第十一章核苷酸代谢09-课件
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核苷酸的代谢医学课件
饮食治疗
对于嘌呤核苷酸代谢紊乱的患者， 应采用低嘌呤饮食，限制高嘌呤食 物的摄入，如动物内脏、海鲜等。
药物治疗
对于高尿酸血症和痛风患者，可以 使用抑制尿酸合成的药物，如别嘌 呤醇、丙磺舒等。
酶抑制治疗
对于嘌呤核苷酸分解代谢紊乱的患 者，可以使用酶抑制药物，如环孢 素、他克莫司等。
细胞移植治疗
对于嘌呤核苷酸合成途径受阻的患 者，可以考虑进行造血干细胞移植 治疗。
核苷酸代谢在医学中有重要的应用价值，如治疗疾病 和进行生物医学研究。
核苷酸代谢是生物体内一个重要的生化过程，包括合 成和降解两个主要途径。
核苷酸代谢物和相关酶在代谢调控中具有重要作用， 可以影响细胞生长、分化、凋亡等生物学过程。
下一步研究方向
深入研究核苷酸代谢及相关酶的分子机制和调节 作用，探讨其在医学中的应用价值。
背景
核苷酸是核酸的基本组成单位，而核酸是生命活动中至关重 要的物质之一。核苷酸代谢是生物体内维持生命活动所必需 的基本过程之一，涉及到许多医学领域，如遗传学、分子生 物学、肿瘤学、药物学等。
核苷酸代谢在医学中的重要性
遗传性疾病
许多遗传性疾病是由于核苷酸代谢中的基因突变 或缺陷所引起的，如嘌呤、嘧啶代谢障碍等。
THANKS
嘌呤核苷酸合成是细胞生存和增殖的基本条件，如果合成减少，会导致细胞生长和代谢异常。
嘌呤核苷酸分解代谢紊乱
由于嘌呤核苷酸分解代谢紊乱，会产生过多的尿酸，引起高尿酸血症和痛风等疾病。
嘌呤核苷酸合成途径受阻
由于嘌呤核苷酸合成途径受阻，会导致细胞内DNA和RNA合成受阻，影响细胞的正常分裂和增殖。
核苷酸代谢紊乱的医学治疗
03
核苷酸代谢与医学
核苷酸代谢与能量代谢
对于嘌呤核苷酸代谢紊乱的患者， 应采用低嘌呤饮食，限制高嘌呤食 物的摄入，如动物内脏、海鲜等。
药物治疗
对于高尿酸血症和痛风患者，可以 使用抑制尿酸合成的药物，如别嘌 呤醇、丙磺舒等。
酶抑制治疗
对于嘌呤核苷酸分解代谢紊乱的患 者，可以使用酶抑制药物，如环孢 素、他克莫司等。
细胞移植治疗
对于嘌呤核苷酸合成途径受阻的患 者，可以考虑进行造血干细胞移植 治疗。
核苷酸代谢在医学中有重要的应用价值，如治疗疾病 和进行生物医学研究。
核苷酸代谢是生物体内一个重要的生化过程，包括合 成和降解两个主要途径。
核苷酸代谢物和相关酶在代谢调控中具有重要作用， 可以影响细胞生长、分化、凋亡等生物学过程。
下一步研究方向
深入研究核苷酸代谢及相关酶的分子机制和调节 作用，探讨其在医学中的应用价值。
背景
核苷酸是核酸的基本组成单位，而核酸是生命活动中至关重 要的物质之一。核苷酸代谢是生物体内维持生命活动所必需 的基本过程之一，涉及到许多医学领域，如遗传学、分子生 物学、肿瘤学、药物学等。
核苷酸代谢在医学中的重要性
遗传性疾病
许多遗传性疾病是由于核苷酸代谢中的基因突变 或缺陷所引起的，如嘌呤、嘧啶代谢障碍等。
THANKS
嘌呤核苷酸合成是细胞生存和增殖的基本条件，如果合成减少，会导致细胞生长和代谢异常。
嘌呤核苷酸分解代谢紊乱
由于嘌呤核苷酸分解代谢紊乱，会产生过多的尿酸，引起高尿酸血症和痛风等疾病。
嘌呤核苷酸合成途径受阻
由于嘌呤核苷酸合成途径受阻，会导致细胞内DNA和RNA合成受阻，影响细胞的正常分裂和增殖。
核苷酸代谢紊乱的医学治疗
03
核苷酸代谢与医学
核苷酸代谢与能量代谢
第十一章 核苷酸代谢
续；
叶酸结构类似物
阅读：
氨甲蝶呤是一类重要的抗肿瘤药物，对急性白血病、绒 毛膜上皮癌等有一定疗效。这类药物能够抑制肿瘤细胞 核酸的合成，但对正常细胞亦有影响，故毒性较大，限 制了临床上的运用；
作为二氢叶酸还原酶特异抑制剂，在实验室可用于配制
选择培养基，筛选抗性基因或鉴定胸腺嘧啶核苷激酶基
因，十分有用。
UMP是胞苷酸（CMP）和胸苷酸（TMP）的前体； 合成嘧啶核苷酸时首先形成嘧啶环（与嘌呤核苷酸不
同），再与PRPP结合成为UMP；
关键中间化合物 —— 乳清酸；
生物利用CO2、NH3、Asp、PRPP首先合成尿苷酸(UMP)
P240图11-9
UMP是胞苷酸（CMP）和胸苷酸（TMP）的前体
P240图11-10194 Nhomakorabea年 结论：DNA是生命的遗传物质
更有说服力的噬菌体实验
1952 年 ， Hershey 和 Chase 病毒（噬菌体） 放射性同位素 35S标记病毒 的蛋白质外壳， 32P标记病 毒的DNA内核，感染细菌。 新复制的病毒，检测到了 32P标记的DNA，没有检测到 35S标记的蛋白质， DNA在病毒和生物体复制或 繁殖中的关键作用。 8年的时间
结果说明：加热杀死的S型肺炎球菌中一定有某种特 殊的生物分子或遗传物质，可以使无害的R型肺炎球 菌转化为有害的S型肺炎球菌 这种生物分子或遗传物质是什么呢？
纽约洛克非勒研究所
Avery
从加热杀死的S型肺炎球菌将蛋白质、核酸、多糖、脂 类分离出来，分别加入到无害的R型肺炎球菌中，
结果发现，惟独只有核酸可以使无害的R型肺炎球菌转 化为有害的S型肺炎球菌。
生物化学第十一章
氨甲酰磷酸
嘧啶核苷酸合成途径
2.胞苷酸的合成：
3.脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成：
嘧啶核苷酸的补救合成途径：
补救合成途径： 由分解代谢产生的嘧啶/ 嘧啶核苷转变为嘧啶核苷酸的过程称为补 救合成途径(salvage pathway)。以 嘧啶核苷的补救合成途径较重要。
嘧啶核苷酸补救合成途径
尿嘧啶+PRPP UMP+PPi
二、嘌呤类似物和嘧啶类似物
1、嘌呤类似物主要有6-巯基嘌呤（6-MP）、2， 6-二氨基嘌呤、8-氮鸟嘌呤等。 2、嘧啶类似物主要有5-氟尿嘧啶（5-FU）和6氮尿嘧啶（6-AU）等。
6-巯基嘌呤（6-MP）的作用机理是什么？
6-MP其结构与次黄嘌呤类似（C6上巯基取代了羟 基），它可进入体内竞争性地抑制次黄嘌呤-鸟 嘌呤磷酸核糖转移酶，抑制了IMP 和GMP 的补 救合成。 6-MP还可经磷酸核糖化而转变为6-巯基嘌呤核苷 酸，从而抑制IMP 转变成AMP 和GMP。 6-巯基嘌呤核苷酸还可反馈抑制嘌呤核苷酸从头 合成的调节酶（磷酸核糖酰胺转移酶），使 PRA合成受阻，从而干扰IMP、AMP 和GMP 的合成。
限制性核酸内切酶：分为3种类型
（1）Ⅰ类：由3种不同亚基构成，兼具修饰酶活 性和依赖于ATP 的限制性内切酶活性，需要 Mg2+、S-腺苷甲硫氨酸及ATP的参与。复杂的 多功能酶，在基因工程上的应用价值不大。 （2）Ⅱ类：相对分子量较小，能识别双链DNA 上特异的核苷酸序列，底物作用的专一性强， 且识别序列与切断序列相一致，在分子生物学 中应用最广。 （3）Ⅲ类：只由一条肽链构成，仅需Mg2+，切 割DNA 特异性最强。
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核苷酸代谢PPT医学课件
ON H
th胸ym腺in嘧e 啶
5-FU
dUMP 5-FdUMP 5-FUTP
dTMP 合成RNA
破坏 RNA的结构
如氮杂丝氨酸抑制 CTP的合成。
• 叶酸类似物
如甲氨喋呤抑制 dTMP的合成。
•某些改变了核糖结构的核苷类似物
UMP UDP
氮杂丝氨酸
阿糖胞苷
UTP
CTP
CDP
dCDP
氨甲碟呤
叶酸
O
COOH
C
NH
C H
CH2
CH2
COOH
folic acid
= =
= =
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
dGTP
dTMP
dUMP
UMP
dCMP
dTDP dUDP
CDP
dCDP
dTTP
UDP
dCTP
UTP CTP
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。
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
GMP XMP
（四） 脱氧核糖核苷酸的生成
体内脱氧核糖核苷酸是通过相应的核糖核苷酸 还原生成的。
这种还原反应是由核糖核苷酸还原酶催化，在 二磷酸核苷（NDP）水平上进行的。
精品医学课件-核苷酸代谢
核苷酸代谢
概述 一、核苷酸的生理功能：
1）能量代谢关键物质 2）作为生物合成过程中活性代谢物质的
转运体 3）辅酶结构的组成部分 4）代谢信号调节分子 5）ATP的共价修饰改变很多酶的活性
二、核酸降解 来源：胞内mRNA、DNA的修复 、
细胞死亡、饮食摄入。 降解过程： 1．内切核酸酶 2．非特异性外切核酸酶 3．核苷酸酶 4．核苷可以被吸收或者通过两种方式继
糖转移酶（HGPRT）的活性，阻滞 IMP与GMP的补救.
3. 谷氨酰胺类似物：
竞争性抑制干扰嘌呤从头合成过程中谷 氨酰胺参与的反应过程。
二．嘧啶核苷酸的合成 概况：
1. 前体物是氨基甲酰磷酸与天冬氨 酸
2. 首先进行嘧啶环的合成，然后再 进行磷酸核糖部分的转移生成嘧 啶核苷酸。
3. 嘧啶合成路径不进行分支 4. 三磷酸尿苷（UTP）是嘧 啶从头
图 9-11
（二）嘧啶核苷酸从头合成的调节
1．氨基甲酰磷酸合成酶II：UTP、嘌呤核苷 酸负反馈调节，PRPP提高此酶的活性。 2．天冬氨酸氨基甲酰基转移酶：CTP负反馈 抑制，ATP激活。 3. PRPP合成酶催化生成的PRPP是合成嘌呤与 嘧啶核苷酸共同的前体物质。嘌呤核苷酸与 嘧啶核苷酸反馈抑制磷酸核糖焦磷酸合成酶 的活性
10）N10甲酰四氢叶酸供甲酰基成第2位碳原子 产物：5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸
11）5-甲酰氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸 脱水环化生成次黄嘌呤核苷酸（IMP）
注释： ●1与2步反应的过程受多种因素的调
节。 ●磷酸核糖焦磷酸合成酶的缺陷与嘌
呤代谢异常相关 ● 磷酸核糖酰胺转移酶催化的反应是
从头合成途径关键步骤。
2. 次黄嘌呤类似物
6-巯基嘌呤（6-mercaptopurine, 6MP） 6-巯基鸟嘌呤(6-thioguanine) Байду номын сангаас-氮杂鸟嘌呤 (8-azaguanine)
概述 一、核苷酸的生理功能：
1）能量代谢关键物质 2）作为生物合成过程中活性代谢物质的
转运体 3）辅酶结构的组成部分 4）代谢信号调节分子 5）ATP的共价修饰改变很多酶的活性
二、核酸降解 来源：胞内mRNA、DNA的修复 、
细胞死亡、饮食摄入。 降解过程： 1．内切核酸酶 2．非特异性外切核酸酶 3．核苷酸酶 4．核苷可以被吸收或者通过两种方式继
糖转移酶（HGPRT）的活性，阻滞 IMP与GMP的补救.
3. 谷氨酰胺类似物：
竞争性抑制干扰嘌呤从头合成过程中谷 氨酰胺参与的反应过程。
二．嘧啶核苷酸的合成 概况：
1. 前体物是氨基甲酰磷酸与天冬氨 酸
2. 首先进行嘧啶环的合成，然后再 进行磷酸核糖部分的转移生成嘧 啶核苷酸。
3. 嘧啶合成路径不进行分支 4. 三磷酸尿苷（UTP）是嘧 啶从头
图 9-11
（二）嘧啶核苷酸从头合成的调节
1．氨基甲酰磷酸合成酶II：UTP、嘌呤核苷 酸负反馈调节，PRPP提高此酶的活性。 2．天冬氨酸氨基甲酰基转移酶：CTP负反馈 抑制，ATP激活。 3. PRPP合成酶催化生成的PRPP是合成嘌呤与 嘧啶核苷酸共同的前体物质。嘌呤核苷酸与 嘧啶核苷酸反馈抑制磷酸核糖焦磷酸合成酶 的活性
10）N10甲酰四氢叶酸供甲酰基成第2位碳原子 产物：5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸
11）5-甲酰氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸 脱水环化生成次黄嘌呤核苷酸（IMP）
注释： ●1与2步反应的过程受多种因素的调
节。 ●磷酸核糖焦磷酸合成酶的缺陷与嘌
呤代谢异常相关 ● 磷酸核糖酰胺转移酶催化的反应是
从头合成途径关键步骤。
2. 次黄嘌呤类似物
6-巯基嘌呤（6-mercaptopurine, 6MP） 6-巯基鸟嘌呤(6-thioguanine) Байду номын сангаас-氮杂鸟嘌呤 (8-azaguanine)
11章核苷酸代谢
二、嘧啶核苷酸的生物合成
嘧啶环原子的来源
4 3 2
NH3 CO2
C
N C
1
5
C
天冬氨酸
6
C
N
嘧啶环原子来源：NH3、CO2、Asp 特点： 先利用小分子化合物形成嘧啶环，再与核糖 磷酸（PRPP提供）结合成乳清酸，(与嘌呤核苷 合成的区别)然后生成UMP。其他嘧啶核苷酸由 尿苷酸转变而成。
此过程主要在肝细胞的胞液中进行。除了二氢乳清酸脱 氢酶位于线粒体内膜上外，其余均位于胞液中。
嘌呤的各个原子是在PRPP的C1上逐渐加上 去的（由Asp、Gln、 Gly、甲酸、CO2 提供N和 C）。
PP-1-R-5-P
5’－磷酸核糖－1’－焦磷酸
AMP ATP PRPP合成酶
（5-磷酸核糖）
R-5-P
PRPP
酰胺转移酶
谷氨酰胺
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
二、嘌呤核苷酸的从头合成 嘌呤环上原子的来源
甘氨酸
天冬氨 酸
甲 酸 或甲酰基
甲 酸 谷 酰 氨 胺
嘌呤环原子来源：Asp、Gln、 Gly、甲酸、CO2 合成部位：胞液 特点： 嘌呤最初不是以游离碱基的形式合成，而 是从5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP) 开始，经一系 列酶促反应，先生成次黄嘌呤核苷酸(肌苷酸, IMP)，然后再转变为AMP和GMP。
甲酰甘氨脒核苷酸FGAM
－5′－P
磷酸核糖甲酰 甘氨脒合成酶
－5′－P
⑤甲酰甘氨脒核苷酸FGAM
5-氨基咪唑核苷酸(AIR)
－5′－P
氨基咪唑核 苷酸合成酶
－5′－P
⑥ ⑦ 5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸的生成：
《生物化学》第十一章
- 17 -
第一节
核苷酸的合成代谢 二、嘧啶核苷酸的合成代谢
2．CTP 的合成 UMP 是所有其他嘧啶核苷酸的前体。由尿嘧啶核苷酸转变成胞嘧啶核苷酸是 在核苷三磷酸水平上进行的。UMP 经尿苷酸激酶和二磷酸核苷激酶的作用， 先生成 UTP（三磷酸尿苷），然后在 CTP 合成酶的催化下，由谷氨酰胺提供 氨基，使 UTP 转变为 CTP（三磷酸胞苷）。此过程消耗 1 分子 ATP 。
- 18 -
第一节
核苷酸的合成代谢 二、嘧啶核苷酸的合成代谢
3．dTMP的合成 脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）由脱氧尿嘧啶核苷酸（dUMP）甲基化生成。催 化此反应的酶是胸苷酸合酶，N5, N10-甲烯四氢叶酸为甲基供体。 在正常的肝细胞中，胸苷酸合酶活性很低，当肝里出现恶性肿瘤时，此酶活性 升高。而且，肿瘤的恶性程度与胸苷酸合酶的活性值成正相关。
- 32 -
第三节 核苷酸的抗代谢物
四、核苷类似物
阿糖胞苷、环胞苷是改变了核糖结 构的核苷类似物。阿糖胞苷能抑制 CDP （二磷酸胞苷）还原成 dCDP（二磷酸脱 氧胞苷），进而影响 DNA 的合成，它是 重要的抗癌药。
的 6 位酮基被氨基取代即为 AMP。此反应分为两步： ① 由腺苷酸代琥珀酸合成酶催化，GTP（三磷酸鸟苷）水解供能，天冬氨酸的氨基 与IMP相连生成腺苷酸代琥珀酸。 ② 腺苷酸代琥珀酸在腺苷酸代琥珀酸裂解酶作用下脱去延胡索酸生成 AMP。
-9-
第一节
核苷酸的合成代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢
GMP 的生成过程也包含了两步反应：
APRT 受 AMP 的反馈抑制，HGPRT 受 IMP 与 GMP 的反馈抑制。
- 12 -
第一节
核苷酸的合成代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢
第一节
核苷酸的合成代谢 二、嘧啶核苷酸的合成代谢
2．CTP 的合成 UMP 是所有其他嘧啶核苷酸的前体。由尿嘧啶核苷酸转变成胞嘧啶核苷酸是 在核苷三磷酸水平上进行的。UMP 经尿苷酸激酶和二磷酸核苷激酶的作用， 先生成 UTP（三磷酸尿苷），然后在 CTP 合成酶的催化下，由谷氨酰胺提供 氨基，使 UTP 转变为 CTP（三磷酸胞苷）。此过程消耗 1 分子 ATP 。
- 18 -
第一节
核苷酸的合成代谢 二、嘧啶核苷酸的合成代谢
3．dTMP的合成 脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）由脱氧尿嘧啶核苷酸（dUMP）甲基化生成。催 化此反应的酶是胸苷酸合酶，N5, N10-甲烯四氢叶酸为甲基供体。 在正常的肝细胞中，胸苷酸合酶活性很低，当肝里出现恶性肿瘤时，此酶活性 升高。而且，肿瘤的恶性程度与胸苷酸合酶的活性值成正相关。
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第三节 核苷酸的抗代谢物
四、核苷类似物
阿糖胞苷、环胞苷是改变了核糖结 构的核苷类似物。阿糖胞苷能抑制 CDP （二磷酸胞苷）还原成 dCDP（二磷酸脱 氧胞苷），进而影响 DNA 的合成，它是 重要的抗癌药。
的 6 位酮基被氨基取代即为 AMP。此反应分为两步： ① 由腺苷酸代琥珀酸合成酶催化，GTP（三磷酸鸟苷）水解供能，天冬氨酸的氨基 与IMP相连生成腺苷酸代琥珀酸。 ② 腺苷酸代琥珀酸在腺苷酸代琥珀酸裂解酶作用下脱去延胡索酸生成 AMP。
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第一节
核苷酸的合成代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢
GMP 的生成过程也包含了两步反应：
APRT 受 AMP 的反馈抑制，HGPRT 受 IMP 与 GMP 的反馈抑制。
- 12 -
第一节
核苷酸的合成代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢
核苷酸代谢PPT演示课件
ON H
胞嘧啶
ON H
尿嘧啶
O CH3
HN
ON H 胸腺嘧啶
β-脲 基 丙 酸
HOOC
NH2 CH2
O
N CH2
H
H 2O
HOOC
NH2 CH CH3
O
N C H 2 β-脲 基 异 丁 酸
H
H 2O
H 2N
CH2
CH2 COOH
CO2 + NH3
H 2N
CH2
CH COOH
CH3
•59
β-丙 氨 酸
腺嘌呤核苷酸
H2O
Pi NH2
N
N H2O
脱氨酶 核苷酸酶
NH3
NN R- 5'-P
次黄嘌呤核苷酸
H2O
OH Pi
N
N
N N 腺嘌呤核苷脱氨酶
R
NN
•27
R
OH
N
N
Pi
OH
核糖1-磷酸 N
N
N NR
次黄嘌呤核苷
OH
N
N
HO N N H
尿酸
核苷磷酸化酶
NN H
2H++O_.2
次黄嘌呤
O2+H2O
黄嘌呤氧化酶
G
（-）
PRPP
Azas
•69
嘧啶核苷酸的分解代谢
•70
NH3 尿嘧啶←胞嘧啶
β-脲基丙酸
胸腺嘧啶 β-脲基异丁酸
β-丙氨酸
β-氨基异丁酸
•71
= =
= =
PRPP
谷氨酰胺 （Gln）
=
6-MP
PRA 氮杂丝氨酸
高中生物核苷酸代谢精品PPT课件
从头合成
ATP
（CO2/NH3/AA/戊糖）
核苷酸Βιβλιοθήκη 半合成（补救合成）分解的现成嘌呤、嘧啶
dNDP
二. 嘌呤核苷酸的合成
(一). 嘌呤环各原子的来源
CO2 甘氨酸
Asp 一碳单位
6
N
15
7
8C
24
3
9
N
一碳单位
N5,N10-次甲基四氢叶酸 Gln
(二).嘌呤核苷酸的合成
1.从头合成 (脑,骨髓缺乏有关的酶)
起始物：5‘-磷酸核糖-1-焦磷酸(pRpp) 在起始物上合成嘌呤环（10步）
终产物：次黄嘌呤核苷酸（IMP）
2.补救途径
HGPRT
次黄嘌呤 + PRPP
IMP + PPi
腺嘌呤/鸟嘌呤 + PRPP
AMP/GMP + PPi
腺嘌呤/鸟嘌呤 + 1-P-核糖
A/G
AMP/GMP
Pi
基因缺陷导致HGPRT缺失而表现为Lesch-Nyhan综合症（自毁容貌综合症）
Lesch-Nyhan综合症
三. 嘧啶核苷酸的合成
(一). 嘧啶环各原子的来源 Gln
CO2
Asp
(二). 嘧啶核苷酸的合成
1.从头合成 起始物：以CO2，Glu等为原料直接合成嘧啶环（4步） 终产物：乳清酸
乳清酸 + PRPP 乳清酸核苷酸（OMP）
2.补救途径
尿嘧啶 + PRPP
UMP + PPi
核苷酸代谢
•核苷酸的分解代谢 •核苷酸的生物合成
第一节、核苷酸的分解代谢
不同动物嘌呤碱的分解的终产物
动物类型
《核苷酸代谢 》课件
要点二
脱氧核糖一磷酸与脱氧核糖一磷 酸一腺苷的相互转化
在细胞内，脱氧核糖一磷酸可被转化为脱氧核糖一磷酸一 腺苷，反之亦然。这种转化对于DNA的合成和修复同样具 有重要意义。
04 嘌呤核苷酸代谢
嘌呤核苷酸的合成
总结词
描述嘌呤核苷酸合成的起始物质、关键酶、合成途径 和调节机制。
详细描述
嘌呤核苷酸的合成是从磷酸戊糖开始，经过一系列酶 促反应，最终生成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。合 成过程中需要磷酸戊糖、谷氨酰胺等物质作为起始物 质，同时需要多种酶的参与，如氨基甲酰磷酸合成酶 、天冬氨酸氨基转移酶等。合成途径分为两条，一是 从头合成，二是补救合成。合成过程受到多种因素的 调节，如磷酸戊糖的浓度、谷氨酰胺的供应等。
核糖核苷酸的分解是核苷酸代谢的重要环节，涉及到多种酶的参与和能量的释放。
详细描述
核糖核苷酸的分解首先从特定的核糖核苷酸开始，经过水解、氧化、磷酸化等反应，最终形成磷酸、 糖类、氨基酸等物质。这个过程中需要特定的酶来催化每一步反应，同时伴随着能量的释放。分解产 生的物质可以用于合成其他重要的生物分子。
详细描述
核苷酸的合成主要通过磷酸戊糖途径、糖酵解途径和三羧酸循环等途径，从简单的原料合成核苷一磷酸，再合成 核苷二磷酸和核苷三磷酸。核苷酸的降解主要通过核苷酶和核苷酸酶的作用，将核苷一磷酸、核苷二磷酸和核苷 三磷酸分别降解为相应的单磷酸、二磷酸和三磷酸核苷。
02 核糖核苷酸代谢
核糖核苷酸的合成
总结词
核苷酸代谢的重要性
总结词
核苷酸代谢对于维持生物体的正常生理功能至关重要。
详细描述
核苷酸是细胞内重要的生物分子，参与DNA和RNA的合成与修复，影响基因的 表达和遗传信息的传递。核苷酸代谢的异常会导致一系列疾病，如代谢性疾病 、癌症等。
核苷酸的代谢ppt医学课件
APRT
HGPRT
HGPRT
腺嘌呤核苷 AMP
腺苷激酶
ATP ADP
次黄嘌呤鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶
腺嘌呤磷酸 核糖转移酶
碱基水平起点
主要
核苷水平起点
（4）嘌呤核苷酸的补救合成意义
补救合成节省能量和一些氨基酸的消耗。 自毁容貌综合症（Lesch-Nyhan）是由于缺乏HGPRT而产生的嘌呤核苷酸代谢病。HGPRT广泛存在于人类各组织的胞浆中，以脑组织中含量最多 缺乏补救途径会引起嘌呤 核苷酸合成速度降低，结果大 量积累尿酸，并导致肾结石和 痛风。
排出很少利用
二、核酸的解聚作用
核酸的解聚作用
核酸酶：水解连接核苷酸之间的磷酸二酯键。磷酸二酯酶 只作用于RNA：核糖核酸酶 只作用于DNA：脱氧核糖核酸酶 碱基分解的特点
人体内嘌呤分解代谢特点 1、氧化降解，环不打破; 2、最终产物:尿酸; 3、嘌呤代谢障碍: 痛风症
（二）嘧啶核苷酸合成途径
1、嘧啶核苷酸从头合成途径
（1）定义 嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、二氧化碳及一碳单位等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。 （2）合成部位 主要是肝细胞胞液 （3）从头合成原料： 天冬氨酸、谷氨酰胺、 CO2
尿酸
黄嘌呤氧化酶
别嘌呤醇
痛风症的治疗机制
腺嘌呤
别嘌呤醇 核苷酸
嘌呤核苷酸 从头合成减少
减少
抑制
抑制
抑制
黄嘌呤溶解度更低 ？
外排
痛 风 症
痛风是尿酸过量产生或尿酸排泄不充分引起的尿酸堆积造成的,尿酸结晶堆积在软骨,软组织,肾脏以及关节处.在关节处的沉积会造成剧烈的疼痛.饮食以肉食为主的人,与饮食以米饭为主的人相比,哪种人发生痛风的可能性大 为什么 解析: 以肉食为主的人发生痛风的可能性大.由于痛风是尿酸产生过多引起的,而尿酸是人体内嘌呤分解代谢的终产物,由于氨基酸是嘌呤和嘧啶合成的前体物质,因此以富含蛋白质的肉食为主的人更易患痛风,同时也易患尿结石.
HGPRT
HGPRT
腺嘌呤核苷 AMP
腺苷激酶
ATP ADP
次黄嘌呤鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶
腺嘌呤磷酸 核糖转移酶
碱基水平起点
主要
核苷水平起点
（4）嘌呤核苷酸的补救合成意义
补救合成节省能量和一些氨基酸的消耗。 自毁容貌综合症（Lesch-Nyhan）是由于缺乏HGPRT而产生的嘌呤核苷酸代谢病。HGPRT广泛存在于人类各组织的胞浆中，以脑组织中含量最多 缺乏补救途径会引起嘌呤 核苷酸合成速度降低，结果大 量积累尿酸，并导致肾结石和 痛风。
排出很少利用
二、核酸的解聚作用
核酸的解聚作用
核酸酶：水解连接核苷酸之间的磷酸二酯键。磷酸二酯酶 只作用于RNA：核糖核酸酶 只作用于DNA：脱氧核糖核酸酶 碱基分解的特点
人体内嘌呤分解代谢特点 1、氧化降解，环不打破; 2、最终产物:尿酸; 3、嘌呤代谢障碍: 痛风症
（二）嘧啶核苷酸合成途径
1、嘧啶核苷酸从头合成途径
（1）定义 嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、二氧化碳及一碳单位等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。 （2）合成部位 主要是肝细胞胞液 （3）从头合成原料： 天冬氨酸、谷氨酰胺、 CO2
尿酸
黄嘌呤氧化酶
别嘌呤醇
痛风症的治疗机制
腺嘌呤
别嘌呤醇 核苷酸
嘌呤核苷酸 从头合成减少
减少
抑制
抑制
抑制
黄嘌呤溶解度更低 ？
外排
痛 风 症
痛风是尿酸过量产生或尿酸排泄不充分引起的尿酸堆积造成的,尿酸结晶堆积在软骨,软组织,肾脏以及关节处.在关节处的沉积会造成剧烈的疼痛.饮食以肉食为主的人,与饮食以米饭为主的人相比,哪种人发生痛风的可能性大 为什么 解析: 以肉食为主的人发生痛风的可能性大.由于痛风是尿酸产生过多引起的,而尿酸是人体内嘌呤分解代谢的终产物,由于氨基酸是嘌呤和嘧啶合成的前体物质,因此以富含蛋白质的肉食为主的人更易患痛风,同时也易患尿结石.
第十一章 核苷酸代谢 PPT课件
嘌呤类在核苷酸、核苷和碱基三 个水平上的降解
腺苷酸 次黄苷酸 黄苷酸 鸟苷酸
腺苷
次黄苷
黄苷
鸟苷
腺嘌呤
次黄嘌呤 黄嘌呤 尿酸
鸟嘌呤
嘧啶的分解代谢
O
NH2
O
尿嘧啶 HN 3
5
1
+H2O, -NH3
O
N
H
NADPH + H+
NADP+
O H
二氢尿嘧啶 HN
H H
H2O
O
N
H
H
β-丙氨酸
CH3
N
HN
N
N 核苷磷酸化酶
Ribose
次黄苷
N
N 次黄嘌呤
H
+O2 +H2O
OH
N
H2N
N
鸟苷
Pi 核糖-1-磷酸 OH
N N
N
核苷磷
N
酸化酶 H2N
N
N H
Ribose
鸟嘌呤
OH
+H2O, NH3
N
N
鸟嘌呤酶
HO
N
黄嘌呤氧化酶
N H
+O2 +H2O -H2O2
黄嘌呤
OH
尿酸(醇式)
N
H N
O
HO
N
N H
H2N
H
C
C
N
P CH2 O
N C H
+ CO2
OH
OH
ATP
ADP + PiP CH2来自H2N CN O
COOH C
N C H
OH
OH
5-氨基咪唑核苷酸
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第十一章核苷酸代 谢09
精品
一、核酸的酶促降解
1、核酸水解： DNA 稳定，耐酸碱 RNA 易水解,碱中水解
2、核酸的酶促降解
核酸酶:作用于核酸链内部磷酸二酯键， 也称为核酸内切酶，包括作用于DNA 的脱氧核糖核酸酶和作用于RNA的核糖 核酸酶。
核酸外切酶:从DNA和RNA(或其低级多核 甘酸)链的一端逐个水解下单核苷酸。
原核细胞以核苷三磷酸ATP,GTP,CTP和UTP为底物,还原剂是含B12 的一种辅酶。
5、胸核苷酸的合成
dTMP的合成
7、核苷酸从头合成的抗代谢物
核苷酸从头合成的抗代谢物可以抑制核苷酸的合成。
1）嘌呤类似物：能抑制嘌呤核苷酸的合成。
OH
SH
N
NN
N
N H
N
次黄嘌呤
N H
N
6－巯基嘌呤
2）谷氨酰胺和天冬氨酸类似物 ：能抑制合成中有谷氨酰 胺、天冬氨酸类似物参与的反应。
腺苷酸 腺苷 腺嘌呤
次黄苷酸 次黄苷 次黄嘌呤
黄苷酸
鸟苷酸
黄苷 黄嘌呤
尿酸
鸟苷 鸟嘌呤
嘌
呤
代
谢
的
最
终
产
物
8
2、嘧啶的分解
三、核苷酸的生物合成
动物、植物和微生物通常都 能合成各种嘌呤和嘧啶核苷酸。
核苷酸的生物合成两条基本 途径 ： A: “从头合成”途径或“从 无到有”途径，肝组织主要 进行从头合成。
别嘌呤醇治疗痛风。
NH2
N
N
腺苷
N
N
核糖
腺苷脱 胺基酶
N
OH N 次黄苷
N
N
核糖 核苷磷酸化酶 OH
N
N
黄嘌呤 氧化酶
N H
N
次黄嘌呤
O
OH
N
N
鸟苷
N
N
NH2
核糖
核苷磷酸化酶
OH
N
N
鸟嘌呤
N H
N
NH2
鸟嘌呤酶
OH
N
N
黄嘌呤
N H
N
OH
黄嘌呤氧化酶
OH
H
N
N 尿酸
N H
N
OH
治疗“痛风症” 的药物别嘌呤 醇是次黄嘌呤的类似物，可与 次黄嘌呤竞争与黄嘌呤氧化酶 的结合；别嘌呤醇氧化的产物 是别黄嘌呤，后者的结构又与 黄嘌呤相似，可牢固地与黄嘌 呤氧化酶的活性中心结合，从 而抑制该酶的活性，使次黄嘌 呤转变为尿酸的量减少，使尿 酸结石不能形成，以达到治疗 之目的。
B:补救途径，脑、骨髓等只 能进行补救合成 。补救途 径所需的碱基和核苷主要来 源于细胞内核酸的分解，细 菌生长介质或动物消化管食 物分解产生的核苷和碱基。
1、核苷酸的生物合成基本途径 核苷酸合成的两条途径
2、嘌呤核苷酸的从头合成
嘌呤核各原子的来源
（1）嘌呤环的合成途径 1）IMP的合成
磷酸核糖焦 磷酸合成酶
5-氨基咪 唑核苷酸
甲酰甘氨酰 胺核苷酸
5-氨基咪唑-4甲酰胺核苷酸
5-甲酰氨基咪唑4-甲酰胺核苷酸
次黄 苷酸
次黄苷酸的合成途径
AMP GMP
2
腺苷酸琥珀
）
酸合成酶
和
的 合 成
IMP脱 氢酶
GMP合成酶
3、嘧啶核苷酸的合成
乳清酸的生物合成
乳 清 酸 转 化 和
UTP CTP
4、核苷酸转化成核苷三磷酸
C H 2O P O H O-
甘油醛-3-磷酸
三羧酸
OH O PO
O
OH
O HH H OH HH
戊糖-5-磷酸
循环
进行戊糖磷酸代谢途径
二、嘌呤和嘧啶的分解
1、嘌呤的分解
正常人血浆中尿酸含量为20— 60mg/L，超过80mg／L，尿酸盐 晶体可沉积于关节、软组织、软 骨、肾等处，导致关节炎、尿路 结石及肾脏疾病，称痛风症。进 食高嘌呤饮食，体内核酸大量分 解，或尿酸排泄障碍时易患此症。
α构型
磷酸核 糖焦磷 酸酰胺 基转移
酶
β构型
甘氨酰胺核甘酸
合成酶
甘氨酰胺核苷酸 甲酰基转移酶
甲酰甘氨脒核 苷酸合成酶
氨基咪唑核 苷酸合成酶
氨基咪唑琥珀酸氨 甲酰核苷酸合成酶
腺苷酸 裂解酶
氨基咪唑甲酰胺核苷 酸甲酰基转移酶
次黄苷酸水解酶
核糖胺5-磷酸
甘氨酰胺核苷酸
5-氨基咪唑-4-（N-琥 珀酸）甲酰胺核苷酸
3）叶酸类似物：能抑制合成中有叶酸衍生物参与的反应。
用于癌症、白血 病的治疗。
4）嘧啶类似物
O
CH3 HN
O
N H
胸腺嘧啶
能转化成核苷一磷酸及核苷三磷酸，阻断TMP的合成，使用较多抗癌药。
8 、核苷酸的补救合成 1）嘌呤核苷酸合成的补救途径
只有腺苷 酸激酶
腺嘌呤核 糖磷酸转
移酶
此途径 不重要
核苷酸的补救合成特点：节省能量和前体分子及合成一些组织需要但不能合成的核苷酸
感谢聆听！
对碱基 专一
（脱氧）腺苷酸激酶
(d)AMP+ATP
(d)ADP + ADP
核苷二磷酸
(d)NMP+ATP
(d)NDP + ADP
( d ) N D P + A T P
激 酶
( d ) N T P + A D P 核苷三磷酸
对核糖无要求
23
5、脱氧核苷酸的合成
大肠杆菌 核苷二磷（NDP)还原酶以四种天然核苷酸ADP,GDP,CDP 和UDP为底物。
N
N 核糖
腺苷脱 胺基酶
N
N 核糖
N
NH2
N 腺苷
N
OH
N 次黄苷
N
核苷磷酸化酶 OH
N
黄嘌呤 氧化酶
N H
N
次黄嘌呤
O
OH
N
N
鸟苷
N
N
NH2
核糖
核苷磷酸化酶
OH
N
N
鸟嘌呤
N H
N
NH2
鸟嘌呤酶
OH
N
N
黄嘌呤
N H
N
OH
黄嘌呤氧化酶
OH
H
N
N
尿酸
N H
N
OH
6
嘌呤类在核苷酸、核苷和碱基三个水平上的降解
碱基
HO
O
HH
H
H
OH
O P O-
O-
2、核酸的酶促降解
NH2
N
NH2
单核甘酸水解
N
HO H
HO
OP
O H HH
O-
O 磷酸单脂酶
HO
N
N
O HH
O
OH
ห้องสมุดไป่ตู้
+ O P O-
O-
H OH HH
O-
戊糖-1磷酸
OH O P O-
O
+
HO
O
HH
H OH HH
CHO
H
OH O
磷酸解
NH2 N
NO
嘌呤：H 尿酸 嘧啶： CO2、NH3等
精品
一、核酸的酶促降解
1、核酸水解： DNA 稳定，耐酸碱 RNA 易水解,碱中水解
2、核酸的酶促降解
核酸酶:作用于核酸链内部磷酸二酯键， 也称为核酸内切酶，包括作用于DNA 的脱氧核糖核酸酶和作用于RNA的核糖 核酸酶。
核酸外切酶:从DNA和RNA(或其低级多核 甘酸)链的一端逐个水解下单核苷酸。
原核细胞以核苷三磷酸ATP,GTP,CTP和UTP为底物,还原剂是含B12 的一种辅酶。
5、胸核苷酸的合成
dTMP的合成
7、核苷酸从头合成的抗代谢物
核苷酸从头合成的抗代谢物可以抑制核苷酸的合成。
1）嘌呤类似物：能抑制嘌呤核苷酸的合成。
OH
SH
N
NN
N
N H
N
次黄嘌呤
N H
N
6－巯基嘌呤
2）谷氨酰胺和天冬氨酸类似物 ：能抑制合成中有谷氨酰 胺、天冬氨酸类似物参与的反应。
腺苷酸 腺苷 腺嘌呤
次黄苷酸 次黄苷 次黄嘌呤
黄苷酸
鸟苷酸
黄苷 黄嘌呤
尿酸
鸟苷 鸟嘌呤
嘌
呤
代
谢
的
最
终
产
物
8
2、嘧啶的分解
三、核苷酸的生物合成
动物、植物和微生物通常都 能合成各种嘌呤和嘧啶核苷酸。
核苷酸的生物合成两条基本 途径 ： A: “从头合成”途径或“从 无到有”途径，肝组织主要 进行从头合成。
别嘌呤醇治疗痛风。
NH2
N
N
腺苷
N
N
核糖
腺苷脱 胺基酶
N
OH N 次黄苷
N
N
核糖 核苷磷酸化酶 OH
N
N
黄嘌呤 氧化酶
N H
N
次黄嘌呤
O
OH
N
N
鸟苷
N
N
NH2
核糖
核苷磷酸化酶
OH
N
N
鸟嘌呤
N H
N
NH2
鸟嘌呤酶
OH
N
N
黄嘌呤
N H
N
OH
黄嘌呤氧化酶
OH
H
N
N 尿酸
N H
N
OH
治疗“痛风症” 的药物别嘌呤 醇是次黄嘌呤的类似物，可与 次黄嘌呤竞争与黄嘌呤氧化酶 的结合；别嘌呤醇氧化的产物 是别黄嘌呤，后者的结构又与 黄嘌呤相似，可牢固地与黄嘌 呤氧化酶的活性中心结合，从 而抑制该酶的活性，使次黄嘌 呤转变为尿酸的量减少，使尿 酸结石不能形成，以达到治疗 之目的。
B:补救途径，脑、骨髓等只 能进行补救合成 。补救途 径所需的碱基和核苷主要来 源于细胞内核酸的分解，细 菌生长介质或动物消化管食 物分解产生的核苷和碱基。
1、核苷酸的生物合成基本途径 核苷酸合成的两条途径
2、嘌呤核苷酸的从头合成
嘌呤核各原子的来源
（1）嘌呤环的合成途径 1）IMP的合成
磷酸核糖焦 磷酸合成酶
5-氨基咪 唑核苷酸
甲酰甘氨酰 胺核苷酸
5-氨基咪唑-4甲酰胺核苷酸
5-甲酰氨基咪唑4-甲酰胺核苷酸
次黄 苷酸
次黄苷酸的合成途径
AMP GMP
2
腺苷酸琥珀
）
酸合成酶
和
的 合 成
IMP脱 氢酶
GMP合成酶
3、嘧啶核苷酸的合成
乳清酸的生物合成
乳 清 酸 转 化 和
UTP CTP
4、核苷酸转化成核苷三磷酸
C H 2O P O H O-
甘油醛-3-磷酸
三羧酸
OH O PO
O
OH
O HH H OH HH
戊糖-5-磷酸
循环
进行戊糖磷酸代谢途径
二、嘌呤和嘧啶的分解
1、嘌呤的分解
正常人血浆中尿酸含量为20— 60mg/L，超过80mg／L，尿酸盐 晶体可沉积于关节、软组织、软 骨、肾等处，导致关节炎、尿路 结石及肾脏疾病，称痛风症。进 食高嘌呤饮食，体内核酸大量分 解，或尿酸排泄障碍时易患此症。
α构型
磷酸核 糖焦磷 酸酰胺 基转移
酶
β构型
甘氨酰胺核甘酸
合成酶
甘氨酰胺核苷酸 甲酰基转移酶
甲酰甘氨脒核 苷酸合成酶
氨基咪唑核 苷酸合成酶
氨基咪唑琥珀酸氨 甲酰核苷酸合成酶
腺苷酸 裂解酶
氨基咪唑甲酰胺核苷 酸甲酰基转移酶
次黄苷酸水解酶
核糖胺5-磷酸
甘氨酰胺核苷酸
5-氨基咪唑-4-（N-琥 珀酸）甲酰胺核苷酸
3）叶酸类似物：能抑制合成中有叶酸衍生物参与的反应。
用于癌症、白血 病的治疗。
4）嘧啶类似物
O
CH3 HN
O
N H
胸腺嘧啶
能转化成核苷一磷酸及核苷三磷酸，阻断TMP的合成，使用较多抗癌药。
8 、核苷酸的补救合成 1）嘌呤核苷酸合成的补救途径
只有腺苷 酸激酶
腺嘌呤核 糖磷酸转
移酶
此途径 不重要
核苷酸的补救合成特点：节省能量和前体分子及合成一些组织需要但不能合成的核苷酸
感谢聆听！
对碱基 专一
（脱氧）腺苷酸激酶
(d)AMP+ATP
(d)ADP + ADP
核苷二磷酸
(d)NMP+ATP
(d)NDP + ADP
( d ) N D P + A T P
激 酶
( d ) N T P + A D P 核苷三磷酸
对核糖无要求
23
5、脱氧核苷酸的合成
大肠杆菌 核苷二磷（NDP)还原酶以四种天然核苷酸ADP,GDP,CDP 和UDP为底物。
N
N 核糖
腺苷脱 胺基酶
N
N 核糖
N
NH2
N 腺苷
N
OH
N 次黄苷
N
核苷磷酸化酶 OH
N
黄嘌呤 氧化酶
N H
N
次黄嘌呤
O
OH
N
N
鸟苷
N
N
NH2
核糖
核苷磷酸化酶
OH
N
N
鸟嘌呤
N H
N
NH2
鸟嘌呤酶
OH
N
N
黄嘌呤
N H
N
OH
黄嘌呤氧化酶
OH
H
N
N
尿酸
N H
N
OH
6
嘌呤类在核苷酸、核苷和碱基三个水平上的降解
碱基
HO
O
HH
H
H
OH
O P O-
O-
2、核酸的酶促降解
NH2
N
NH2
单核甘酸水解
N
HO H
HO
OP
O H HH
O-
O 磷酸单脂酶
HO
N
N
O HH
O
OH
ห้องสมุดไป่ตู้
+ O P O-
O-
H OH HH
O-
戊糖-1磷酸
OH O P O-
O
+
HO
O
HH
H OH HH
CHO
H
OH O
磷酸解
NH2 N
NO
嘌呤：H 尿酸 嘧啶： CO2、NH3等