10核苷酸代谢-生物化学与分子生物学课件
核苷酸代谢—核苷酸的合成代谢(生物化学课件)
项目一 、二 核苷酸的合成与分解代谢 3、从头合成过程
（ 1 ） IMP的合成 （ 2 ） AMP和GMP的生成 （ 3 ） ATP和GTP的生成
项目一 、二 核苷酸的合成与分解代谢
PP-1-R-5-P
尿苷酸激酶
UDP
ATP ADP
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
项目一 核苷酸的合成代谢 （ 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+
项目一 、二 核苷酸的合成与分解代谢 （ 2 ）胞嘧啶核苷酸的合成
尿苷酸激酶
UDP
ATP ADP
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
项目一 、二 核苷酸的合成与分解代谢 （ 3）dTMP或TMP的生成
脱氧核苷酸还原酶
UDP
dUDP
CTP CDP dCDP dCMP
腺苷激酶
激酶
AMP
ADP
ATP ADP
ATP ADP鸟苷激酶来自激酶GMPGDP
ATP ADP
ATP ADP
ATP GTP
项目一 、二 核苷酸的合成与分解代谢
头顶二氧碳； 2、
生物化学核酸与核苷酸代谢
生物化学核酸与核苷酸代谢核酸是生物体内重要的生物大分子之一，它在细胞中起着重要的功能。
核苷酸是核酸的基本组成单元，包括核苷和磷酸。
在生物体内，核酸通过一系列复杂的代谢途径参与了许多重要生物过程，如DNA和RNA的合成、信息传递和遗传改变等。
本文将对核酸与核苷酸的代谢过程进行详细介绍。
核酸的合成主要包括两个过程，即碱基合成功能的合成和核苷酸合成功能的合成。
在碱基合成功能的合成中，脱氨核苷酸（dNTP）被氨基酸转氨酶催化生成脱氨核苷酸（dNDP）和谷氨酸。
在核苷酸合成过程中，核苷酸被核苷酸合成酶催化，通过与降解核酸的反应途径相反的途径将核苷酸合成为核苷酸骨架。
核苷酸的合成主要发生在细胞核内。
在细胞质中生成的核苷酸会通过细胞核膜进行运输，然后通过核孔复合体进入细胞核。
核苷酸的合成过程非常复杂，涉及多个酶和辅酶的参与。
核苷酸代谢的主要途径包括核苷酸的降解、拆分和再利用。
核苷酸降解主要通过核苷酸酶催化，将核苷酸分解成核苷和磷酸。
然后，核苷被腺苷脱氨酶催化，去除氨基团形成脱氨核苷。
最后，脱氨核苷被核苷酸酶催化，分解成基础核糖和异黄嘌呤酸。
核苷酸代谢的拆分过程可以产生能量和分子间的信号分子。
其中，核苷酸降解产生的能量在生物体内的许多代谢过程中发挥重要作用。
核苷酸的再利用过程主要发生在细胞质中。
在这个过程中，核苷酸通过多个酶和辅酶的催化作用，被合成为新的核苷酸。
这个过程称为核苷酸逆转录。
核酸和核苷酸代谢的异常可能导致许多疾病的发生。
例如，核酸代谢疾病在新生儿中比较常见，表现为尿中有大量的核苷、核糖和核苷酸。
遗传性疾病X染色体连锁性核苷酸酶缺乏症是由于核苷酸酶缺乏引起的，会导致血清脱氨核苷水平升高。
碱基合成功能的异常或缺陷也会引发一些疾病，如DNA合成的紊乱可能导致DNA复制错误和突变。
总之，核酸和核苷酸在生物体内发挥着重要的生理和生化功能，包括DNA和RNA的合成、遗传修复、能量和信号传导等重要过程。
核酸与核苷酸的代谢过程非常复杂，涉及多个酶和辅酶的参与。
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。
2024版《生物化学》课件第八章核苷酸
《生物化学》课件第八章核苷酸目录•核苷酸概述与结构•核酸的理化性质与合成•DNA复制与修复机制•RNA转录后加工与修饰•核酸降解与代谢途径•核苷酸在生物技术应用中的研究进展01核苷酸概述与结构核苷酸定义及作用01核苷酸是核酸的基本组成单位，由磷酸、五碳糖和含氮碱基三部分组成。
02在生物体内，核苷酸具有多种生物学功能，如作为遗传信息的携带者、参与蛋白质合成、作为能量储存和转移分子等。
结构组成与分类核苷酸的结构包括磷酸基团、五碳糖和含氮碱基。
其中，五碳糖包括核糖和脱氧核糖两种，含氮碱基包括嘌呤和嘧啶两类。
根据五碳糖的不同，核苷酸可分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两类。
根据含氮碱基的不同，核苷酸又可分为腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸和尿嘧啶核苷酸等。
核苷酸通过不同的排列组合方式，构成了生物体的遗传物质DNA 和RNA ，从而实现了遗传信息的传递和表达。
遗传信息的携带者在蛋白质合成过程中，mRNA 作为模板指导氨基酸的排列顺序，tRNA 则携带特定的氨基酸到核糖体上进行合成。
参与蛋白质合成ATP 是生物体内最重要的能量储存和转移分子，通过水解或合成反应释放或储存能量，从而维持生物体的正常生理功能。
能量储存和转移分子环核苷酸如cAMP 和cGMP 等作为第二信使参与细胞信号传导过程，调节细胞的代谢、生长和分化等。
细胞信号传导生物学意义及功能02核酸的理化性质与合成溶解性核酸可溶于水，微溶于乙醇，不溶于有机溶剂。
紫外吸收核酸在240-290nm波长范围内有强烈的紫外吸收，其最大吸收值在260nm附近。
变性、复性与杂交核酸在加热、极端pH、有机溶剂等条件下可发生变性，解离成单链；去除变性条件后，互补单链可重新结合，称为复性；不同来源的核酸单链只要序列互补也可复性，称为杂交。
酸碱性核酸在酸碱环境下可发生水解，生成磷酸、戊糖和含氮碱基。
核酸的理化性质核酸的合成途径DNA的生物合成包括DNA的复制和逆转录过程，其中DNA复制是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，逆转录则是以RNA为模板合成cDNA的过程。
10核苷酸代谢
ATP
R-5-P
-
PRPP合成酶
PRPP 酰胺转移酶 PRA IMP
+
+
-
XMP GMP GDP GTP
腺苷酸代琥珀酸
AMP ADP ATP 图5-9 嘌呤核苷酸从头合成的调节
IMP
XMP ATP GMP + GDP GTP
GTP
-
+ 腺苷酸代琥珀酸
AMP ADP
ATP
图9-5 嘌呤核苷酸从头合成的调节
二、核苷酸的代谢动态
食物核酸
cAMP与cGMP NTP
生物合成
核苷酸
组织核酸 活性中间物质
组织核酸
某些辅酶
第二节
核苷酸的合成代谢
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。
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。 一、嘌呤核苷酸的合成代谢
腺苷激酶 AMP
1. 器官： 脑、骨髓 2. 原料：嘌呤碱（由红细胞从肝脏运输来） 3. 生理意义： •节省能量和原料 •是脑和骨髓合成嘌呤核苷酸的唯一途径
（三）嘌呤核苷酸的相互转变 AMP GMP
NH3
腺苷酸代琥珀酸
IMP
XMP
图9-7 AMP、GMP、IMP的相互转变
C
氨基甲酰磷酸
{
N
3
4
5
（二） 补救合成途径（或重新利用）
salvage pathway
APRT
腺嘌呤 + PRPP 次黄嘌呤 + PRPP 鸟嘌呤 + PRPP
核酸的结构、功能与核苷酸代谢—核酸的理化性质(生物化学课件)
核酸的结构与功能
（1）mRNA
3.RNA的结构与功能 （2）tRNA
（3）rRNA
（1）核酸的紫外吸收 4.核酸的理化性质 （2）DNA变性和复性
点滴积累
• 1.核酸具有紫外吸收特性，其最大吸收峰在260nm。 • 2.Tm值的大小与G、C含量成正比关系。 • 3.核酸杂交技术用于定性、定量检测目标DNA或RNA片段，
基tR本N单A 位
血糖
**
4.1
核酸的紫分分类类 外吸收
• 一、核酸的一般理化性质
分子量大，两性电解质，通常表现为酸性。 DNA为白色纤维状固体；RNA为白色粉末状固体。 溶解性：均微溶于水；不溶于一般有机溶剂，在70%
乙醇中形成沉淀。 粘度：DNA粘度很大，而RNA粘度小得多。 DNA对碱稳定，而RNA被稀碱水解。
• 二、核酸的紫外吸收性质
吸光度
碱基具有共轭双键，因此 具有紫外吸收性质，其吸收 高峰接近260nm。 考点
可利用这一性质定量测定 核酸的含量
波长（nm）
DNA 紫外吸收光谱 1.天然DNA;2.变性DNA;3．核苷酸吸收值
在基因结构分析、基因定位、遗传病诊断等方面应用广泛。
《生物化学》
目录
CONTENTS
核酸结构、功能与核苷酸代谢
1
核酸的分子组成
2
DNA的结构与功能
3
RNA的结构与功能
4
核酸的理化性质
5
*核*酸的代谢
目录
CONTENTS
核酸结构、功能与核苷酸代谢
4.核酸的理化性质
4.1
核酸的紫外吸收
4.2
DNA的变性和复性
核酸的变性、复性与分子杂交 （一）核酸的变性
基础生物化学-核苷酸代谢
①核苷磷酸化酶(nucleoside phosphorylase)广 泛存在于生命机体中，催化反应可逆；
②核苷水解酶(nucleoside hydrolase)主要存在 于植物、微生物体内，只作用于核糖核苷， 催化反应不可逆。
戊糖和戊糖-1-磷酸可进入糖代谢分解或重新利 用，嘌呤和嘧啶也可以继续分解。
11.3 核苷酸的生物合成
11.3.1 核糖核苷酸的合成
核苷酸是核酸合成的原料，所有的生物通常都 能合成各种核苷酸。合成途径有从头合成和 救补途径。
从头合成(de nove synthesis)：利用氨基酸、磷 酸戊糖等简单的化合物合成核苷酸。
救补途径(salvage pathway)：利用核酸降解或 进食等从外界补充的含氮碱基或核苷合成新 的核苷酸。
⑵GMP和AMP的合成
IMP由天冬氨酸提供氨基转移到C6位上生成 AMP。
IMP经过脱氢酶催化的脱氢反应，由NAD+接 受脱下的氢，IMP生成黄嘌呤核苷酸(XMP)， 再由谷氨酰胺提供酰胺上的氨，ATP供能， XMP转变成GMP。
嘌呤核苷酸生物合成过程的阐明对于临床医学 及生产实践有重要意义。在了解核苷酸合成 途径的基础上，可设计有效的核苷衍生物作 为治癌药物，可以指导有关核苷酸生产的菌 种选育等。
动物中，合成场所是肝脏。从氨甲酰磷酸合成 开始，到尿嘧啶核苷酸生成为止共需6个步 骤。
儿童有一种生长异常的遗传性疾病——巨红细 胞贫血症，患者排泄大量的乳清酸，这是由 于患者体内乳清酸核苷5-磷酸脱羧酶和乳清 酸磷酸核糖转移酶的活力较低。当用尿嘧啶 核苷等嘧啶核苷来供给这些儿童食用时，贫 血症可得到改善，并且乳清酸的排出减少。 可能是尿嘧啶核苷经磷酸化变成UMP，然后 UMP可能变为其他嘧啶核苷酸使核酸和蛋白 质的合成重新恢复正常。
《生物化学与分子生物学》第十章 核苷酸代谢教案
一、教学目的与要求：1、掌握嘌呤核苷酸合成的两种途径—从头合成途径及补救合成途径的原料、主要步骤及特点。
嘌呤核苷酸的分解代谢的终产物。
嘧啶核苷酸合成的两种途径—从头合成途径及补救合成途径的原料、主要步骤及特点。
嘧啶核苷酸的分解代谢的终产物。
脱氧核苷酸的生成。
2、熟悉核苷酸的多种生物功能。
嘌呤核苷酸的抗代谢物及其抗肿瘤作用的生化机理。
嘧啶核苷酸的抗代谢物及其抗肿瘤作用的生化机理。
3、了解食物中核酸的消化吸收。
尿酸以及痛风症与血中尿酸含量的关系。
二、教学重点，难点：教学重点：嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸从头合成的原料及关键步骤、关键酶，嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成代谢调节机制。
核苷酸合成代谢过程中的一些抗代谢物，以及它们的作用机理。
教学难点：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成代谢调节机制。
核苷酸合成代谢过程中的一些抗代谢物，以及它们的作用机理。
三、教学方法设计：课程名称生物化学与分子生物学授课地点黄金校区教学楼选用教材“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材《生物化学与分子生物学》（第八版）（人民卫生出版社，查锡良、药立波主编）授课章节课题第十章核苷酸代谢第一节嘌呤核苷酸的合成与分解代谢第二节嘧啶核苷酸的合成与分解代谢（共4学时）1、结合第二章核酸的结构和功能来导入本章内容。
结合核酸是生命活动中的生物信息大分子的特点来分析核苷酸代谢特点。
2、联系临床有关实例、结合实际进行教学、激发学生的学习兴趣。
3、突出重点、讲透难点、抓住关键、做到深入浅出、通俗易懂。
4、通过多种方式加强与学生的交流。
可适当提问充分调动学生的积极性。
四、教具和教学手段：教具：电脑、投影仪、话筒、粉笔、教鞭、多媒体课件。
教学手段：充分利用现代化教学手段与方法、制作好多媒体课件、做到图文并茂，语言表达，适当板书与多媒体教学相结合。
五、教学过程与板书设计：（一）组织教学：结合核酸的特点、进一步学习嘌呤、嘧啶核苷酸的代谢特点并适当例举临床实例、以激发学生的兴趣。
生物化学与分子生物学(人卫第九版)-10代谢的整合与调节
2. 别构效应剂通过改变酶分子构象改变酶活性
别构酶
催化亚基 调节亚基
别构效应剂： 底物、终产物 其他小分子代谢物
别构效应剂 + 酶的调节亚基
疏松
紧密
酶的构象改变
亚基聚合
亚基解聚
酶分子多聚化
酶的活性改变 （激活或抑制 ）
※ 别构效应的机制有两种：
（1）调节亚基含有一个“假底物”（pseudosubstrate）序列 “假底物”序列能阻止催化亚基结合底物，抑制酶活性；效应剂结合调
F-2,6-BP、AMP、ADP、F-1,6-BP F-1,6-BP、ADP、AMP
AMP、CoA、NAD+、ADP、AMP 乙酰CoA、草酰乙酸、ADP
ADP、AMP AMP
乙酰CoA 乙酰CoA、柠檬酸、异柠檬酸 ADP、GDP PRPP
柠檬酸、ATP ATP、丙氨酸 葡糖-6-磷酸 ATP、乙酰CoA、NADH 柠檬酸、NADH、ATP 琥珀酰CoA、NADH ATP ATP、葡糖-6-磷酸 葡萄糖、F-1,6-BP、F-1-P AMP 软脂酰CoA、长链脂酰CoA ATP、GTP IMP、AMP、GMP UMP
节亚基导致“假底物”序列构象变化，释放催化亚基，使其发挥催化作用。 如cAMP激活PKA。
（2）别构效应剂与调节亚基结合，能引起酶分子三级和/或四级结构在“T” 构象（紧密态、无活性／低活性）与“R”构象（松弛态、有活性／高活性） 之间互变，从而影响酶活性。如氧调节Hb。
3. 别构调节使一种物质的代谢与相应的代谢需求和相关物质的代谢协调 别构效应剂（底物、终产物、其他小分子代谢物）
（二）关键酶活性决定整个代谢途径的速度和方向
※ 关键酶（key enzymes） 代谢过程中具有调节作用的酶。
高职、专科专用医学生物化学课件-核苷酸代谢
Biochemistry
第八章
核苷酸代谢
Metabolism of Nucleotides
概述
核苷酸是核酸的基本结构单位。 人体内核苷酸主要由机体细胞自身合成,与 氨基酸不同，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
次黄嘌呤
鸟嘌呤
黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤 次黄嘌呤
尿酸
别嘌呤醇
第二节
嘧啶核苷酸的代谢
Metabolism of Pyrimidine Nucleotides
一、嘧啶核苷酸的合成代谢
（一）嘧啶核苷酸的从头合成
•合成部位
主要是肝细胞胞液
•特点
先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连。
先合成UMP，再转变成dTMP和CTP。
脱氧核糖核苷酸的生成过程
P P O CH2 碱基 核糖核苷酸还原酶 Mg2+ H2O SH SH FAD P P O CH2 O 碱基
O
OH OH 硫氧化 NDP （N=A, G, C, U） 还原蛋白
+
硫氧化 还原蛋白
S S
OH H dNDP ATP 激酶 ADP dNTP
NADP
NADPH 硫氧化还原蛋白还原酶 + H+
谷氨酸
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
（5´-磷酸核糖胺）
H2N-1-R-5´-P
AMP
IMP
GMP
1. 从头合成途径 (1) IMP的合成
ATP R-5-P PRPP合成酶 O HN N N N AMP PRPP 酰胺转移酶 Gln Glu 5-磷酸核糖胺 (PRA)
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目录
➢ IMP的合成过程
① 磷酸核糖酰胺转移酶 ② GAR合成酶 ③ 转甲酰基酶 ④ FGAM合成酶 ⑤ AIR合成酶
IMP生成总反应过程
➢ 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
激酶
AMP
激酶
ADP
ATP ADP
ATP ADP
核苷酸酶
核苷酸
Pi 核苷
核苷磷酸化酶
1-磷酸核糖 碱基
目录
AMP GMP
H
（次黄嘌呤）
G
嘌呤碱的最终 代谢产物
X
（黄嘌呤）
黄嘌呤 氧化酶
目录
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
目录
第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
Metabolism of Pyrimidine Nucleotides
目录
（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。
目录
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）
目录
嘌呤核苷酸的结构
AMP
GMP
目录
一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和 补救合成两种途径
从头合成途径(de novo synthesis) 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。 补救合成途径(salvage pathway)
利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简 单的反应过程，合成嘌呤核苷酸。
目录
合成过程 ➢ IMP的合成 ➢ AMP和GMP的生成
目录
PP-1-R-5-P
AMP ATP
R-5-P
（磷酸核糖焦磷酸） PRPP合成酶 （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）
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
AMP IMP
目录
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
PRPP UMP
- 嘌呤核苷酸
ATP + 5-磷酸核糖
- 嘧啶核苷酸
UTP CTP
目录
（二）嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶 + PRPP 嘧啶磷酸核糖转移酶 磷酸嘧啶核苷 + PPi
尿嘧啶核苷 + ATP 尿苷激酶 UMP +ADP
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
6-MP
=
PRPP
腺嘌呤（A）
氮杂丝氨酸
PPi PRPP
GMP
鸟嘌呤(G)
6-MP
目录
二、嘌呤核苷酸的分解代谢终 产物是尿酸
目录
合成过程 腺嘌呤 + PRPP
次黄嘌呤 + PRPP
APRT AMP + PPi
HGPRT IMP + PPi
鸟嘌呤 + PRPP HGPRT GMP + PPi
腺嘌呤核苷
腺苷激酶 AMP
ATP ADP
目录
补救合成的生理意义
➢ 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。
NADP+ 硫氧化还原蛋白还原酶 NADPH + H+ (FAD)
激酶 dNDP + ATP
dNTP + ADP
目录
核苷酸还原酶是一种别构酶，包括两个 亚基，只有两个亚基结合时才具有酶活性。 在DNA合成旺盛、分裂速度较快的细胞中， 核苷酸还原酶体系活性较强。
细胞除了控制核苷酸还原酶的活性以调 节脱氧核苷酸的浓度之外，还可以通过各种 三磷酸核苷对还原酶的别构作用来调节不同 脱氧核苷酸生成，使合成DNA的4种脱氧核 苷酸控制在适当的比例。
酰胺转移酶
PRPP
_PRA
ATP
_
腺苷酸代 琥珀酸
AMP ADP ATP
IMP
XMP GMP GDP GTP
_
IMP
腺苷酸代
琥珀酸
GTP
+
XMP _ATP
AMP
+GMP
ADP GDP
ATP GTP
目录
（二）嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式
参与补救合成的酶
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(hypoxanthineguanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶(adenosine kinase)
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
目录
➢ 6-巯基嘌呤的结构
次黄嘌呤 (H)
6-巯基嘌呤 (6-MP)
目录
= =
= =
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）
核苷
胰、肠核苷酸酶
磷酸
核苷酶
碱基
戊糖
目录
核苷酸的生物功用 ➢ 作为核酸合成的原料 ➢ 体内能量的利用形式 ➢ 参与代谢和生理调节 ➢ 组成辅酶 ➢ 活化中间代谢物
AMP
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+)
目录
第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢
Metabolism of Purine Nucleotides
氨基甲酰磷 酸合成酶II
2ATP 2ADP+Pi
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
目录
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
目录
➢ 胞嘧啶核苷ATP ADP
胸腺嘧啶核苷 + ATP
胸苷激酶
TMP +ADP
目录
（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物 嘧啶类似物
胸腺嘧啶(T)
5-氟尿嘧啶(5-FU)
目录
某些改变了核糖结构的核苷类似物
目录
UMP UDP
氮杂丝氨酸
阿糖胞苷
UTP
CTP
CDP
dCDP
氨甲碟呤
dUDP
dUMP
dTMP
氮杂丝氨酸
目录
二、嘧啶核苷酸的分解代谢
生物化学与分子生物学
目录
第十章
核苷酸代谢
Metabolism of Nucleotides
目录
➢ 核苷酸是核酸的基本结构单位。 ➢ 人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。
因此，与氨基酸不同，核苷酸不属于营养必 需物质。
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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
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（三）嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
GMP XMP
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（四）脱氧核糖核苷酸的生成
在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）
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核糖核苷酸还原酶，Mg2+
NDP
dNDP
二磷酸核糖核苷
二磷酸脱氧核苷
还原型硫氧化 还原蛋白-(SH)2
氧化型硫氧 化还原蛋白
S
S
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核苷酸还原酶的别构调节
作用物
CDP UDP ADP GDP
主要促进剂
主要抑制剂
ATP ATP dGTP dTTP
dATP、dGTP、dTTP dATP、dGTP dATP、ATP dATP
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（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。
嘌呤类似物 氨基酸类似物 叶酸类似物
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
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胞嘧啶
NH3
尿嘧啶
胸腺嘧啶
二氢尿嘧啶
H2O
β-脲基异丁酸
H2O
β-丙氨酸
丙二酸单酰CoA
乙酰CoA
CO2 + NH3
β-氨基异丁酸
肝
甲基丙二酸单酰CoA 尿素
琥珀酰CoA
TAC
TAC
糖异生
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GMP
激酶
激酶
GDP
ATP ADP
ATP ADP
ATP GTP
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嘌呤核苷酸从头合成特点 ➢ 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 ➢ 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。