核苷酸代谢08Nucleotids
核苷酸的代谢
核苷酸的代谢
核苷酸的代谢，咱们四川人来说道说道
嘿！朋友，今天咱们来摆一摆那个核苷酸的代谢嘛。
说到这个，你可
能觉得有点儿高深，但其实，就跟咱们四川的火锅一样，看起来复杂，但
一涮一煮，那味道，巴适得板！
核苷酸啊，它就是咱们身体里头的那些“小零件”，组成DNA、RNA
这些大分子的基础。
你想嘛，就像咱们修房子，砖瓦是基础材料，那核苷
酸就是咱们生命体里头的“砖瓦”。
它们天天在咱们身体里头忙忙碌碌，
一会儿合成，一会儿分解，就像咱们四川人爱打麻将一样，洗牌、摸牌、
打牌，忙得不亦乐乎。
说到代谢，那就是个循环往复的过程。
核苷酸也不例外，它们会不断
地被身体利用，然后再被分解掉，变成其他的东西。
这就跟咱们四川的泡
菜坛子一样，菜放进去，泡一段时间，味道就出来了，然后再捞出来吃掉，坛子里头又继续泡新的菜。
核苷酸也是这样，不断地在咱们身体里头“泡”着，变着花样地为我们服务。
而且啊，这个核苷酸的代谢，它可不是孤立的。
它跟咱们身体的很多
其他过程都密切相关。
比如说，能量代谢、蛋白质合成这些，都离不开它。
就像咱们四川人说的“一环扣一环”，哪个环节都不能少。
所以啊，咱们
得好好保护咱们的身体，让这些“小零件”能够顺顺利利地工作，咱们才
能健健康康地过日子嘛！
咋样，听了我的摆谈，你是不是对核苷酸的代谢有了新的认识呢？下次咱们再接着摆其他的！。
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)。
第08章.核苷酸代谢
二磷酸核苷的水平生成（dTMP除外）
O HO P O O
O P O O CH2 O
碱基
NADPH+H+
OHOH
O HO P O O
O P O O CH2
核糖核苷酸还原酶
碱基 O
NADP+ +H2O
OH H
NDP
核糖核苷酸还原酶
dNDP
(还原型) 硫氧化还原 蛋白-(SH) 2
硫氧化 S (氧化型) 还原蛋白 S
反馈调节
_ +
R-5-P PRPP合成酶 酰胺转移酶 PRPP _PRA ATP
_
_
腺苷酸代 琥珀酸
+
AMP ADP ATP GMP GDP GTP
IMP
+
_
XMP
交叉调节：
_
腺苷酸代 琥珀酸
AMP
ADP GDP
ATP GTP
IMP
GTP XMP
+
_
ATP
+GMP
GTP可以促进AMP的生成 ATP可以促进GMP的生成 意义：维持ATP与GTP浓度的平衡
体内嘌呤核苷酸 的分解代谢主要 在肝、小肠及肾 中进行。
次黄嘌呤核苷 inosine Pi 核苷磷酸化酶 nucleoside phosphorylase 核糖1’磷酸
OH N N N N H
鸟嘌呤核苷 guanosine Pi 核糖1’磷酸
N N H
核苷磷酸化酶 nucleoside phosphorylase
NADP+
硫氧化还原蛋白还原酶 （FAD）
NADPH+H+
核糖核苷酸还原酶的调节
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。
生物化学核苷酸代谢
生物化学核苷酸代谢核苷酸代谢是生物体内重要的生化过程，涉及到核酸合成、降解、修复、信号传递等多个方面。
核苷酸由碱基、糖和磷酸组成，其代谢在细胞中是高度调控和平衡的。
核苷酸合成主要通过转氨基树酸循环和核苷酸分子的合成反应进行。
在转氨基树酸循环中，核苷酸前体物质首先被转化为碱基，然后与多磷酸核糖（PRPP）反应生成核苷酸。
在核苷酸分子的合成过程中，磷酸化反应是关键步骤。
首先，核苷酸前体物质通过化学反应与其他辅助分子发生磷酸化，生成亲核试剂；然后亲核试剂与其他原子或分子发生进一步反应，最终形成核苷酸分子。
核苷酸降解是核酸的代谢终点。
核苷酸降解主要通过核苷酸酶和核酸酶的作用进行。
核苷酸首先被分解为核苷和糖酸，然后再被分解为碱基、磷酸和其他代谢产物。
核苷酸的降解产物在细胞中可以被重新利用，参与核酸合成或其他代谢途径。
核苷酸修复是为了纠正核苷酸中的损伤或错误。
核酸在细胞中会受到化学、物理和生物性的损伤。
这些损伤可能导致突变和疾病的发生。
核苷酸修复过程中的多个酶参与到检测和修复核酸中的损伤。
例如，碱基切割酶可以识别含有损伤碱基的DNA链，然后切割并去除这些损伤碱基。
然后，DNA聚合酶、连接酶和重排序酶等修复酶可以填补被切割的DNA链，并确保修复后的DNA链的完整性。
核苷酸在细胞中还扮演着重要的信号传递和调控作用。
一些核苷酸可以作为二级信使，传递细胞内外的信号，调控细胞的生理和代谢过程。
例如，环磷酸腺苷（cAMP）和磷腺苷酸（cGMP）是细胞内常见的二级信使，它们通过激活蛋白激酶A、蛋白激酶G等酶的信号通路，参与细胞的增殖、分化、凋亡等生理过程。
总结起来，核苷酸代谢是生物体内重要的生化过程，它涉及核酸的合成、降解、修复以及信号传递等多个方面。
核苷酸代谢的平衡和调控对细胞活动的正常进行至关重要，异常的核苷酸代谢可能导致疾病的发生。
因此，对核苷酸代谢的深入研究，有助于揭示生命活动的机制和疾病发生的原因，也为药物研发和治疗提供了理论基础。
细胞生物学中的核苷酸代谢途径
细胞生物学中的核苷酸代谢途径细胞是生物体的基本单位，其中核酸是构成核糖体和DNA序列的关键组成部分。
核酸由核苷酸单元组成，核苷酸代谢是维持细胞正常功能的重要过程。
这一过程涉及到核苷酸的合成、降解和再利用，为了维持细胞正常的功能和稳态，细胞需要控制核苷酸代谢途径的平衡。
本文将探讨细胞生物学中的核苷酸代谢途径，包括核苷酸合成、降解和再利用等方面的内容。
一、核苷酸合成途径核苷酸合成是细胞中核苷酸代谢的重要组成部分，它涉及到细胞中氮代谢途径和葡萄糖代谢途径。
核苷酸的合成途径不同于降解途径，它是通过一系列酶催化的反应来完成的。
首先，核苷酸合成途径需要合成核苷酸的前体物质。
在动物细胞中，核苷酸的合成起始物质包括核碱基、糖和磷酸。
细胞通过葡萄糖、胱氨酸和甲硫氨酸等原料，经过一系列的酶催化反应，合成核苷酸的前体物质。
其次，核苷酸合成途径需要核苷酸的合成酶。
核苷酸的合成酶是完成核苷酸合成的催化剂。
不同类型的核苷酸合成酶以及参与核苷酸合成的酶协同作用，使细胞能够有效地合成各种类型的核苷酸。
最后，核苷酸合成途径需要能量和NADPH供给。
核苷酸的合成需要大量的能量和还原物质NADPH。
细胞通过葡萄糖代谢途径中的糖酵解和线粒体的呼吸链来提供能量和NADPH。
总之，核苷酸合成途径是细胞为了维持正常功能所需的重要过程。
细胞通过合成核苷酸的前体物质、核苷酸的合成酶、能量和还原物质来完成核苷酸的合成过程。
二、核苷酸降解途径核苷酸降解是细胞中的另一个核苷酸代谢途径。
核苷酸的降解途径通常发生在葡萄糖代谢途径的线粒体中。
首先，核苷酸降解途径需要核苷酸酶。
核苷酸酶是完成核苷酸降解的催化剂。
不同类型的核苷酸酶以及参与核苷酸降解的酶协同作用，使细胞能够有效地降解各种类型的核苷酸。
其次，核苷酸降解途径需要核苷酸降解的前体物质。
核苷酸降解会产生一些化合物，如尿素和氨基酸等。
这些化合物可以进一步参与细胞的代谢途径，如氮代谢途径和葡萄糖代谢途径。
最后，核苷酸降解途径还需要能量供给。
核苷酸代谢
核苷酸代谢概况
合成代谢 从头合成途径 (de novo synthesis pathway) 补救合成途径 (salvage synthesis pathway) 分解代谢
从头合成途径 (de novo synthesis pathway)
利用磷酸核糖、氨基酸、 利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位和 等简单物质为原料， 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. 促反应，合成核苷酸的途径. 这是主要合成途径, 主要在肝脏 肝脏进行 这是主要合成途径, 主要在肝脏进行 主要合成途径
IMP
_
XMP
_
腺苷酸代 琥珀酸
AMP
ADP GDP
ATP GTP
IMP
GTP
+
XMP
_
ATP
+GMP
原则之一： 原则之一：
满足需求， 满足需求，防止供过于求
原则之二： 原则之二：
相互调整， 相互调整，比例平衡
嘌呤核苷酸从头合成特点 嘌呤核苷酸从头合成特点
从头合成的特点： 从头合成的特点： 生物体内不是先合成嘌呤碱， 生物体内不是先合成嘌呤碱，再与核糖 和磷酸结合成核苷酸， 和磷酸结合成核苷酸，而是在磷酸核糖 的基础上从PRPP开始， PRPP开始 的基础上从PRPP开始，经过一系列酶促 反应，逐步合成嘌呤环的。先生成IMP IMP， 反应，逐步合成嘌呤环的。先生成IMP， 然后再转变为AMP AMP和 然后再转变为AMP和GMP
合成RNA 合成
dADP/dGDP
ATP ADP
dATP/dGTP
合成DNA 合成
•嘌呤核苷酸从头合成的调节 嘌呤核苷酸从头合成的调节 调节方式：反馈调节和交叉调节 调节方式：反馈调节和 5-磷酸核糖
核苷酸代谢
核苷酸代谢核苷酸是核酸的基本结构单位。
它在体内分布广泛，体内的核苷酸主要以5＇﹣核苷酸的形式存在，其中又以5＇﹣ATP含量最多。
食物中的核酸多以核蛋白的形式存在，核蛋白在胃中受胃酸的作用分解为核酸和蛋白质，核酸进入小肠后，在胰液和肠液的各种水解酶的作用下逐步水解。
核苷酸及其水解产物均可被细胞吸收，它们被吸收后，绝大部分主要在肠粘膜细胞中被继续降解。
碱基（嘌呤碱和嘧啶碱）被继续分解而最终排出体外，磷酸戊糖或戊糖可参与体内的戊糖代谢（磷酸戊糖途径）。
食物中的嘌呤和嘧啶几乎不能参与到组织的核酸中，故食物中虽含有丰富的核苷酸，但很少被机体所利用，人体所需的核苷酸主要由机体细胞自身合成，所以核苷酸不属于营养必需物质。
核苷酸代谢障碍已被证实与很多遗传、代谢性疾病有关，而核苷酸组成成分的类似物作为抗代谢药物已被临床广泛应用。
第一节嘌呤核苷酸代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢体内嘌呤核苷酸的合成代谢有两种形式：从头合成途径和补救合成途径。
从头合成途径是指利用磷酸核糖、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过程；补救合成途径是指利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反应合成核苷酸的过程。
两者的重要性因组织不同而异，一般情况下，从头合成途径是体内大多数组织核苷酸合成的主要途径。
嘌呤核苷酸的从头合成1.原料嘌呤核苷酸从头合成途径的基本原料包括：5-磷酸核糖、谷氨酰胺、甘氨酸、天冬氨酸、一碳单位和CO2.2.主要特点①体内嘌呤核苷酸从头合成的主要器官是肝，其次为小肠粘膜和胸腺，反应过程是在细胞液中进行的；②细胞是在5-磷酸核糖的基础上逐渐合成嘌呤碱的；③最先生成的核苷酸是次黄嘌呤核苷酸（IMP），IMP再转变生成腺嘌呤核苷酸（AMP）和鸟嘌呤核苷酸（GMP）3.合成过程嘌呤核苷酸从头合成的反应步骤比较复杂，可分为两个阶段：①IMP的生成：IMP是嘌呤核苷酸合成的重要中间产物，其合成需经过11步反应完成。
生物化学08章 核苷酸的代谢
O
C
HO
C
C H2N
N Asp
H2O
ATP
CH
N
合成酶
R-5'-P
COOH O
C
HC N C
H
CH2
C
H2N COOH
延胡索酸 N
CH 裂解酶
N R-5'-P
O
C H2N
C
N
CH
H2N C N
R-5'-P
5-氨基咪唑-4-羧酸 核苷酸（CAIR）
5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸) 甲酰胺核苷酸 (SAICAR)
（GAR）
O
H
Gln
HO
C C
N
羧化酶
HC N
H2O ATP
N
H2C
CH
FGAM 合成酶
CH
C H2N
N
CH
CO2
C H2N
N
AIR合成酶C HNຫໍສະໝຸດ NH OGlu ATP
R-5'-P
R-5'-P
R-5'-P
5-氨基咪唑-4-羧酸 核苷酸（CAIR）
5-氨基咪唑核苷酸 （AIR）
甲酰甘氨咪核苷酸 （FGAM）
* Bases: Adenine, Guanine, Cytosine, Thymine, Uracil
食物核蛋白
核酸的消化
蛋白质
核酸(RNA or DNA)
(磷酸二酯酶) 胰核酸酶
RNA酶 DNA酶
单核苷酸
(磷酸单酯酶) 胰、肠核苷酸酶
排出，很少 磷酸
核苷
利用
(水解或磷酸解) 核苷酶
碱基
戊糖或磷酸戊糖
8 第八章 核苷酸代谢PPT课件
15
❖途径： 1. 利用现成的嘌呤碱和PRPP合成
2. 利用嘌呤核苷合成
16
生理意义：
补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸 的消耗。
体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补 救合成。
缺陷病——自毁容貌症（*HGPRT完全缺陷）
17
Lesch-Nyhan综合症（Lesch-Nyhan ）
（黄嘌呤核苷酸）
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
10
11
P208
头顶二氧碳； 2、8一碳团； 甘氨中间坐； 3、9谷酰胺； 天冬一边站； 合成嘌呤环。
*嘌呤环从头合成各原子来源 12
13
*嘌呤核苷酸的合成要点
1. 原子的来源
PRPP为5-磷酸核糖的供体
37
38
二 嘧啶的分解代谢
部位：肝脏 原料：胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶 产物： NH3、CO2、-丙氨酸、 -氨基异丁酸 代谢特点：开环
39
二、嘧啶核苷酸的分解代谢
β β
40
嘌呤和嘧啶核苷酸合成的区别
合成部位 特点 起点 原料
核苷酸代谢
Metabolism of nucleotides
1
整体概况
+ 概况1
您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。
概况2
+ 您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。
概况3
+ 您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。
2
核苷酸是核酸的基本结构单位。主要有8种：
dAMP
dGMP DNA—dNTP—
也称之自毁容貌症，是 由于次黄嘌呤-鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶的遗传 缺陷引起的。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，过量 尿酸将导致LeschNyhan综合症。
第八章核苷酸代谢
HGPRT 鸟嘌呤 + PRPP
GMP + PPi
2、利用现成嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸：
腺苷激酶 腺嘌呤核苷
ATP ADP
AMP
生理意义：
1 . 嘌呤核苷酸的补救合成途径比从头合成简单， 消耗ATP少，节省一些氨基酸的消耗；
2. 体内某些组织器官（如脑、骨髓、红细胞 等），由于缺乏从头合成酶系，只能靠补救合 成方式合成核苷酸，以供合成核酸等的需要。
AR
H 2O Pi H 2O
脱氨酶
IR
NH
核苷酸酶
核苷酶
鸟嘌呤酶
GMP
GR
G
X
H 2O Pi
Pi R -1-P H 2O
Pi
黄嘌呤氧化酶 尿酸
思考：人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要终产物是
A．尿素
B．尿酸
C．肌酐
D．尿苷酸
E．肌酸
人和猿类等缺乏分解尿酸的能力，因此尿酸是人、 猿、鸟类及爬虫类体内嘌呤碱分解的最终产物。 但在鸟类，尿酸则可继续分解产生尿囊素。
从头合成的调节
PRPP合成酶、PRPP酰胺转移酶可被IMP、 AMP、GMP抑制；
R-5-P增加PRPP合成酶活性，PRPP增加酰胺 转移酶活性。
AMP抑制AMP生成，GTP促进AMP生成； GMP抑制GMP抑制，ATP促进GMP生成。
（二）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或嘌呤核苷， 经过简单的反应过程，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。
A．合成错误的DNA，抑制癌细胞生长 B．抑制尿嘧啶的合成，从而减少RNA的生物合成 C．抑制胞嘧啶的合成，从而抑制DNA的生物合成 D．抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶的活性，从而抑制DNA的生物合成 E．抑制二氢叶酸还原酶的活性，从而抑制了TMP合成
第8章 核苷酸代谢
（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径 (salvage synthesis)
1、部位：骨髓、脑等组织 2、过程： 利用现成的嘌呤或嘌呤核苷
生物化学与分子生物学教研室
（1）利用嘌呤：
腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT）
次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）
腺嘌呤 +PRPP 次黄嘌呤 鸟嘌呤 +PRPP
⑩次黄嘌呤核 苷酸（IMP）
生物化学与分子生物学教研室
（3）由IMP合成AMP及GMP
HOOCCH2CHCOOH
NH2
NH HN C C N
CH
延胡索酸
C N
C
N
CH
HC C
O
腺H苷C 酸N C代NR琥-5'珀-P 腺酸苷酸酸裂代解琥酶珀
NN
AMP R-5'-P
HN C C N
CH
HC C NN
NAD+ H2O
核苷酸酶
嘧啶核苷酸
核苷
H2O Pi
核
Pi 苷
磷
酸
化 R-1-P 酶
嘧啶碱
生物化学与分子生物学教研室
NH2 C N CH
O=C CH
N H
胞嘧啶
NH2
O C N CH O=C CH N
H 尿嘧啶
O C HN C-CH3 O=C CH N 胸腺嘧啶 H
NADPH+H+ NADP+
O C HN CH-CH3 O=C N CH2
－5，－P
生物化学与分子生物学教研室
氨基咪唑核 苷酸合成酶
－5，－P
⑤5-氨基咪唑核 苷酸(AIR)
－5，－P
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。
核苷酸代谢 08_Nucleotids
3. 叶酸类似物： 临床上应用较多的叶酸类似物包括氨蝶呤 （aminopterin）及甲氨蝶呤（methotrexate， MTX）。 能竞争性抑制二氢叶酸还原酶，减少体内四氢 叶酸的生成，使嘌呤核苷酸合成过程中所需一 碳单位的供应受阻而抑制其合成。
= =
= =
PRPP
谷氨酰胺 （Gln）
=
6-MP
PRA 氮杂丝氨酸
6-MP
PRPP PPi
次黄嘌呤
=
IMP
（H）
MTX
氮杂丝氨酸
甘氨酰胺 核苷酸 （GAR）
甲酰甘氨酰 胺核苷酸 （FGAR）
甲酰甘氨 脒核苷酸 （FGAM）
5-甲酰胺基咪唑4-甲酰胺核苷酸
（FAICAR）
MTX
5-氨基异咪唑4-甲酰胺核苷酸
（AICAR）
6-MP AMP
6-MP PPi
ADP Gln+ATP Glu+ADP+Pi
合成RNA
⑶ 脱氧嘧啶核苷酸的合成：
磷酸酶
核糖核苷酸还原酶
核苷二磷酸激酶
CTP
CDP
dCDP
dCTP
H2O Pi
NADPH+H+
NADP++H2O
ATP
H2O
磷酸酶
Pi
dCMP
ADP
合成DNA
核糖核苷
酸还原酶
UDP
dUDP
磷酸酶
H2O
脱氨酶
NH3 dUMP
6-MP
=
PRPP
腺嘌呤（A）
氮杂丝氨酸
PPi PRPP
GMP
鸟嘌呤(G)
6-MP
二、嘌呤核苷酸的分解代谢
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
核苷单磷酸激酶
核苷二磷酸激酶
AMP/GMP
ADP/GDP
ATP/GTP
ATP
ADP
ATP
ADP
NADPH+H+ 核糖核苷酸还原酶
合成RNA
NADP++H2O
核苷二磷酸激酶
dADP/dGDP
dATP/dGTP
ATP
ADP
合成DNA
核糖核苷酸还原酶的作用机制
NDP
核糖核苷酸还原酶
dNDP + H2O
还原型硫氧 SH 化还原蛋白 SH
第八章 核苷酸代谢
Chapter 8 Metabolism of nucleotides
核苷酸(nucleotide)是构成核酸(nucleic acid)的 基本单位，人体所需的核苷酸都是由机体自身 合成的。 食物中的核酸或核苷酸类物质基本上不能被人 体所利用。 在核酸类物质的水解产物中，只有 磷酸和戊糖可被吸收利用。
天冬氨酸
甲酰基 （N10-CHO FH4）
CO2 甘氨酸
甲酰基 （N5,N10-CH=FH4）
谷氨酰胺 （酰胺基）
1．从头合成途径：
⑴ 次黄苷酸的合成： 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再经过大约10步反应，合成第一个嘌呤核 苷酸——次黄苷酸（IMP）。
次黄苷酸（IMP）的合成
ATP
AMP
R-5-P
PRPP
（5-磷酸核糖） PRPP合成酶 （5-磷酸核糖-1-焦磷酸）
在谷氨酰胺、甘氨酸、 一碳单位、二氧化碳 及天冬氨酸的参与下， 逐步合成
IMP
⑵ 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（AMPS），然后裂解产生腺苷酸（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）。
④ 参与构成酶的辅酶或辅基：如在NAD+， NADP+，FAD，FMN，CoA中均含有核苷酸的 成分。 ⑤ 作为代谢中间物的载体：如用UDP携带糖基， 用CDP携带胆碱，乙醇胺或甘油二酯，用腺苷 携带蛋氨酸（形成SAM）等。
第一节 嘌呤核苷酸的代谢
Section 1 Metabolism of Purine Nucleotides
氧化型硫氧 S 化还原蛋白 S
NADP+ 硫氧化还原蛋白还原酶 NADPH + H+
(FAD)
2. 从头合成的调节：
调节式：反馈调节和交叉调节 5-磷酸核糖
IMP AMP、ADP GMP、GDP
+
-
PRPP合成酶
PRPP +
IMP AMP GMP
-
PRPP酰胺转移酶
GTP +
AMP -
腺苷酸代琥珀酸合成酶
1. 嘌呤类似物： 临床上应用较多的嘌呤类似物包括6-巯基嘌呤 （6-mercaptopurine，6-MP）、6-巯基鸟嘌呤、 8-氮杂鸟嘌呤等。 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。
6-巯基嘌呤的分子结构
次黄嘌呤 (hypoxanthine, H )
一、嘌呤核苷酸的合成代谢
（一）嘌呤核苷酸的从头合成：
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(de novo synthesis)。 这一途径主要见于肝，其次为小肠和胸腺。 所 有合成反应在胞液中进行。
嘌呤碱合成的元素来源
GMP -
IMP脱氢酶
ATP +
GMP合成酶
从头合成的调节
__ +
+
R-5-P PRPP合成酶
酰胺转移酶
PRPP
_PRA
ATP
_
_
腺苷酸代 琥珀酸
AMP ADP ATP
IMP
XMP GMP GDP GTP
_
腺苷酸代
AMP
IMP
琥珀酸
GTP
+
XMP _ATP
+GMP
ADP GDP
ATP GTP
（二）嘌呤核苷酸的补救合成： 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。
腺苷酸（AMP）与鸟苷酸（GMP）的合成
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
⑶ 三磷酸嘌呤核苷的合成：
PRA 氮杂丝氨酸
6-巯基嘌呤 (6-mercaptopurine, 6-MP)
2. 氨基酸类似物： 临床上应用较多的氨基酸类似物包括氮杂丝氨 酸（azaserine）和6-重氮-5-氧正亮氨酸 （diazonorleucine）。 这些氨基酸类似物的分子结构与谷氨酰胺类似， 因而可干扰谷氨酰胺在嘌呤核苷酸合成中的作 用，抑制嘌呤核苷酸的合成。
食物中核酸的消化
胃 核蛋白
HCl
蛋白质
小肠
小肠
核酸
单核苷酸
胰核酸酶
核苷酸酶
磷酸 小肠
核苷 核苷酶
戊糖 含氮碱
核苷酸类物质在人体具有多方面的生理功用：
① 作为合成核酸的原料：如ATP，GTP，CTP， UTP用于合成RNA，dATP，dGTP，dCTP， dTTP用于合成DNA。 ② 作为能量的贮存和供应形式：除ATP之外， 还有GTP，UTP，CTP等。 ③ 参与代谢或生理活动的调节：如环核苷酸 cAMP和cGMP作为激素的第二信使。
3. 叶酸类似物： 临床上应用较多的叶酸类似物包括氨蝶呤 （aminopterin）及甲氨蝶呤（methotrexate， MTX）。 能竞争性抑制二氢叶酸还原酶，减少体内四氢 叶酸的生成，使嘌呤核苷酸合成过程中所需一 碳单位的供应受阻而抑制其合成。
= =
= =
PRPP
谷氨酰胺 （Gln）
=
6-MP
嘌呤核苷酸的补救合成过程
A + PRPP
腺嘌呤磷酸核糖转移酶
AMP + PPi
次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶
I/G+PRPP
IMP/GMP+PPi
（三）抗代谢药物对嘌呤核苷酸合成的抑制： 能够抑制嘌呤核苷酸合成的一些抗代谢药物， 通常是属于嘌呤、氨基酸或叶酸的类似物，主 要通过对代谢酶的竞争性抑制作用，来干扰或 抑制嘌呤核苷酸的合成，因而具有抗肿瘤治疗 作用。