核苷酸代谢级临床医学

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
次黄嘌呤(H)
6-巯基嘌呤(6-MP)
二、嘌呤核苷酸的分解代谢终产物是尿酸
核苷酸酶
核苷酸
Pi 核苷
核苷磷酸化酶
1-磷酸核糖 碱基
GMP
G
AMP
HHale Waihona Puke Baidu
（次黄嘌呤）
嘌呤碱的最终 代谢产物
X
（黄嘌呤）
黄嘌呤氧化酶
痛风症：一般认为与嘌呤核苷酸代谢有关。 可能是酶的缺乏或缺陷。如黄嘌呤氧化酶。
由于各种原因，当痛风症患者血中尿酸含 量升高，由于尿酸水溶性低，造成结晶沉 淀于关节、软骨、软组织、肾、尿道等处。 产生相应病变。
目前，多用别嘌呤醇治疗。此与IMP结构 类似，可抑制黄嘌呤氧化酶。
痛风症的治疗机制
鸟嘌呤 次黄嘌呤
黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤
尿酸
别嘌呤醇
作用机理
一、抑制黄嘌呤氧化酶，使尿酸合成下降。
3. 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。
(二)嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式
1.嘌呤+PRPP
核苷酸(1磷酸)+PPi
2. 腺嘌呤核苷
腺苷激酶
AMP
ATP ADP
补救合成的生理意义
1.补救合成过程简单，节省能量及氨基 酸的消耗。
2.有些组织如脑、骨髓等由于缺乏从头 合成的酶类，只能走此途径。
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
IMP
AMP GMP
ATP
GTP
嘌呤核苷酸从头合成特点：
1.嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步 合成的，而不是首先单独合成嘌呤碱， 然后再与磷酸核糖结合的。
2.请注意第一步反应：5-磷酸核糖必须 经过PRPP合成酶，生成有活性的PRPP。
二、别嘌呤与PRPP反应生成别嘌呤核苷酸-----
嘌
呤 核
1.消耗了PRPP
苷 酸
2.别嘌呤核苷酸与IMP结构相似，可反馈抑
合 成
制嘌呤核苷酸从头合成的酶
下
降
第二节
嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
Metabolism of Pyrimidine Nucleotides
嘧啶核苷酸的结构
一、嘧啶核苷酸的合成同样有从头合成与补 救合成两条途径
(一)嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单
合成部位 一般细胞都有,主要是肝细胞。胞液。
合成原料 谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸 。
嘧啶合成的元素来源
氨基甲 酰磷酸
天冬氨酸
1.从头合成途径：
与嘌呤核苷酸从头合成类似。
注意： a.与嘌呤核苷酸从头合成也有不同，此为先 合成嘧啶环，然后再与磷酸核糖相连而成。 b.与嘌呤核苷酸合成首先合成IMP类似，嘧啶 核苷酸合成则首先合成UMP，然后再转变为其 它嘧啶核苷酸。
（三）体内嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
GMP XMP
（四）脱氧（核糖）核苷酸的生成在二磷酸核糖 （NDP）水平上进行的
通过相应的核糖核苷酸的直接还原作用， 在二磷酸核糖（NDP）水平上进行的。
注意：同样，嘧啶脱氧核糖核苷酸（dUDP、 dCDP）也是通过类似途生成的。
在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）
(1)尿嘧啶核苷酸的合成
胞
液
谷氨酰胺 + HCO3-
氨基甲酰磷 酸合成酶II
2ATP 2ADP+Pi
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
氨基甲酰磷酸合成酶 I、II 的区别
CPS-I
分布 氮源
肝细胞线粒体中 氨
变构激活剂 N-乙酰谷氨酸
功能
尿素合成
CPS-II
胞液（所有细胞） 谷氨酰胺 无 嘧啶 合成
复习：尿素合成
激酶
AMP
激酶
ADP
ATP ADP
ATP ADP
GMP
激酶
激酶
GDP
ATP ADP
ATP ADP
ATP GTP
目录
嘌呤核苷酸合成的基本过程
PP-1-R-5-P
（磷酸核糖焦磷
AMP ATP PRPP合成酶
酸,PRPP ）谷氨酰胺
酰胺转移酶
谷氨酸
R-5-P
（5-磷酸核糖）
H2N-1-R-5´-P
（5´-磷酸核糖胺）
注意：抗代谢物的名称似不够精确，易 误解。但已约定俗成，有点专用名词的 味道。此词仅指抗核苷酸代谢的物质。
另：由于仅为抗核苷酸代谢，因而主要影响那 些分裂、增殖很快的组织细胞，对正常成人， 主要为骨髓造血细胞等。对肿瘤病人却有治疗 作用，但同时不良反应也很大。
嘌呤类似物 氨基酸类似物 叶酸类似物
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）
两个阶段：
合成次黄嘌呤核苷酸（IMP） IMP再转变成AMP、GMP
(1)IMP的合成
IMP生成的起始 (PRPP)
IMP生成总反应过程
11步反应
（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
经过激酶作用，上述各种dNDP，再磷 酸化成三磷酸脱氧核苷（dNTP）。
激酶 dNDP + ATP → dNTP + ADP
（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基 酸或叶酸类似物
抗代谢物概念：
一些与嘌呤、嘧啶以及氨基酸、叶 酸等结构类似的物质，主要以竞争性抑 制或“以假乱真”等方式干扰或阻断核 苷酸的合成，从而进一步阻止核酸以及 蛋白质的合成。如6-巯基嘌呤（6-MP） 、5-氟尿嘧啶（5-FU）等。 功能：临床上抗肿瘤作用。
氨基甲酰磷酸的生成
反应在线粒体中进行
CO2 + NH3 + H2O + 2ATP
氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ
（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）
O
~ H2N C O PO32-
氨基甲酰磷酸
+ 2ADP + Pi
复
线粒体
胞液
习
尿
素
合
成
(2) CTP的合成
尿苷酸激酶
UDP
ATP ADP
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
(5)活化中间代谢物。 例如UDP-葡萄糖、 CDP-二酰基甘油、S腺苷甲硫氨酸等。
AMP
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+)
第一节
嘌呤核苷酸的合成与分解代谢
Metabolism of Purine Nucleotides
嘌呤核苷酸的结构
AMP
GMP
一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补 救合成两种途径
核苷激酶
NMP +ADP
（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物也是嘧啶、氨 基酸或叶酸等类似物
• 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
二、嘧啶核苷酸的分解代谢
核苷酸酶
嘧啶核苷酸
核苷
PPi
1-磷酸核糖
核苷磷酸化酶
嘧啶碱
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
(3)dTMP或TMP的生成
脱氧核苷酸还原酶
UDP
dUDP
CTP CDP dCDP dCMP
TMP合酶
N5, N10-甲烯FH4
FH2
dUMP
FH2还原酶 FH4 NADP+ NADPH+H+
脱氧胸苷一磷酸 dTMP
2. 从头合成的调节
- ATP + CO2+ 谷氨酰胺
注意：上述两途径部位不同。例如：肝中为1；脑、骨 髓为2。但就总的来说，1为主要。
（一）嘌呤核苷酸的从头合成
1、从头合成途径: 除某些细菌外，几乎所有生物 体都能合成嘌呤碱。
哺乳动物合成部位
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。
部位：主要肝,其次是小肠和胸腺。亚C：胞液 原料：氨基酸、CO2、一碳单位等。
注意：
两种核苷酸的合成均存在从头合成和补救 合成两种途径，而且基本(但不完全)相同。
嘌呤核苷酸两种合成途径
从头合成途径：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳 单促反位应及，CO合2等成简嘌单呤物核质苷为酸原。料，经过一系列酶 补救合成（重新利用）途径：利用体内游离的 嘌呤或嘌呤核苷酸，经过相对简单的过程，合 成嘌呤核苷酸。
核苷酸是核酸的基本单位。 人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合 成，而合成的原料多为非核酸分解物。
被吸收的核酸降解产物除磷酸核糖可被机体利 用外，核苷酸的特有成份：嘌呤、嘧啶最终继 续分解排出体外而不被机体所利用。
因此，核苷酸不属于营养必需物质。
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
核苷
胰、肠核苷酸酶
磷酸
核苷酶
碱基
戊糖
核苷酸的功能
(1)核酸合成的原料，这是最主要的功能。 (2)体内能量的利用形式。如ATP。
注意：GTP、UTP、CTP也是能量形式。它们虽 发挥的少，但均在特定的地方，要记！
(3)参与代谢和生理调节。如cAMP、 cGMP等。
(4)组成辅酶。
注意：哪种核苷酸可以作 为哪种辅酶的组成成份， or，哪种辅酶中含有哪种 核苷酸的成份，要记！
氨基甲酰磷酸
天冬氨酸 -
氨基甲酸天冬氨酸
PRPP UMP
- 嘌呤核苷酸
ATP + 5-磷酸核糖
嘧啶核苷酸
UTP CTP
注意：哺乳类动物，氨基甲酰磷酸合成酶II为关健酶。
（二） 嘧啶核苷酸的补救合成途径与嘌呤核 苷酸类似
嘧啶磷酸核糖转移酶
1、 嘧啶 + PRPP
磷酸嘧啶核苷 + PPi
1
、 2、 嘧啶核苷 + ATP