氧呼吸中起到关键的作用，将能量从有机物中释放出来，并将电子传递到呼吸链中进行氧化磷酸化过程，最终产生ATP（三磷酸腺苷）作为细胞能量的主要形式。
临床执业医师考试真题解析生化第九单元核苷酸代谢
第九单元核苷酸代谢第—节核苷酸代谢一、两条嘌呤核苷酸合成途径的原料嘌呤核苷合成有两条途径，一条是从头合成，另一条是补救合成。
(—) 嘌呤核苷酸从头合成途径的原料及简要途径。
1．嘌呤碱合成的元素来源嘌呤环N1来自天冬氨酸，C2、C8来自一碳单位(见前)，N3、N9来自谷氨酰胺，C6来自CO2、C4、C5和N7来自甘氨酸.2．从头合成途径简述分两阶段进行，即先合成次黄嘌呤核苷酸(IMP)，再转变为AMP和GMP。
反应从5磷酸核糖始，经磷酸核糖焦磷酸(PRPP)、5磷酸核糖胺(PRA)生成等多步反应，生成IMP，见第二节。
(二)嘌呤核苷酸的补救合成利用现成的嘌呤或嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸，称为补救合成。
参与补救合成有两种特异性酶：腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT)和次黄嘌呤-鸟嘌吟磷酸核糖转移酶(HGPRT)。
由PRPP提供磷酸核糖,两种酶分别催化AMP、IMP和GMP的补救合成。
二、嘌呤核苷酸的分解代谢产物细胞中的嘌呤核苷酸在核苷酸酶的作用下水解成核苷及无机磷酸。
核苷经核苷磷酸化酶作用，分解成自由的碱基及磷酸核糖。
嘌呤碱既可参与核苷酸补救合成途径，也可进一步水解。
嘌呤碱最终分解产物是尿酸，体内尿酸过多可引起痛风症。
【执业】1．嘌呤碱在体内分解的终产物是A.次黄嘌呤B.黄嘌呤C.别嘌呤醇D.氨、CO2和有机酸E.尿酸答案：E三、两条嘧啶核苷酸合成途径的原料体内嘧啶核苷酸合成途径也有从头合成，补救合成两条途径。
(—)嘧啶核苷酸从头合成途径原料及简要途径1。
嘧啶碱合成的元素来源嘧啶环的C2来自C02、N3来自谷氨酰胺，C4、C5、C6及N1来自天冬氨酸。
2．从头合成途径简述嘧啶核苷酸的合成可分为如下阶段进行，即①氨基甲酰磷酸的合成：CO2与谷氨酰胺在氨基甲酰磷酸合成酶II催化下，先合成氨基甲酰磷酸；②尿嘧啶核酸的生成：氨基甲酰磷酸与天冬氨酸缩合，经多步反应生成尿嘧啶核苷酸(UMP)；③胞嘧啶核苷酸的生成：UMP在磷酸激酶催化下、接受ATP的磷酸基，变为UTP，后者再接受谷氨酰胺的酰胺基、转变为胞嘧啶核苷三磷酸(CTP)；④脱氧胸腺嘧啶核苷酸的生成：UDP还原成dUDP，dUDP脱磷酸成dUMP，dUMP在胸腺嘧啶核苷酸(胸苷酸)合成酶催化下甲基化(由N5、N10甲烯四氯叶酸供给一碳单位)生成脱氧胸腺嘧啶核苷酸(dTMP)。
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。
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。
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。
核苷的合成和代谢途径
核苷的合成和代谢途径核苷是由一个五碳糖和一个嘌呤碱基或嘧啶碱基组成的化合物，广泛存在于生物体内。
它们在维持DNA和RNA的结构以及能量传递中起着重要的作用。
核苷的合成和代谢途径是细胞内分子生物学中的重要课题之一。
本文将详细介绍核苷的合成和代谢途径。
核苷的合成主要包括两个重要的生物化学途径：de novo合成和再利用途径。
de novo合成是从简单的原料出发，逐步合成核苷酸。
再利用途径则是将已有的核苷酸分解为嘌呤或嘧啶碱基，再与五碳糖重新结合合成核苷。
这两条途径共同负责核苷的合成和代谢。
首先，我们先来了解一下de novo合成途径。
这个途径主要发生在细胞的细胞质中。
嘌呤核苷酸的合成始于核苷酸酸的核苷酸，通过一系列的酶催化反应，逐渐合成腺苷酸。
首先，磷酸和核糖通过多个酶的作用，形成IMP（肌醇单磷酸）的中间产物。
然后，IMP可以通过一系列的转化反应，如甲基化、脱水、氧化和羧化，逐渐合成腺苷酸。
嘌呤核苷酸的合成途径相对复杂，需要多个酶的参与调控。
嘧啶核苷酸的合成也是通过de novo合成途径进行的。
嘧啶核苷酸合成的起点是尿苷酸（UMP），通过多个化学反应逐步合成细胞色素c（CTP），脱氮后，转化为胸腺苷酸（TTP）。
这个过程中同样需要多个酶的催化作用。
再利用途径则是通过嘌呤和嘧啶核酸的分解代谢来合成核苷。
这个过程涉及到核苷酸酸酶和核苷水解酶两个重要的酶。
核苷酸酸酶催化核苷酸的脱磷酸反应，生成对应的核苷。
然后，核苷水解酶催化核苷的水解反应，将嘌呤或嘧啶碱基与五碳糖重新结合产生新的核苷酸。
核苷的合成和代谢途径在细胞内经受多种调控机制。
酶的活性受到基因表达的调节，如转录因子的作用。
代谢物的浓度也对途径的活性起重要调控作用。
当细胞内的核苷酸浓度较高时，合成途径的活性会下降；而当核苷酸浓度较低时，合成途径的活性会上升。
这种负反馈调控机制可以维持细胞内核苷酸的平衡。
细胞内核苷的合成和代谢途径在疾病治疗中有着重要的应用。
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
生物化学 第十四章核酸降解与核苷酸代谢
氨甲酰天冬氨酸 + Pi （3）氨甲酰天冬氨酸 二氢乳清酸酶
二氢乳清酸 + H2O
（4）二氢乳清酸+NAD+ 二氢乳清酸脱氢酶
乳清酸 + NADH + H+
（5）乳清酸+ 5-磷酸核糖焦磷酸焦磷酸化
延胡索酸 裂解酶
(9) 5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸 + N10 -甲酰FH4
转甲酰基酶
5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸 + FH4
N10-甲酰
FH4
THFA
转甲酰基酶
(10) 5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸
环水解酶
（脱水环化)
次黄嘌呤核苷酸+水
H2O
环水解酶
掌握嘌呤环元素的来源
6
7
2
核酸降解为核苷酸，核苷酸还能进一步分解， 在生物体内核苷酸可由其他化合物合成，某些 辅酶的合成与核酸的代谢亦有关。
讲授内容：
第一节 核酸的降解 第二节 核苷酸分解代谢 第三节 核苷酸的合成代谢
第四节 核苷酸代谢调控
第一节 核酸的降解
一、 核酸的消化吸收 二、 核酸降解中的酶类
⒉ 转变为尿酸
次黄嘌呤+ O2 +H2O 黄嘌呤氧化酶黄嘌呤 + H2O2 黄嘌呤 + O2 + H2 O 黄嘌呤氧化酶 尿酸 + H2O2
痛风：嘌呤代谢障碍有关,
正常血液：2-6mg /100ml, 大于8mg/100ml, （男平均：5.7mg、女平均：4.3mg%）尿酸钾盐 或钠盐沉积于软组织、软骨及关节等处,形成尿 酸结石及关节炎,沉积于肾脏为肾结石,基本特 征为高尿酸血症。
e32-2IMP的合成
e32-2 IMP的合成图e32-2 IMP的合成从磷酸核糖胺直到IMP共有9步反应（图e32-2），现概述如下：①在一种合成酶的催化下，Gly与磷酸核糖胺缩合成甘氨酰胺核苷酸（glycinamide ribotide），同时消耗1分子A TP。
②在甲酰基转移酶（transformylase）的催化下，甘氨酰胺核苷酸接受N10-甲酰基四氢叶酸上的甲酰基，形成α-N-甲酰甘氨酰胺核苷酸（α-N-formylglycinamide ribotide）。
这里的甲酰基转移酶与丝氨酸转羟甲基酶（serine transhydroxymethylase）构成多酶复合物，以保证辅酶N10-甲酰基四氢叶酸的随时供应。
③在另一种合成酶催化下，Gln再次提供侧链上的氨基，形成α-N-甲酰甘氨脒核苷酸（α-N-formylglycinamidine ribotide），同时消耗1分子ATP。
④在又一种合成酶催化下，α-N-甲酰甘氨脒核苷酸闭环，形成5-氨基咪唑核苷酸（5-aminoimidazole ribotide），再消耗1分子A TP；⑤在一种不依赖于生物素的羧化酶的催化下，5-氨基咪唑核苷酸发生羧化反应，生成5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸（5-aminoimidazole-4-carboxylate ribotide）。
⑥在第四种合成酶的催化下，5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸与天冬氨酸缩合成N-琥珀酰-5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸（N-succino-5-aminoimidazole-4-carboxamide ribotide），需要消耗1分子A TP。
⑦在腺苷酸琥珀酸裂合酶的催化下，N-琥珀酰-5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸被裂解成5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸（5-aminoimidazole-4-carboxamide ribotide）和富马酸。
⑧在甲酰基转移酶的催化下，5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸接受N10-甲酰基四氢叶酸上的甲酰基，生成5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核苷酸（5-formylaminoimidazole-4-carboxamide ribotide）。
13.3 核苷酸的生物合成
GDP + Pi
Asp + GTP
IMP
腺苷酸代琥 珀酸合成酶
IMP脱氢酶
H2O + NAD+
NADH + H+
AMP-S
延胡索酸
腺苷酸代琥 珀酸裂解酶
AMP
XMP
鸟苷酸合成酶
GMP
Gln + ATP
Glu + AMP + PPi
8
Metabolism of Nucleotides
1. 嘌呤核苷酸的生物合成 先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP） 再由IMP生成AMP和GMP
4
Metabolism of Nucleotides
1.1 IMP的生物合成 首先在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下，消耗ATP，
由5-磷酸核糖合成PRPP（1-焦磷酸-5-磷酸核糖）； PRPP再经过多步反应，合成第一个嘌呤核苷酸—次黄
11
Metabolism of Nucleotides
2.2 胞嘧啶核苷酸的合成
12
Metabolism of Nucleotides
2.3 胸腺嘧啶核苷酸的合成
13
Metabolism of Nucleotides
嘧啶合成的元素来源
14
Metabolism of Nucleotides
15
Metabolism of Nucleotides
16
基础生物化学
Basic Biochemistry
Metabolism of Nucleotides
核苷酸的生物合成
2
Metabolism of Nucleotides
辅酶与辅基汇总
（一）辅酶I和辅酶II：NAD+、NADP+NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）和NADP+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）是生化反应中重要的电子和氢传递体，因此它们参与的是氧化还原反应（图4-1-5）。
NAD+和NADP+是各种不需氧脱氢酶的辅酶，可以接受底物分子上提供的氢负离子（H:-）而还原为NADH和NADPH。
底物分子脱氢时，一次脱下一对氢（2H++2e-），NAD+或NADP+接受1个H+和2个e-，另一个H+游离存在于溶液中。
NADH在细胞内有两条去路，一是通过呼吸链最终将氢传递给氧生成水，释放能量用于ATP的合成；一是作为还原剂为加氢反应（还原反应）提供氢。
NADPH一般不将氢传递给氧，通常只作为还原剂为加氢反应提供氢。
NADPH是细胞内重要的还原剂。
辅酶I和辅酶II是以维生素PP（烟酸、烟酰胺）、核糖、磷酸、腺嘌呤为原料合成的。
（二）黄素辅酶：FMN、FADFMN（黄素单核苷酸）和FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）是另一类氢和电子的传递体，参与氧化还原反应（图4-1-6）。
FMN、FAD是黄酶（氧化还原酶）的辅基，参与体内多种氧化还原反应，它可以接受2个氢而还原为FMNH2或FADH2。
其中FMN是呼吸链的重要氢和电子传递体，FAD主要参与有机物如脂肪酸等的氧化脱氢。
FADH2可将氢通过呼吸链传递至氧生成水，释放能量用于ATP的合成；在某些情况下，也可将氢直接传递给氧而生成过氧化氢（H2O2），H2O2可被过氧化氢酶催化分解成水和氧气。
黄素辅基是由维生素B2（核黄素）转化形成的。
（三）辅酶A：CoA-SH辅酶A是体内传递酰基的载体，为酰基移换酶之辅酶（图4-1-7）。
辅酶A由3-磷酸-ADP、泛酸、巯基乙胺三部分构成，其中泛酸为维生素，因此辅酶A 是主要是以维生素泛酸为原料转化合成的。
巯基-SH是辅酶A的活性基团，因此辅酶A常写作CoA-SH。
当携带乙酰基时形成CH3CO-SCoA，称为乙酰辅酶A。
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FMN和FAD的合成相对简单，它们合成的前体是核黄素，即维生素B2。如图e32-3(2)所示，在黄素激酶（flavin kinase）的催化下，核黄素转变成黄素单核苷酸（FMN）。随后，FMN在黄素单核苷酸焦磷酸化酶的催化下转变成FAD。
图e32-3(2) FMN和FAD的生物合成
三、CoA的生物合成
CoA是由泛酸转变而来。共经5步反应[图e32-3(3)]：（1）泛酸→4′-磷酸泛酸，由泛酸激酶催化；（2）4′-磷酸泛酸→4′-磷酸泛酰半胱氨酸，由合成酶催化；（3）4′-磷酸泛酰半胱氨酸→4′-磷酸泛酰巯基乙胺，由脱羧酶催化；（4）4′-磷酸泛酰巯基乙胺→脱磷酸CoA，由焦磷酸化酶催化；（5）脱磷酸CoA→CoA，由激酶催化。
图e32-3(3) CoA的生物合成
e32-3核苷酸类辅酶的合成
一、辅酶I和II的生物合成
图e32-3(1)辅酶I合成参看e32-3(1)，其合成前体可以是尼克酰胺、尼克酸或色氨酸，需要PRPP。如果前体是尼克酰胺，就在磷酸核糖转移酶的催化下，尼克酰胺与PRPP反应形成尼克酰胺单核苷酸（nicotinamide mononucleotide，NMN）。然后，NMN与ATP在腺苷酸转移酶（adenylyl transferase）的催化下，形成NAD＋；如果前体是尼克酸，就在磷酸核糖转移酶的催化下，尼克酸与PRPP反应形成尼克酸单核苷酸。然后，尼克酸单核苷酸与ATP反应形成脱酰胺-NAD＋（deamido NAD＋）。最后，在NAD＋合成酶的催化下，脱酰胺-NAD＋接受谷氨酰胺侧链上的氨基形成NAD＋；如果前体是色氨酸，就需要先将丝氨酸转变成喹啉酸（quinolinate）。然后，喹啉酸与PRPP反应形成脱酰胺-NAD＋，余下的反应同上。NAD＋在激酶的催化下，接受ATP分子上的γ-磷酸根即可以转变为NADP＋。