12第十二章 核苷酸代谢
核酸分解及核苷酸代谢A
2.嘌呤的分解
嘌呤分解产物 尿素 植物 大量存在代谢中产物 如尿囊素和尿囊酸等
人类、灵长类、爬行类、鸟类
NH 2 N
N
N H
N
氨
尿酸
微生物
鱼类、两栖类、人类（少）
鱼类、两栖动物、海洋无脊椎动物
氨、二氧化碳、有机酸（甲酸、乙 酸、乳酸等）
尿酸生成
人体嘌呤代谢
部位 主要肝脏、小肠、肾脏
名称：N-羟-N-甲酰甘氨酸，hadacidin 结构：类似天冬酰胺 作用：抑制腺苷酸琥珀酸合成酶的活性，
阻止腺苷酸琥珀酸的生成， 阻止核酸合成，抗癌！ 结果：未用于临床，对肝、肾的毒副作用大
⑶鸟嘌呤核苷酸的合成 黄嘌呤核苷酸经氨基化成鸟嘌呤核苷酸。
NAD
NADH2
谷氨酰胺
谷氨酸
IMP
①
H2O
XMP
是否斜体？
Ⅱ.核苷酸的降解 1.核苷酸的水解
核苷酸+H2O→核苷+磷酸
酶
名称：总称磷酸单酯酶， 2'，3'，5'-Pi 存在：广泛存在
核苷酸酶：水解3'，5'-Pi 的磷酸单酯酶！
核苷+磷酸←→碱基+戊糖-1-磷酸 核苷磷酸化酶 存在广泛，反应可逆。
核苷+H2O→碱基+戊
酶
名称：核苷酶或核苷糖水解酶
大多数产生粘末端。
适 应
可能是细菌的免疫防御， 抵抗外来分子侵袭， 相当于免疫细胞。
限制性内切酶是分子生物学研究的重要工具酶
属名＋种名＋株名+类别
命名
Eco RⅠ
E： 大肠杆菌（Escherichia coli）的属名
核酸怎样分解成核苷酸
核苷磷酸化酶
碱基 + 核糖-1-P
水解
核苷水解酶
核苷 + H2O
碱基+核糖
（四）嘌呤的分解代谢
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。
核酸中的嘌呤主要是Ade、Gua首先脱氨，分 别生成次黄嘌呤和黄嘌呤，再进一步代谢生成尿酸。
次黄嘌呤+P
(hypoxanthine-guanine phosohoribosyl transferase)
鸟嘌呤+PRPP
次黄嘌呤- 鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶( H G P R T )
GMP+PPi
嘌呤核苷酸补救合成的生理意义
• 节约能量和一些氨基酸的消耗。 • 有些组织（如脑、骨髓）不能从头合成嘌呤核苷酸，只能
• Synthesized on PRPP • Synthesized then added to
PRPP
• Regulated by GTP/ATP
• Regulated by UTP • Generates UMP/CMP
• Generates IMP
• Requires Energy
• Requires Energy
Both are very complicated multi-step process which your kindly professor does not expect you to know in detail
（三）脱氧核苷酸的生物合成 1. 核苷二磷酸的还原
Hydroxyurea
生物化学 第十二章 核酸降解及核苷酸代谢
利用磷酸核糖、
氨基酸、甲酸 盐及CO2等简 单物质为原料，
经过一系列酶
促反应，合成
核糖核苷酸的 途径
（一）嘌呤核苷酸的从头合成
AMP
GMP
嘌呤碱合成的元素来源
CO2
Gly
Asp
甲酰基 （一碳单位）
甲酰基 （一碳单位）
Gln （酰胺基）
合成过程
1. 在PRPP基础上逐步合成嘌呤环， 首先合成IMP（IMP合成）；
核酸酶内切酶
核糖核酸酶（RNase）
RNase：作用于RNA内部的磷酸二酯键，主要有RNaseA； 产物：5′-OH末端和3′-磷酸基末端的寡核苷酸片段。
Py Pu Py Py G A C U G A
p
p
p
p
p
p
p
p
p
p
OH
5´
3´
RNase A
A A RNase T1
A A T1
RNase对RNA的水解位点示意图 （Pu：嘌呤 Py：嘧啶）
酶
Alu I Bam H I Bgl I EcoR I Hind Ⅲ Sal I Sma I
常用的DNA限制性内切酶的专一性
辨认的序列和切口
说明
‥ ‥A G C T ‥‥ ‥ ‥T C G A ‥ ‥
四核苷酸，平端切口
‥ ‥G G A T C C ‥‥ ‥ ‥C C T A G G ‥‥
六核苷酸，粘端切口
GMP
嘌呤核苷酸从头合成特点
Ø嘌呤核苷酸是在5-磷酸核糖基础上进行的； Ø由IMP转化产生AMP或GMP； ØIMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键； ØAMP或GMP的合成又需1个GTP或ATP。
12核苷酸代谢
阻断核苷酸合成代谢，或以假乱真掺入核酸，从而阻止
核酸以及蛋白质的生物合成。 这些核苷酸代谢类似物不仅是研究生化代谢途径的 工具，也是治疗某些疾病的有效药物。
12.4.1 嘌呤核苷酸的抗代谢物
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-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶
(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase HGPRT)
（1）嘌呤核苷酸的补救合成
腺嘌呤 + PRPP 次黄嘌呤 + PRPP
黄嘌呤氧化酶 （次黄嘌呤） X （黄嘌呤）
H
G
黄嘌呤 氧化酶 人类嘌呤碱的最终 代谢产物
不同生物体内存在的酶不同 使嘌呤碱分解的终产物不同
人类和排尿酸动物—尿酸为终产物 其它哺乳动物—尿囊素 鱼类、两栖类—尿囊酸 无脊椎动物、甲壳类—NH3+CO2
•什么是痛风症？
痛风症一词来源于拉丁语“GUTTA”，指该病是由于一 种毒物一点一点地进入关节造成的。
叶酸类似物
NH 2 N N CH 2 N N R O C COOH
N
NH
CH CH 2
H 2N
CH 2
R
H
R
CH 3
COOH
氨蝶呤
Aminopterin, AP
氨甲蝶呤
Methotrexate, MTX
6-MP PRPP = 谷氨酰胺 （Gln） PRA 氮杂丝氨酸 甘氨酰胺 核苷酸 （GAR） 甲酰甘氨酰 胺核苷酸 （FGAR） =
第十二章 核酸代谢
点
IMP 3. 在IMP基础上完成
AMP和GMP的合成
3. 以UMP为基础, 完 成CTP, dTMP的合成
5'-P-R PRPP
IMP
CO2+Gln H2N-CO-P
OMP
总结
AMP dAMP dGMP GMPUMP dUMP CMP dCMP dTMP
ADP dADP dGDP GDP UDP dUDP CDP dCDP dTDP
腺苷+Pi
腺苷+ATP
腺苷激酶
腺苷酸+ADP
生理意义
●节省: 减少从头合成时能量和原料的消耗 ● 作为某些器官(脑,骨髓和脾)合成核苷酸的途径
二、嘧啶核苷酸的合成代谢
(一)、从头合成途径
先合成嘧啶环，然后再与磷酸核糖连接生
成嘧啶核苷酸.
谷氨酰胺
C
N
C
天冬氨酸
CO2 C
C
N
(一) 从头合成途径的反应过程
CDP 核糖核苷酸还原酶
dNDP dADP dGDP dUDP dCDP
TDP
dTDP
dNDP+ATP dADP+ATP dGDP+ATP dUDP+ATP
dCDP+ATP
激酶 激酶 激酶 激酶 激酶
dNTP+ADP dATP +ADP dGTP+ADP dUTP+ADP
dCTP+ADP
dUDP O
(1) 嘌呤碱与PRPP直接合成嘌呤核苷酸
次黄嘌呤
次黄嘌呤核苷酸
90%
次黄嘌呤-鸟嘌呤
嘌呤碱 PRPP磷酸(H核G糖P转R移T酶) PPi
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。
生物化学简明教程第五版课后习题答案12 核苷酸代谢
生物化学简明教程第五版课后习题答案12 核苷酸代谢1．你如何解释以下现象：细菌调节嘧啶核苷酸合成的酶是天冬氨酸-氨基甲酰转移酶，而人类调节嘧啶核苷酸合成的酶主要是氨基甲酰磷酸合成酶。
解答：氨基甲酰磷酸合成酶参与两种物质的合成，嘧啶核苷酸的合成和精氨酸的合成。
在细菌体内，这两种物质的合成发生在相同的部位（细菌无细胞器的分化），如果调节嘧啶核苷酸合成的酶是此酶的话，对嘧啶核苷酸合成的控制将会影响到精氨酸的正常合成。
而人体细胞内有两种氨基甲酰磷酸合成酶，即定位于线粒体内的氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ和定位于细胞质内的氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ，它们分别参与尿素循环（精氨酸合成），嘧啶核苷酸的合成。
2．假如细胞中存在合成核苷酸的全部前体物质，①从核糖-5-磷酸合成1mol腺苷酸需要消耗多少摩尔ATP？②如果用补救途径合成1mol腺苷酸，细胞可节省多少摩尔ATP？解答：①从核糖-5-磷酸合成磷酸核糖焦磷酸（PRPP）时，需要将1mol焦磷酸基团从ATP转移到核糖-5-磷酸分子上去，在合成IMP途径的后续步骤中，该焦磷酸被释放并迅速水解生成2mol Pi，相当于消耗2mol ATP。
随后在生成甘氨酰胺核苷酸、甲酰甘氨咪唑核苷酸、5-氨基咪唑核苷酸和甲酰胺核苷酸四步反应中，各有1mol ATP的消耗，生成了IMP。
在IMP转化成腺苷酸时，由腺苷琥珀酸合成酶催化的反应又另外消耗1mol GTP。
所以，从核糖-5-磷酸合成1mol腺苷酸需要消耗7mol ATP。
②补救途径合成腺苷酸反应为：腺嘌呤+ 核糖-5-磷酸→腺苷+Pi ，腺苷 + ATP → AMP + ADP ,可见从腺嘌呤补救途径合成1mol 腺苷酸只消耗1mol ATP，比从头合成核糖-5-磷酸节省6mol ATP 。
3．使用放射性标记的尿苷酸可标记DNA分子中所有的嘧啶碱基，而使用次黄苷酸可标记DNA分子中所有的嘌呤碱基，试解释以上的结果。
解答：使用放射性标记尿苷酸后，尿苷酸（UMP）→UDP→CTP→CDP→dCDP→dCTP；UDP →dUDP→dUMP→dTMP→dTDP→dTTP。
12核苷酸代谢
AICAR转 甲酰基酶
5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷 酸（AICAR）
C-2 5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核
苷酸（FAICAR）
IMP环 水解酶
5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰 胺核苷酸（FAICAR）
次黄嘌呤核苷酸 （IMP）
②AMP和GMP的生成 延胡索酸
腺苷酸 琥珀酸
腺苷酸 代琥珀 酸裂解
酶
N 7
②胞嘧啶核苷酸（CTP）的合成
ATP
ADP ATP
UMP 尿苷酸激酶
UDP 二磷酸核苷激酶
ADP ATP
ADP
UTP 谷氨酰胺
CTP合成酶 谷氨酸
CTP
在真核细胞中，NH2来自于谷氨酰胺 的酰胺N，在细菌中来自于NH4＋。
大肠杆菌 动物
嘧啶生物合成的调控
ATCase：天冬氨酸氨基甲酰转移酶 CPS-Ⅱ：氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ
12 核苷酸代谢
核苷酸的生物学功能
核酸合成的原料（DNA和RNA） 提供能量 （ATP、GTP、CTP、UTP） 代谢调节（cAMP、cGMP） 组成辅酶（NAD、NADP、FAD、CoA） 活性载体（UDP、CDP）
第一节、核酸的酶促降解 第二节、核苷酸的生物合成 第三节、核苷酸的分解代谢
第一节、核酸的酶促降解
食物核蛋白
胃酸及蛋白酶
蛋白质
核酸（DNA和RNA）
核酸酶
核苷酸（碱基－戊糖－磷酸）
核苷酸酶（磷酸单酯酶）
磷酸
核苷（碱基－戊糖）
核苷酶（核苷磷酸化酶，核苷水解酶）
核糖或脱氧核糖（戊糖）
嘌呤或嘧啶（碱基）
核酸酶
核酸酶
根据对底物专一性
核糖核酸酶 脱氧核糖核酸酶
生物化学合工大第十二章核酸的酶促降解和核苷酸代谢ppt课件
核糖核苷酸的生物合成
1、嘌呤核苷酸的生物合成
(1) 从头合成途径 (2) 补救途径(自学)
2、嘧啶核苷酸的生物合成
(1) 从头合成途径 (2) 补救合成途径(自学)
嘌呤环上各原子的来源
来自CO2 来自天冬氨酸
来自甘氨酸
来自“甲酸盐”
来自“甲酸盐”
来自谷氨酰胺的酰胺氮
5-磷酸核糖焦磷酸
甘氨酸
5-磷酸 核糖胺
HCHLeabharlann CH2N5N，5-NC1H0-OC-HF2H-F4 H4
一碳基团的 S-腺苷蛋氨酸 来源与转变
参与 甲基化反应
N5-CH2-FH4
丝氨酸 FH4
NAD+
NDAH+H+ N5 ， N10 -CH2-FH4还原酶
N5 N10 - CH2-FH4
为胸腺嘧啶合 成提供甲基
NAD+ NDAH+H+
N5 ， N10 -CH2-FH4脱氢酶
1、核酸酶的分类
（1）根据对底物的 专一性分为
核糖核酸酶(RNase) 脱氧核糖核酸酶(DNase)
非特异性核酸酶
核酸内切酶 （2）根据切割位点分为 核酸外切酶
2、核酸酶的作用特点
外切核酸酶对核酸的水解位点
BBBBBBBB
5´ p
p
p
p
p
p
p
p
OH 3´
牛脾磷酸二酯酶
（ 5´端外切5得3）
蛇毒磷酸二酯酶
组氨酸 苷氨酸
FH4
N5， N10 = CH-FH4
参与嘌呤合成
HCOOH FH4
H2O 环水化酶
H+
N10 -CHO-FH4
核酸代谢
次黄嘌呤核苷酸 （IMP）
（2） 腺苷酸及鸟苷酸的合成
• IMP在腺苷酸代琥珀酸合成酶的催化下，由
天冬氨酸提供氨基合成腺苷酸代琥珀酸 （AMP-S），然后裂解产生腺苷酸（AMP）。
• IMP在IMP脱氢酶的催化下，以NAD+为受氢 体，脱氢氧化为黄苷酸（XMP），黄苷酸在
鸟苷酸合成酶催化下，由谷氨酰胺提供氨 基合成鸟苷酸（GMP）
（2） IMP形成AMP与GMP
O || C HN | HC N C || C N CH N | R-5‟-P
天冬氨酸
Mg2+ GTP
IMP
• 酶：腺苷酸代琥珀 酸合成酶； 腺苷酸 代琥珀酸 • 氨基：Asp提供; 合成酶 • 中间产物：腺苷酸 代琥珀酸(AMP-S)
腺苷酸代琥珀酸 裂解酶
NH2 | C N HN C | || CH HC C N N | R-5‟-P
Pu ：嘌呤
ห้องสมุดไป่ตู้Py
Py：嘧啶
Py
p
Pu
Py
G
A
C
A
p
G
A
3’
p p p p p p p p OH
5’
RNAase I RNAase I RNAase T1 RNAase T1
多数限制性内切酶识别的碱基序列为4－８个碱基的回文 顺序（palindrome）（从前往后与从后往前碱基一样）. 作用：在微生物细胞内发挥防御外来DNA入侵. 自身DNA的酶切位点上经甲基化修饰而得到保护.
O || C HN C | || C C || N O H
IMP
N CH N | R-5‟-P
谷氨酰胺 谷氨酸
O || C
N
11 第十二章 核苷酸代谢作业及参考答案
班级学号姓名第十二章核苷酸代谢作业及参考答案一.解释1.核苷酸的从头合成，2.核苷酸的补救合成，3.核苷酸的抗代谢物，4.核苷酸合成的反馈调节二.填空题1.嘌呤核苷酸从头合成的原料有磷酸核糖、________、CO2、Gln、Asp和Gly。
2.PRPP是嘌呤核苷酸从头合成、嘧啶核苷酸的从头合成和_________________的重要中间代谢物。
3.对嘌呤核苷酸生物合成产生反馈抑制作用的有GMP、______和IMP。
4.HGPRT除受GMP反馈抑制外,还受______核苷酸的反馈抑制。
5.氨甲蝶呤可用于治疗白血病的原因是___________________________________。
6.在NDP→dNDP的反应过程中,需要硫氧化还原蛋白还原酶,该酶的辐酶是______。
7.嘧啶从头合成途径首先合成的核苷酸为__________。
8.作为嘧啶合成过程的第一个多功能酶,•它除了具有氨基甲酰磷酸合成酶和天冬氨酸氨基甲酰转移酶外,还有__________________功能。
9.当IMP→AMP时,Asp的碳链可直接转变为___________。
10.当IMP→GMP时,嘌呤环上的C2所连接的侧链NH2来源于__________。
11.嘌呤核苷酸合成和嘧啶核苷酸合成共同需要的物质是___________。
12.嘌呤环中第4位和第5位碳原子来自__________。
13.5-FU的抗癌作用机理为抑制_________________________酶的合成,因而抑制了DNA的生物合成。
14.核苷酸抗代谢物中，常用嘌呤类似物是__________；常用嘧啶类似物是__________。
15.嘌呤核苷酸从头合成的调节酶是__________和__________。
16.在嘌呤核苷酸补救合成中HGPRT催化合成的核苷酸是__________和__________。
17.核苷酸抗代谢物中，叶酸类似物竞争性抑制__________酶，从而抑制了__________的生成。
第十二章核酸降解与核苷酸代谢ppt课件
（3）核苷经核苷酸水解生成碱基和戊糖
二、碱基的代谢 1、嘌
呤 的 分 解
2、嘧 啶 的 分 解
第二节 核苷酸合成
一、从头合成 1、嘌呤核苷酸合成 （1）嘌呤环各元素来源
（2） 合 成 途 径
（3）合成特点
a、先经合成氨甲酸磷酸，再与天冬氨酸硫含 生成乳清酸,再被转移至SPRPP的CI’上生 成乳清酸核苷酸。
b、乳清酸核苷酸经脱羧及转氨基因生成尿苷 酸、胞苷酸。
二、补救合成途径
由磷酸核糖转移酶催化将未合成或代谢中 产生的碱基转移至磷酸核糖的C1‘羟基上而 形成核苷酸。
三、脱氧核苷酸的合成
DNA中所含脱氧核苷酸由核糖核苷二磷 酸水平还原而成
四、DNA胸苷酸合成
1、由dump经胸苷酸合成酶还原并从亚甲 基四氢叶酸转甲基而生成dtmp
第十二章 核酸降解与核苷酸代谢 第一节 核酸降解
一、核酸的降解 1、核酸的分解过程
核苷酸 核苷酸酶 H2O
核苷＋Pi
核苷磷酸化酶
核苷＋Pi
嘌呤碱或嘧啶碱＋戊糖-1-磷酸
核苷＋H2O 核苷水解酶 嘌呤碱或嘧啶碱＋戊糖
2、核酸的降解
（1）水解核苷酸之间连接的3‘，5’磷酸二 脂键，生成多核苷酸电离或单核苷酸催化 水解的酶为核酸酶，水解核酸分子内的磷 酸二酯键的核酸酶为内环酶，从核酸-端逐 个水解核苷酸的酶为外 氧胸苷，过后经胸苷酸酶催化与ATP反应 生成胸苷酸。
第十二章-核苷酸代谢PPT课件
.
39
（二） 脱氧胸苷酸（dTMP）的合成
.
40
脱氧核苷酸合成（小结 ）
1) NDP
脱氧还原
dNDP
2） DP
N5, N10 - CH2 - FH4
dUMP
dTMP
3） dNDP / dTMP
ATP
磷酸化
dNTP / dTTP
作为DNA合成原料
.
41
（三） 嘧啶核苷酸的抗代谢物
1. 嘧啶类似物 5-氟尿嘧啶（5-FU）
乳清酸
（嘧啶环）
PRPP
PPi
UMP
ATP
ATP
Gln
2） UMP → UDP → UTP → CTP
3) UTP、CTP
作为RNA合成原料
.
36
（二） 嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶磷酸核糖转移酶
嘧啶 + PRPP
嘧啶核苷酸 + PPi
嘧啶核苷 + ATP
嘧啶核苷激酶
嘧啶核苷酸 + ADP
脱氧胸苷 + ATP
2. 叶酸类似物 氨基喋呤、氨甲喋呤(MTX)
3. 阿糖胞苷（Ara-C）
.
42
胸腺嘧啶（T）
5-氟尿嘧啶（5-FU）
5-FU
FdUMP, 其结构与dUMP类似
FdUMP与dUMP相互竞争，抑制胸苷酸合酶活
性，进而阻断dTMP乃至DNA的合成。
.
43
OH N
N
H2N
N
N
CH2
N H
O COOH C-NH-CH-CH2-CH2-COOH
R-5-P
aa、“-C”、CO2等
核苷酸
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。
核苷酸代谢
CO 2
6
甘氨酸
7 5 4
天冬 氨 酸 一碳 单 位
1
N N
3
N
8
一 碳单 位
2
N
9
谷 氨 酰胺 图 12-2 嘌呤环的原子来源
合成过程： 合成过程： 首先合成肌苷酸（IMP）。 1、首先合成肌苷酸（IMP）。 5-P-Ｒ 应结合而成IMP 应结合而成IMP 。 IMP转变成AMP与GMP。 转变成AMP 2、由IMP转变成AMP与GMP。 PRPP（磷酸核糖焦磷酸） PRPP（磷酸核糖焦磷酸） 以PRPP为基础，将以上各原料逐步连续反 PRPP为基础， 为基础
一、嘌呤核苷酸的从头合成
主要特点： 主要特点：
合成部位： 主要）、小肠粘膜、 ）、小肠粘膜 合成部位：肝（主要）、小肠粘膜、胸腺的胞 液中。 液中。 原 磷酸核糖；嘌呤碱环上9 料：５－磷酸核糖；嘌呤碱环上9个原子 各来自一碳单位与CO 天冬氨酸、 各来自一碳单位与CO2、天冬氨酸、 甘氨酸、 甘氨酸、谷氨酰胺 。
பைடு நூலகம்磷酸 碱基
核苷 磷酸戊糖
核苷磷酸化酶
合成代谢
从头合成途径 补救合成途径
从头合成途径：机体利用氨基酸、CO2、一碳单位 从头合成途径：机体利用氨基酸、 （肝） 及5-磷酸核糖等小分子物质经过 连续酶促反应合成核苷酸的过 程。 补救合成途径：直接利用现成的碱基， 补救合成途径：直接利用现成的碱基，经简单反 应 骨髓） 合成核苷酸的过程。 （脑、骨髓） 合成核苷酸的过程。
胞嘧啶
胸腺嘧啶
NH3 NH3
CO2
β －丙氨酸
CO2
β-氨基异丁酸
抗代谢物（antimetabolite)是指在化学结 抗代谢物（antimetabolite)是指在化学结 构上与正常代谢物结构相似， 构上与正常代谢物结构相似，具有竞争性拮抗正 常代谢的物质。 常代谢的物质。
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第十二章核苷酸代谢一、单项选择题1. 合成嘧啶和嘌呤环的共同原料是A. 一碳单位B. 甘氨酸C. 谷氨酸D. 天冬氨酸E. 蛋氨酸2. 嘌呤核苷酸的补救合成途径主要在下列器官进行A. 脑B. 肝脏C. 小肠粘膜D. 肾脏E. 胸腺3. 人体内嘌呤碱分解的终产物是A. 尿酸B. 尿素C. 肌酸D. β-丙氨酸E. 尿素氮4. 嘌呤核苷酸的从头合成途径中，先合成下列核苷酸A. AMPB. GMPC. XMPD. UMPE. IMP5. 嘧啶核苷酸的从头合成途径中，先合成下列核苷酸A. TMPB. CMPC. UMPD. UDPE. UTP6. 体内生成dTMP的直接前体是A.TMPB. dUMPC. dUDPD. dCMPE. dCDP7. 关于嘧啶碱分解的正确叙述是A. 产生尿酸B. 代谢异常可引起痛风症C. 需要黄嘌呤氧化酶D. 产生NH3、CO2与α-氨基酸 E. 产生NH3、CO2与β-氨基酸8. 5-氟尿嘧啶（5Fu）治疗肿瘤的机理是A. 本身直接杀伤作用B. 抑制胞嘧啶合成C. 抑制尿嘧啶合成D. 抑制胸苷酸合成E. 抑制四氢叶酸合成9、在体内能分解为β-氨基异丁酸的核苷酸是A. CMPB. AMPC. TMPD. UMPE. IMP10. 使用谷氨酰胺的类似物作抗代谢物，不能阻断核酸代谢的哪些环节？A. IMP的生成B. XMP→GMPC. UMP→CMPD. UMP→dTMPE. UTP→CTP11．临床常用别嘌呤醇治疗痛风症，主要通过抑制下列酶活性而减少尿酸的生成A. 磷酸酶B. 转氨酶C. 合成酶D. 黄嘌呤氧化酶E. 水解酶12．下列代谢途径需要PRPP提供R－5 －P，例外的是A. 嘌呤核苷酸的从头合成途径B. 嘧啶核苷酸的从头合成途径C. 嘌呤核苷酸的补救合成途径D. 嘧啶核苷酸的补救合成途径E. 脱氧尿嘧啶核苷酸代谢转变为脱氧胸腺嘧啶核苷酸13．脱氧核苷二磷酸（dNDP）是在下列核苷酸水平上还原生成A. NMPB. NDPC. NTPD. dNMPE. dNTP14. dUMP分子的C-5发生甲基化生成dTMP, 其－CH是由下列形式的一碳单位提供3A. N5-甲基四氢叶酸B. N5亚氨甲基四氢叶酸C. N5,N10－甲炔基四氢叶酸D. N5－甲酰基四氢叶酸E. N5,N10－甲烯基四氢叶酸二、多项选择题1. 下列辅酶或辅基分子中哪些含AMP成分A. NAD+B. NADP+C. FMND. HSCoAE. FAD2. 合成嘧啶环的原料是A. 谷氨酸B. 谷氨酰胺C. 天冬氨酸E. 一碳单位D. CO23. 合成嘌呤环的原料是B. 天冬氨酸C. 谷氨酸A. CO2D. 谷氨酰胺E. 甘氨酸4. 下列哪些物质可以作为合成嘌呤环和嘧啶环的原料A. 甘氨酸B. 一碳单位C. 天冬氨酸D. 谷氨酰胺E. CO25. 痛风症可能与下列情况有关A. 核酸大量的摄入B. 核酸大量分解C. 核酸排泄障碍D. 嘌呤碱分解减少E. 嘧啶碱分解增多6. 人体内下列哪些核苷酸分解的终产物是尿酸A. AMPB. UMPC. IMPD. GMPE. CMP7. 6－巯基嘌呤抗代谢物，可以抑制下列核苷酸的合成A. AMPB. GMPC. CMPD. IMPE. XMP8. 嘧啶核苷酸分解代谢的产物有A. NH3B. 尿酸C. CO2D. β－氨基异丁酸E. β－氨基酸9. PRPP（磷酸核糖焦磷酸）参与的反应有：A. IMP从头合成B. AMP补救合成C. GMP补救合成D. UMP从头合成E. IMP的补救合成10. 核苷酸在体内有许多重要功能，如A. dNTP作为合成DNA的原料B. NDP作为合成RNA的原料C. A TP是生物体内的直接供能物质D. AMP参与多种辅酶或辅基的合成E. cAMP/cGMP 作为激素的第二信使三、填空题1. 嘌呤环合成的原料有、、、和；2．嘧啶环合成的原料有、和；3．嘧啶环和嘌呤环进一步合成核苷酸还需要PRPP提供；后者由途径产生。
4. dNTP和NTP分别作为合成和的原料。
5. 人体内嘌呤碱分解代谢的终产物是；嘧啶碱分解的终产物是、和。
6. 嘌呤核苷酸从头合成的主要器官是，其次在和；7．补救合成途径是和等组织内合成核苷酸的重要方式。
8. 嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸的合成均有两条途径，它们分别为与。
9. 嘌呤核苷酸的从头合成分三个阶段，包括：的生成、的合成和的生成。
10. 嘧啶核苷酸的从头合成分为以下三个阶段：的合成、的合成及其转变为。
11． dUMP接受由提供的甲基生成。
12. 核苷酸转变成脱氧核苷酸是在水平上进行的，并需要提供一对氢原子。
13. 别嘌呤醇结构类似于；别嘌呤醇竞争性抑制酶，进而抑制的生成来治疗痛风症。
14. 6-MP可从多个位点抑制及的合成。
15. 氮杂丝氨酸与结构相似，可以抑制的合成，还可以抑制的合成。
16. 氨基蝶呤为类似物，能竞争性地抑制酶，进而抑制乃至的合成。
17. 5-FU在体内转变成FdUMP，其作为类似物抑制酶活性而阻断的合成，进而影响的生物合成。
18．阿糖胞苷（Ara-C）能够抑制还原生成是一类重要的抗癌药物。
四、名词解释1. 核苷酸的从头合成2. 核苷酸的补救合成3. 痛风症4. 抗代谢物五、问答题1、嘌呤核苷酸合成的基本原料有哪些？简述嘌呤核苷酸合成的主要过程？2、嘧啶核苷酸合成的基本原料有哪些？简述嘧啶核苷酸合成的主要过程？3、试从原料、合成过程方面，比较嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸从头合成的特点。
4、脑、骨髓等组织进行嘌呤核苷酸补救合成的生物学意义是什么？参考答案一、单项选择题1. D2. A3. A4. E5..C6. B7. E8. D9. C 10. A11. D 12. E 13. B 14. E二、多项选择题1. A、B、D、E2. B、C、D3. A、B、D、E4. A.、B、D5. A、B、C6. A、C、D7. A、B、 E8. A、C、E9. A、B、C、D、E 10. A、B、C、D三、填空题1．谷氨酰胺天冬氨酸甘氨酸二氧化碳一碳单位2．二氧化碳天冬氨酸谷氨酰胺3．核糖－5－磷酸磷酸戊糖4．DNA RNA5. 尿酸NH3CO2β-丙氨酸6. 肝小肠胸腺7. 脑骨髓8．从头合成补救合成9．PRPP IMP AMP和GMP10．嘧啶碱UMP CTP11. N5，N10－甲烯基四氢叶酸dTMP12．二磷酸核苷NADPH+H+13. 次黄嘌呤黄嘌呤氧化酶尿酸14．AMP GMP15．谷氨酰胺嘌呤核苷酸胞嘧啶核苷酸16. 叶酸二氢叶酸还原dTMP 嘌呤核苷酸17. dUMP 胸苷酸合酶dTMP DNA18．CDP dCDP四、名词解释1、机体利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位与CO2等简单物质为原料，经一系列连续酶促反应合成核苷酸的过程，称为从头合成途径。
2、直接利用体内游离的碱基或核苷，经简单反应合成核苷酸的过程，称补救合成途径。
3、因核酸大量摄入和分解产生大量尿酸，或尿酸排泄障碍，造成血中尿酸含量过高，尿酸盐晶体即可沉积于关节、软骨组织而导致痛风症。
4、抗代谢物是指在化学结构上与正常代谢物相似，能够竞争性拮抗正常代谢过程的物质。
五、问答题1．原料有5-磷酸核糖、CO2、一碳单位、谷氨酰胺、天冬氨酸、甘氨酸。
主要过程：（1）核糖－5－磷酸发生焦磷酸化生成PRPP；（2）由PRPP提供R-5-P，逐步加上各种小分子原料，经过大约10步化学反应生成IMP；（3）由IMP接受Asp提供的－NH2生成AMP,由IMP氧化为XMP，再接受Gln提供的－NH2生成GMP。
2．原料有5-磷酸核糖、CO2、谷氨酰胺、天冬氨酸。
首先合成UMP。
主要过程：（1）首先由各种原料（CO2、谷氨酰胺、天冬氨酸）合成嘧啶环，然后由PRPP提供R-5-P合成UMP，再转变为CTP和dTMP, 其中胸腺嘧啶的甲基是由N5，N10-CH2-FH4提供的。
3．嘌呤与嘧啶的成环原料除3种(CO2、谷氨酰胺和天冬氨酸)相同外，嘌呤环还需要甘氨酸与一碳单位。
嘌呤核苷酸合成是利用PRPP提供R-5-P，再逐步与成环原料缩合成IMP，然后演变为AMP和GMP。
而嘧啶核苷酸合成则是先由原（CO2、谷氨酰胺、天冬氨酸）合成嘧啶环，而后再与PRPPP提供的R-5-P反应合成UMP，再演变为CTP和dTMP。
前者为后成环，后者为先成环。
4．该类组织缺乏从头合成的酶系，故只能进行补救合成。
既节约合成代谢所需的能量与原料，又可及时提供核苷酸供脑和骨髓组织细胞生长所需。