第八章 核苷酸代谢

第八章核苷酸代谢

Nucleic metabolism

一、授课章节及主要内容: 第八章核苷酸代谢

二、授课对象: 临床医学、预防、法医（五年制）、临床医学（七年制）

三、授课学时

本章总学时数：2课时（每个课时为45分钟）。讲授安排如下：

第一学时：概述及第一节。

第二学时：第一节内容。第二节内容。

四、教学目的与要求

学习嘌呤和嘧啶核苷酸合成与分解代谢的途径及调节。

五、重点与难点

重点：核苷酸的生物学功能；嘌呤核苷酸从头合成的定义、细胞定位及嘌呤碱合成的元素来源；嘌呤核苷酸补救合成的定义及生理意义；脱氧核糖核苷酸的生成；6-巯基嘌呤的作用；嘌呤核苷酸分解代谢的产物。嘧啶核苷酸从头合成的定义、细胞定位及嘧啶碱合成的元素来源；UMP、CTP、TMP的合成途径；嘧啶核苷酸分解代谢的产物。

难点：IMP、AMP、GMP的合成及调节；嘧啶核苷酸的合成及调节。

六、教学方法及授课的大致安排

面授为主，讲授肝在物质代谢中的作用时以提问形式穿插部分相关内容的复习，每次课预留5分钟小结本次课掌握内容及预留复习题，全章结束后小结本章内容。

七、外语教授安排及主要外文专业词汇

de novo sythesis （从头合成途径）salvage pathway （补救合成途径）

adenine phosphoribosyl transferase, APRT，（腺嘌呤磷酸核糖转移酶）

hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase,HGPRT）（次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶）（adenosine kinase）（腺苷激酶）

6-meraptopurine,6-MP（6-巯基嘌呤）Aminopterin（氨蝶呤）methotrexate,MTX（甲氨蝶呤）

八、思考题

（一）名词解释：1.嘌呤核苷酸从头合成途径 2.嘧啶核苷酸补救合成途径

3.核苷酸的抗代谢物

4.痛风症

（二）简答题：1.核苷酸的生理功用

2.嘌呤核苷酸补救合成的生理意义

（三）论述题：试比较嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸从头合成途经的异同点以6-巯基嘌呤为例说明抗代谢物的作用机制

九、教材与教具：人民卫生出版社《生物化学》第六版

十、授课提纲(或基本内容)

概述

Introduction

概述：核苷酸的来源、分布及功能

一、核苷酸的消化与吸收（见六版教材图8-1）

分解产物：少量中间产物核苷酸可被细胞吸收；

戊糖被吸收参加戊糖代谢；

嘌呤和嘧啶碱被分解而排出体外，不能被机体所利用。

图8-1 核酸的消化

二、核苷酸的分布广泛

细胞中主要存在形式5΄-核苷酸。

三、核苷酸的生物功用

（1）作为核酸合成的原料：是体内合成DNA和RNA的原料。

（2）体内能量的利用形式：ATP是细胞的主要能量形式，GTP、UTP、CTP也可为特定的代谢反应提供能量。

（3）参与代谢和生理调节：某些核苷酸或其衍生物是重要的调节分子。如cAMP是多种细胞膜受体激素作用的第二信使；cGMP也与代谢调节有关。

（4）组成辅酶：腺苷酸是多种辅酶的组成成分。（图8-2）

图8-2 NAD+结构示意图

（5）活化中间代谢物：核苷酸可以作为多种活化中间代谢物的载体。如UDPG是合成糖原、糖蛋白的活性原料；CDP-DAG是合成磷脂的活性原料；SAM是活性甲基的载体等。

第一节嘌呤核苷酸代谢

Metabolism of purin nucleotide

一、嘌呤核苷酸的合成代谢

（一）嘌呤核苷酸的从头合成

定义：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位和CO2等简单物质为原料（图8-3，见六版教材图8-2），经一系列酶促反应，合成核苷酸的过程。

图8-3 嘌呤碱合成的元素来源

合成部位：肝脏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。

嘌呤碱合成的元素来源：

合成过程：1）IMP的合成过程（图8-4，见六版教材图8-3）

图8-4 IMP的合成过程

2）AMP和GMP的生成（图8-5，见六版教材图8-4）

图8-5 AMP和GMP的生成

特点：1）嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的，而不是首先合成嘌呤碱然后再与磷酸核糖结合的。

2）IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。而AMP或GMP的合成又需

1个A TP。

从头合成的调节：反馈调节和交叉调节（图8-6，见六版教材图8-5）

图8-6 反馈调节和交叉调节

（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径

定义：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，称为补救合成（或重新利用）途径。

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（hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT），

腺苷激酶（adenosine kinase）

合成过程：见图8-7

图8-7 嘌呤核苷酸的补救合成

补救合成的生理意义：

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。

（三）嘌呤核苷酸的相互转变（图8-8）

体内嘌呤核苷酸可以相互转变，以保持彼此平衡。

图8-8 嘌呤核苷酸的相互转变

（四）脱氧核糖核苷酸的生成

DNA合成需要脱氧核苷酸，其中所含的脱氧核糖并非先形成后再结合到脱氧核苷酸分子上，而是通过相应的核糖核苷酸的直接还原作用，以氢取代其核糖分子中C2上的羟基而生成的。这种还原作用是在二磷酸核苷（NDP）水平上进行的，由核糖核苷酸还原酶催化。（图8-9，见六版教材图8-6）

图8-9 脱氧核糖核苷酸的生成