核酸的降解和核苷酸的代谢

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）。
（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。
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）。
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。
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 )
6-巯基嘌呤 (6-mercaptopurine, 6-MP)
+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。
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
一、核酸和核苷 酸的分解代谢 （一）核酸的水解
核酸的碱水解
核酸的酶水解
食物中核酸的消化
胃 核蛋白
H源自文库l
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。
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
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：
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。
3. 叶酸类似物： • 临床上应用较多的叶酸类似物包括氨蝶呤
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
还原型硫氧 SH 化还原蛋白 SH
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：
调节方式：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
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
第二十八章 核苷酸代谢
Chapter 28 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。
GTP +
AMP -
腺苷酸代琥珀酸合成酶
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