嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
核苷酸代谢
2个短反馈调节:由AMP反馈抑制ASS，由GMP反馈 抑制IMPD的活性所进行的反馈抑制来调节嘌呤 核苷酸的从头合成。
嘌呤从头合成
合成原料：Asp Gly Gln CO2 一碳单位 重要中间产物：PRPP 关键酶： PRPP合成/激酶 酰胺转移酶 阻断剂：氨基酸或一碳单位结构类似物 过程：在磷酸核糖的分子上逐步合成
药物名称 正常代谢物 治疗的疾病 主要作用的酶 作用的代谢途
别嘌呤醇(APO) 黄嘌呤、乌嘌呤、次黄嘌呤 黄嘌呤氧化酶 痛风 黄嘌呤氧化酶 嘌呤核苷酸分解
药物名称
正常代谢物 治疗的疾病 主要作用的酶 作用的代谢途径
利巴韦林（病毒唑），5-氮基咪唑4-羧酸核苷酸 5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸 广谱抗病毒药①呼吸道合胞病毒②流感 病毒③甲肝病毒④腺病毒等 5-磷酸核糖-5-氨基咪唑-4-N-琥珀基甲 酰胺合成酶（ SAICARS） 嘌呤核苷酸合成
氮杂硫嘌呤（azathiopurine，AZTP）
别嘌呤醇（allopurinol，APO）等
嘌呤核苷酸的代谢类似物
3.嘧啶核苷酸代谢类似物
5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-FU） 5-碘-2-脱氧尿嘧啶 5-iodo-2-deoxyuridine，5-IDU 6-氮杂尿嘧啶（6-azauridine，6-AU）
2．嘧啶核苷酸代谢障碍 先天性乳清 乳清酸磷酸 酸尿症 核糖转移酶 乳清酸核苷酸 脱羧酶
遗传缺陷 遗传缺陷
一些抗代谢药物的功能
药物名称 正常代谢物 治疗的疾病
6-巯基嘌呤(6MP) 嘌呤核苷酸 ①白血病②自身免疫性病③妊娠滋养 细胞肿瘤等 主要作用的酶 ①IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸合成酶 作用的代谢途径 嘌呤核核苷酸合成
嘧啶核苷酸 从头合成的调节
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、
第八章核苷酸代谢
第八章核苷酸代谢本章要点一、核苷酸类物质的生理功用核苷酸类物质在人体内的生理功用主要有：1．作为合成核酸的原料2．作为能量的贮存和供应形式3．参与代谢或生理活动的调节4．参与构成酶的辅酶或辅基5．作为代谢中间物的载体二、嘌呤核苷酸的合成代谢1．从头合成途径：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。
这一途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺。
合成过程可分为三个阶段：⑴次黄嘌呤核苷酸的合成⑵腺苷酸及鸟苷酸的合成⑶三磷酸嘌呤核苷的合成2．补救合成途径：又称再利用合成途径。
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。
其反应为：A+ PRPP →AMP；G/I + PRPP →GMP/IMP。
3．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。
三、嘧啶核苷酸的合成代谢1．从头合成途径：嘧啶核苷酸的主要合成步骤为：⑴尿苷酸的合成⑵胞苷酸的合成：UMP经磷酸化后生成UTP，再在胞苷酸合成酶的催化下，由Gln提供氨基转变为CTP。
⑶脱氧嘧啶核苷酸的合成2．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。
以嘧啶核苷的补救合成途径较重要。
3．抗代谢药物对嘧啶核苷酸合成的抑制：能够抑制嘧啶核苷酸合成的抗代谢药物也是一些嘧啶核苷酸的类似物，通过对酶的竞争性抑制而干扰或抑制嘧啶核苷酸的合成。
四、嘌呤核苷酸的分解代谢：嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷酶的催化下分解生成嘌呤碱，最后产生的I和X经黄嘌呤氧化酶催化氧化生成终产物尿酸。
五、嘧啶核苷酸的分解代谢：嘧啶核苷酸可首先在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，产生的嘧啶碱可在体内进一步分解代谢。
13 核苷酸代谢及蛋白质合成
核酸分解及核苷酸代谢习题答案一、名词解释1、核酸外切酶：从核酸的一端逐个水解下核苷酸或脱氧核苷酸的酶。
2、核酸内切酶：催化水解多核苷酸链内部的磷酸二酯键的酶。
3、嘧啶核苷酸的补救合成：指利用体内游离的嘧啶碱基或嘧啶核苷为原料，经过嘧啶磷酸核糖转移酶或嘧啶核苷激酶等催化的简单反应合成嘧啶核苷酸的过程。
4、嘌呤核苷酸从头合成：指利用磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、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的过程。
5、核苷酸的抗代谢物：指某些嘌呤、嘧啶、氨基酸或叶酸等的类似物，它们主要以竞争性抑制或以“以假乱真”等方式干扰或阻断核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸以及蛋白质的生物合成。
6、嘧啶核苷酸的从头合成：机体细胞以谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸为原料，经过多步酶促反应合成嘧啶核苷酸的过程。
7、嘌呤核苷酸的补救合成：机体细胞利用现成嘌呤碱或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸过程。
8、核苷酸合成的反馈调节：指核苷酸合成过程中，反应产物对反应过程中某些调节酶的抑制作用，反馈调节一方面使核苷酸合成能适应机体的需要，同时又不会合成过多，以节省营养物质及能量的消耗。
二、填空1、嘌呤核苷酸从头合成的调节酶是（PRPP合成酶）和（PRPP酰胺转移酶）。
2、胞嘧啶和尿嘧啶的分解代谢产生的氨基酸为（β-丙氨酸），胸腺嘧啶分解代谢产生的氨基酸为（β-氨基异丁酸）。
3、在嘌呤核苷酸的合成中，腺苷酸的C6氨基来自（天冬氨酸）；鸟苷酸的C2氨基来自（谷氨酰胺）。
4、体内嘧啶核苷酸的从头合成是先合成（乳清酸），再与PRPP作用生成（乳清酸核苷酸），然后再脱羧生成尿嘧啶核苷酸。
5、尿苷酸转变为胞苷酸是在三磷酸尿苷水平上进行的，提供氨基的是（天冬氨酸），催化的酶是（CTP合成酶）。
6、核苷酸抗代谢物中，常用嘌呤类似物是（6-巯基嘌呤）；嘧啶类似物是（5-氟尿嘧啶）。
7、参与嘌呤核苷酸合成的氨基酸有（甘氨酸）、天冬氨酸和（谷氨酰胺）。
核苷的合成和代谢途径
核苷的合成和代谢途径核苷是由一个五碳糖和一个嘌呤碱基或嘧啶碱基组成的化合物，广泛存在于生物体内。
它们在维持DNA和RNA的结构以及能量传递中起着重要的作用。
核苷的合成和代谢途径是细胞内分子生物学中的重要课题之一。
本文将详细介绍核苷的合成和代谢途径。
核苷的合成主要包括两个重要的生物化学途径：de novo合成和再利用途径。
de novo合成是从简单的原料出发，逐步合成核苷酸。
再利用途径则是将已有的核苷酸分解为嘌呤或嘧啶碱基，再与五碳糖重新结合合成核苷。
这两条途径共同负责核苷的合成和代谢。
首先，我们先来了解一下de novo合成途径。
这个途径主要发生在细胞的细胞质中。
嘌呤核苷酸的合成始于核苷酸酸的核苷酸，通过一系列的酶催化反应，逐渐合成腺苷酸。
首先，磷酸和核糖通过多个酶的作用，形成IMP（肌醇单磷酸）的中间产物。
然后，IMP可以通过一系列的转化反应，如甲基化、脱水、氧化和羧化，逐渐合成腺苷酸。
嘌呤核苷酸的合成途径相对复杂，需要多个酶的参与调控。
嘧啶核苷酸的合成也是通过de novo合成途径进行的。
嘧啶核苷酸合成的起点是尿苷酸（UMP），通过多个化学反应逐步合成细胞色素c（CTP），脱氮后，转化为胸腺苷酸（TTP）。
这个过程中同样需要多个酶的催化作用。
再利用途径则是通过嘌呤和嘧啶核酸的分解代谢来合成核苷。
这个过程涉及到核苷酸酸酶和核苷水解酶两个重要的酶。
核苷酸酸酶催化核苷酸的脱磷酸反应，生成对应的核苷。
然后，核苷水解酶催化核苷的水解反应，将嘌呤或嘧啶碱基与五碳糖重新结合产生新的核苷酸。
核苷的合成和代谢途径在细胞内经受多种调控机制。
酶的活性受到基因表达的调节，如转录因子的作用。
代谢物的浓度也对途径的活性起重要调控作用。
当细胞内的核苷酸浓度较高时，合成途径的活性会下降；而当核苷酸浓度较低时，合成途径的活性会上升。
这种负反馈调控机制可以维持细胞内核苷酸的平衡。
细胞内核苷的合成和代谢途径在疾病治疗中有着重要的应用。
第二十四章 核苷酸代谢
主要干扰核苷酸合成，有以下几种类型： 主要干扰核苷酸合成，有以下几种类型： 1．氨基酸类似物： 氨基酸类似物：
尿苷酸激酶 ATP ADP 二磷酸核苷激酶 ATP ADP
UDP
UTP
CTP合成酶 合成酶 谷氨酰胺 ATP 谷氨酸 ADP+Pi
（3）dTMP或TMP的生成 ） 或 的生成
甲烯四氢叶酸为甲基供体， 甲基化而生成dTMP。 以N5,N10-甲烯四氢叶酸为甲基供体，dUMP甲基化而生成 甲烯四氢叶酸为甲基供体 甲基化而生成 。
胞嘧啶
NH3
胸腺嘧啶
尿嘧啶 二氢尿嘧啶
H2 O
β-脲基异丁酸 脲基异丁酸
H2 O
β-丙氨酸 丙氨酸
CO2 + NH3
肝
β-氨基异丁酸 氨基异丁酸
丙二酸单酰CoA 丙二酸单酰 乙酰CoA 乙酰 TAC
尿素
甲基丙二酸单酰CoA 甲基丙二酸单酰 琥珀酰CoA 琥珀酰 TAC 糖异生
第三节
核苷酸的抗代谢物
UDP CTP
脱氧核苷酸还原酶 CDP dCDP TMP合酶 合酶
N5, N10-甲烯 4 甲烯FH 甲烯 FH4
dUDP dCMP
脱氨
FH2
FH2还原酶 NADPH+H+
NADP+
dUMP
脱氧胸苷一磷酸 dTMP
嘧啶核苷酸从头合成的调节： 嘧啶核苷酸从头合成的调节：
ATP + CO2+ 谷氨酰胺
Metabolism of Pyrimidine Nucleotides
嘧啶核苷酸的结构
一、嘧啶核苷酸的合成同样有从头合成 与补救合成两条途径
(一)嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单
最新生物化学及分子生物学(人卫第九版)-09核苷酸代谢讲解学习
O=C
H2O
H
O CC
C N H
O
N
N
CH
FH4
10
转甲酰基酶
K+
H2N
N10-甲酰FH4
C
C C
R-5'-P
H2N
N CH N R-5'-P
9
延胡索酸
5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸，FAICAR
5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸，AICAR
生物化学与分子生物学（第9版）
第二阶段：由IMP生成AMP和GMP
胰核酸酶
核苷酸
核苷
胰、肠核苷酸酶
磷酸
碱基
核苷酶
戊糖
生物化学与分子生物学（第9版）
三、核苷酸的代谢包括合成和分解代谢
核苷酸的合成代谢 核苷酸的分解代谢
第二节
嘌呤核苷酸的合成与分解代谢
Synthesis and Degradation of Purine Nucleotides
生物化学与分子生物学（第9版）
Asp,ATP,Mg2+
N CC H
C H2 N
R-5'-P
N
CH N R-5'-P
5-氨基咪唑核苷酸，AIR
5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸，CAIR
N-琥珀酰-5-氨基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸，SAICAR
O
C HN
C
N
HC C CH
N H
N
R-5'-P
次黄嘌呤核苷酸, IMP
11 H2N
IMP合酶
ATP
_
_
IMP
腺苷酸代 琥珀酸
XMP
AMP ADP ATP GMP GDP GTP
9.核苷酸代谢
重点、考点分析
核苷酸代谢
2008.04 2008.07 2009.04 2009.07 2010.04 2010.07 2011.04 2012.04 2013.04 2014.04
名词解释
简答题 论述题
嘌呤核 苷酸从 头合成 的原料 有哪些？ 该途径 的调控 机制是 什么?
1 道单选题或1道多选题
在核苷二磷酸水平上进行
（N代表A、G、U、C等碱基）
dNDP + ATP 激酶 dNTP + ADP
2010.04 核糖核苷酸还原酶反应中的供氢体是: B A．NADH B．NADPH C．FMNH2 D．FADH2
（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。
程某些酶活性
些酶活性
抗代谢物 6MP，6-巯基鸟嘌呤，氮 5-FU，氮杂丝氨酸，MTX 杂丝氨酸、MTX等
代谢产物
尿酸
β-丙氨酸，β-氨基异丁酸
2009.04 同时参与嘌呤、嘧啶核苷酸从头合成途径的物质是: D A. 丙氨酸 B. 甘氨酸 C. 谷氨酸 D. 谷氨酰胺
2008.04 简答题 简述抗代谢药物调控核苷酸合成的具体部位
2。 FdUMP与dUMP的结构相似，是胸苷酸合成酶的抑制剂，使 TMP合成受到阻断
3。可以FUMP的形式参入RNA分子，从而破坏RNA的结构与功能
5-Fu
FdUMP
dUMP 胸苷酸合成酶
dTMP
FUTP 掺入RNA 功能障碍
2008.成 C．胞苷酸合成 D．胸苷酸合成
•过程 1. IMP的合成 2. AMP和GMP的生成
2、AMP和GMP的生成
次黄嘌呤核苷酸 黄嘌呤核苷酸
嘧啶核苷酸的分解代谢
嘧啶核苷酸的分解代谢篇一：嘧啶核苷酸的分解代谢总结报告一、嘧啶核苷酸代谢概述嘧啶核苷酸是核酸分解代谢的中间产物，包括尿苷酸（UMP）、胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）和胞嘧啶核苷酸（CTP）。
它们在细胞内经过一系列的分解代谢过程，最终生成尿素、核糖-1-磷酸、二氧化碳和水等简单物质。
这个过程不仅提供了能量，还为合成其他化合物提供了前体物质。
二、嘧啶核苷酸的分解代谢途径嘧啶核苷酸的分解代谢主要通过两种途径进行：核苷酶途径和核苷酸酶途径。
核苷酶途径主要存在于细胞质中，通过核苷酶的作用将核苷分解成碱基和核糖-1-磷酸。
核苷酸酶途径主要存在于细胞溶质中，通过核苷酸酶的作用将核苷酸分解成碱基、核糖-1-磷酸和无机磷酸。
三、嘧啶核苷酸分解代谢的关键酶嘧啶核苷酸分解代谢的关键酶包括尿苷酸酶、胞苷酸酶、脱氨基酶等。
尿苷酸酶主要作用是裂解UMP生成尿嘧啶和PRPP，胞苷酸酶主要作用是裂解CMP生成胞嘧啶和PRPP，脱氨基酶则将胞嘧啶脱氨基生成尿嘧啶。
四、嘧啶核苷酸分解代谢的调节嘧啶核苷酸分解代谢的调节主要通过反馈抑制实现。
当分解代谢产物浓度达到一定水平时，会抑制关键酶的活性，从而调节代谢速率。
此外，别构效应也参与了分解代谢的调节。
五、嘧啶核苷酸分解代谢的生理意义嘧啶核苷酸的分解代谢是细胞能量供应的重要来源之一。
通过分解代谢，可以将储存的能量转化为ATP，为细胞的各种生理活动提供能量。
此外，嘧啶核苷酸的分解代谢还为合成其他化合物提供了前体物质，如氨基酸、脂肪酸等。
六、嘧啶核苷酸分解代谢的异常状况如果嘧啶核苷酸的分解代谢出现异常，可能会导致高尿酸血症等疾病。
高尿酸血症是由于尿酸合成增加或排泄减少导致的，而尿酸是嘧啶核苷酸分解的产物之一。
此外，嘧啶核苷酸代谢异常也与肿瘤、神经系统疾病等有关。
因此，对嘧啶核苷酸的分解代谢进行深入研究，有助于对这些疾病的诊断和治疗。
七、研究展望虽然我们对嘧啶核苷酸的分解代谢有一定的了解，但是还有很多未知的领域需要进一步研究。
核苷酸代谢《生物化学》复习提要
核苷酸代谢核苷酸是核酸的基本结构单位。
主要由机体细胞自身合成，只是少量来自食物的消化吸收，不属于营养必需物质。
一、核酸的消化二、核苷酸的生物功用1．作为核酸合成的原料：这是核苷酸最主要的功能。
2．体内能量的利用形式：如ATP 是细胞的主要能量形式。
3．参与代谢和生理调节。
如CAMP 、CGMP 等。
4．组成辅酶。
如腺苷酸可作为多种辅酶（NAD 、FAD 、辅酶A 等）的组成成分。
5．作为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-二酰基甘油是合成磷脂的活性原料。
第一节 嘌呤核苷酸代谢一、 嘌呤核苷酸的合成代谢（一）嘌呤核苷酸的从头合成1．定义：体内利用磷酸核糖、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，称为从头合成途径。
2．嘌呤碱合成的元素来源：3． 从头合成途径：在胞液中进行，反应步骤比较复杂，可分为三个阶段。
（1）5—磷酸核糖1—焦磷酸(PRPP)的生成（2）次黄嘌呤核苷酸(IMP) 的生成（3）由IMP 合成AMP 及GMP（4）ATP 和 GTP 的生成：激酶 激酶AMP ————→ ADP ————→ ATP激酶 激酶目录•嘌呤碱合成的元素来源CO 2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）GMP ————→ GDP ————→ GTP4．从头合成途径特点：（1）并不是所有的细胞都具有从头合成嘌呤核苷酸的能力，肝、小肠粘膜和胸腺是从头合成嘌呤核苷酸的主要器官。
（2）嘌呤核苷酸的合成是在磷酸核糖分子上逐步合成，而不是首先单独合成嘌呤碱然后再与磷酸核糖结合的。
5．从头合成的调节：（1）IMP 、AMP 、GMP 对PRPP 合成酶和PRPP 酰胺转移酶的抑制作用。
（2）过量的AMP 能抑制腺苷酸代琥珀酸合成酶，而控制AMP 的生成，但不影响GMP 的合成；过量的GMP 能抑制IMP 脱氢酶，而控制GMP 的生成，但不影响AMP 的合成。
嘧啶核苷酸的合成与分解代谢PPT课件
.
1
2019/11/26
目录
1 嘧啶核苷酸的合成 2 嘧啶核苷酸的代谢
3 嘧啶＆嘌呤核苷酸差别 4 思考题
.
2
2019/11/26
PART 01
嘧啶核苷酸的合成
.
3
(一) 嘧啶核苷酸的结构
2 1
2019/11/27
.
4
(二) 嘧啶核苷酸的从头合成
2019/11/27
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 成嘧啶核苷酸。
UTP
CTP
12
(三) 嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶 + PRPP
(U,T, O)
嘧啶磷酸核糖转移酶
磷酸嘧啶核苷 + PPi
尿苷激酶
尿嘧啶核苷 + ATP
UMP +ADP
胸苷激酶
胸腺嘧啶核苷 + ATP
TMP +ADP
2019/11/27
.
13
(三) 嘌呤核苷酸的补救合成
2019/11/27
腺嘌呤+PRPP
核糖核苷酸还原酶
核苷酸酶
UDP
dUDP
CTP CDP dCDP
dCMP
脱氨酶
2019/11/27
TMP合酶
N5, N10-甲烯FH4
FH2
dUMP
FH2还原酶 FH4 NADP+ NADPH+H+
脱氧胸苷一磷酸 dTMP
.
11
(二) 嘧啶核苷酸的从头合成
一碳单位的功能
作为嘌呤和嘧啶的合成原料
• N10-CHO-FH4为嘌呤合成提供C2与
嘧啶代谢作用
嘧啶代谢作用
嘧啶是一种碱性氮杂环化合物，常见于DNA和RNA的核苷酸中。
嘧啶代谢是指机体中对嘧啶的生物化学转化过程。
嘧啶代谢作用主要包括：
1. 嘧啶核苷酸合成：嘧啶核苷酸是构成DNA和RNA的基本单元之一。
嘧啶经过一系列酶催化反应，被磷酸化成嘧啶核苷酸，进而参与核酸的合成。
2. 嘧啶脱氨酶作用：嘧啶在体内被酵素嘧啶脱氨酶催化后，生成尿嘧啶。
嘧啶脱氨酶是嘧啶代谢途径中的关键酶，将嘧啶转化为尿嘧啶是嘧啶代谢的重要步骤之一。
3. 嘧啶核苷水解：嘧啶核苷通过嘧啶核苷酸水解酶作用，被分解为嘧啶和核苷。
4. 嘧啶转化为尿嘧啶：嘧啶可以经过一系列反应，被转化为尿嘧啶。
这一过程涉及多个酶催化反应，包括嘧啶脱氨酶、嘧啶醇脱氢酶等。
5. 尿嘧啶代谢：尿嘧啶是嘧啶代谢的代谢产物之一。
尿嘧啶经过一系列酶催化反应，最终转化为乌拉包氨酸，参与氨基酸代谢。
尿嘧啶代谢异常与一些遗传性代谢疾病，如尿嘧啶代谢缺陷症相关。
总之，嘧啶代谢是一个复杂的过程，涉及多个酶的催化作用，对于核酸的合成和氨基酸代谢等都具有重要的生物学功能。
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
嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
TAC
TAC
糖异生
核苷酸代谢
本章知识框架及要点
核苷酸代谢概述 嘌呤核苷酸代谢
核苷酸功能 核酸酶 嘌呤合成代谢 嘌呤分解代谢
概念分类 从头合成 原料，关键酶 补救合成 产物、痛风、别嘌令醇
嘧啶核苷酸代谢
抗代谢物 嘧啶合成代谢 嘧啶分解代谢 抗代谢物
种类、原理及功能 从头合成 原料，关键酶 补救合成 产物 种类、原理及功能
谷氨酰胺 谷氨酸
ATP
ADP+Pi
UMP
CTP
dTMP或TMP的生成来自UDP 脱氧核苷酸还原酶 CTP CDP dCDP
dUDP dCMP
dUMP
TMP合酶
N5, N10-甲烯FH4 FH2 FH2还原酶
FH4 NADP+ NADPH+H+
dUMP
dTMP
脱氧胸苷一磷酸
• 2. 从头合成的调节 ATP + CO2+ 谷氨酰胺
H
O
C HN CH2
CN
CH
COOH
H
氨甲酰天冬氨酸
二氢乳清酸
脱羧酶
O
NAD+
O
HN
C
磷酸核糖转移酶 HN
C
NADH+H+
C
N
C
COOH
R-5’-P
PPi
PRPP
C
N
C
COOH
H
乳清酸核苷酸OMP
乳清酸
胞嘧啶核苷酸的合成
尿苷酸激酶 ATP ADP
UDP 二磷酸核苷激酶
CTP合成酶
UTP
ATP ADP
氨
谷氨酰胺
嘧啶核苷酸的代谢终产物
嘧啶核苷酸的代谢终产物嘧啶核苷酸是人体内重要的代谢产物之一，被广泛应用于医学、生物学以及食品工业等领域，并为生命科学研究提供了重要的实验基础。
然而，嘧啶核苷酸在人体内会经历不同的代谢途径，最终生成一系列代谢产物，在维持人体生理功能中也具有重要作用。
本文将从化学、生理学等多个角度，详细介绍嘧啶核苷酸的代谢过程及其代谢终产物。
1.嘧啶核苷酸的化学结构及代谢途径嘧啶核苷酸是由嘧啶、脱氧核糖以及磷酸基团组成的核苷酸，在人体内存在大量的嘧啶核苷酸衍生物，例如脱氧尿嘧啶、胸腺嘧啶、脱氧胸腺嘧啶等。
嘧啶核苷酸的代谢途径主要包括两个方面：核苷酸合成代谢和核苷酸降解代谢。
其中核苷酸合成代谢主要涉及到脱氧胸腺嘧啶酸合成途径、尿嘧啶酸代谢途径以及胸腺嘧啶酸合成途径。
核苷酸降解代谢则涉及到脱氧尿嘧啶代谢和胸腺嘧啶代谢等途径。
2.1脱氧胸腺嘧啶酸脱氧胸腺嘧啶酸是嘧啶核苷酸合成的最后一步，是一种嘧啶核苷酸的合成酶活性中心。
在人体内，脱氧胸腺嘧啶酸可以通过三个途径合成：德氏酶途径、甲基转移途径和脱水酶途径。
脱氧胸腺嘧啶酸的主要作用是维持人体内的嘧啶核苷酸含量，同时参与RNA和DNA等生物大分子的合成。
2.2尿嘧啶酸尿嘧啶酸是一种弱酸性物质，与嘧啶核苷酸合成有一定关系。
在正常情况下，尿嘧啶酸通过重要的代谢途径得到转化：尿嘧啶脱氧酶途径和吲哚乙酰胺途径。
尿嘧啶酸的代谢关系密切相关，在人体内主要参与排泄系统中尿液的形成，并对胃肠道系统中铅和汞等重金属的清除有正面作用。
胸腺嘧啶酸在人体内代表着嘧啶核苷酸代谢最终的降解步骤。
它是通过由二核苷酸酰化酶介导的反应过程得到释放的。
在这个过程中，胸腺嘧啶酸会被分解为乙酰丙酮、二氧嘧啶以及甲酰胺等产物。
胸腺嘧啶酸的代谢可以排除体内多余的嘧啶核苷酸，从而维护代谢平衡，同时还能在胃肠道系统中参与对B族维生素的吸收和利用。
脱氧尿嘧啶在人体内的代表是尿嘧啶代谢中的最后一个步骤。
它是通过脱氧尿嘧啶酶介导的氧化反应得到释放的。
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-
A
氨基甲酸天冬氨酸
从头合成的调节
UMP
PRPP
-
嘌呤核苷酸 ATP + 5’-磷酸核糖 嘧啶核苷酸
UTP
CTP
(三) 嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶磷酸核糖转移酶
嘧啶 + PRPP
(U,T, O) 尿苷激酶
磷酸嘧啶核苷 + PPi
尿嘧啶核苷 + ATP 胸腺嘧啶核苷 + ATP
UMP +ADP
胸苷激酶
以UMP形式掺入RNA
3.叶酸类似物 氨蝶呤及甲氨蝶呤，竞争性抑制二氢叶酸还原酶， 抑制了四氢叶酸的生成，干扰了一碳单位代谢， 从而抑制了TMP的合成，进而影响DNA的合成。
氮杂丝氨酸 UTP
抑 制
CTP
甲氨蝶呤 dUMP dTMP
4、核苷类似物：阿糖胞苷、环胞苷
阿糖胞苷 CDP dCDP
PA RT 0 3
嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
Those who adhere to the principles of wisdom, have right attitudes, and true to their words and discharge their duties with responsibility are loved by people.
2ADP+Pi
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
(二) 嘧啶核苷酸的从头合成
氨基甲酰磷酸酶Ⅰ、Ⅱ的区别 CPS—Ⅰ
分布 氮源
CPS—Ⅱ 胞液（所有细胞） 谷氨酰胺
肝细胞线粒体中 氨
变构激活剂 功能
N-乙酰谷氨酸 尿素合成
无 嘧啶合成
(二) 嘧啶核苷酸的从头合成
(二) 嘧啶核苷酸的从头合成
胞嘧啶核苷酸 (CTP)的合成
尿苷酸激酶 ATP ADP
UDP
二磷酸核苷激酶
ATP ADP
UTP
CTP合成酶 谷氨酰胺 ATP 谷氨酸 ADP+Pi
(二) 嘧啶核苷酸的从头合成
UDP dTMP或 TMP的生成 CTP 核糖核苷酸还原酶 CDP
核苷酸酶
dUDP
dCDP TMP合酶
dCMP
脱氨酶
N5, N10-甲烯FH4 FH4
FH2
1
嘧啶核苷酸的合成
目录
4
2 3
嘧啶核苷酸的代谢 嘧啶＆嘌呤核苷酸差别 思考题
PA RT 0 1
嘧啶核苷酸的合成
(一) 嘧啶核苷酸的结构
2
1
(二) 嘧啶核苷酸的从头合成
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 成嘧啶核苷酸。 合成部位：主要是肝细胞胞液
嘧啶＆嘌呤核苷酸差别
PA RT 0 4
思考题
1.举出几种嘌呤与嘧啶抗代谢物的名称，举例说明抗代谢物具有抗肿瘤作用的机制
嘌呤、嘧啶抗代谢物：6－巯嘌呤，6-巯基鸟嘧 啶、5－氟尿嘧啶、8-氮杂鸟嘌呤……
6－巯嘌呤
5-氟尿嘧 啶
8-氮杂鸟嘌呤
1.举出几种嘌呤与嘧啶抗代谢物的名称，举例说明抗代谢物具有抗肿瘤作用的机制
2.举例说明核苷酸的基本生物学功能
• 活化中间代谢物。核苷酸可以作为多种活化辅酶 (NAD、NADP 等 ） 中间代谢物的载体。例如UDP葡萄糖 是合成糖原、糖蛋白的活性原料，CDP二酰基甘油是合 成磷脂的活性原料，S-腺苷甲硫氨酸是活性甲基的载体 等。ATP还可作为蛋白激酶反应中磷酸基团的供体。
嘧啶核苷酸的代谢
嘧啶核苷酸的分解代谢
嘧啶核苷酸的分解代谢 嘧啶分解后产生的 β-氨基酸可随尿排 出进一步代谢 食入含DNA丰富的食物、肿瘤病人 经放射线治疗或化学治疗后，尿中 β-氨基异丁酸排出量增多
下列关于嘧啶分解代谢的叙述中正确的一项是 A．产生尿酸 嘌呤核苷酸 B．引起通风 嘌呤核苷酸的分解代谢主要在 肝、小肠、及肾中进行 C．产生尿囊酸 尿酸是人体嘌呤分解代谢的终 D．需要黄嘌呤氧化酶 产物，水溶性较差 E．产生氨、CO2和β-氨基酸
嘧啶碱的元素来源：谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸
(二) 嘧啶核苷酸的从头合成
嘧啶合成的元素来源
Gln
氨基甲 酰磷酸
3 2
4
5
天冬氨酸
1 6
CO2
合成过程 (UMP,CTP,dTMP)
(二) 嘧啶核苷酸的从头合成
1.尿嘧啶核苷酸(UMP)的合成
谷氨酰胺 + CO2
氨基甲酰磷酸 合成酶II (CPS-II) 2ATP
1.举出几种嘌呤与嘧啶抗代谢物的名称，举例说明抗代谢物具有抗肿瘤作用的机制
杀敌一千 自损八百
由于癌细胞的主要特性是快速分裂，故以上抗代谢物由于其阻止 核苷酸的代谢、合成，减缓甚至阻滞癌细胞的增殖的作用而成为 治疗癌症的重要药物。但多数药物在对抗癌细胞的同时无法区分 正常组织细胞，故仍然对人体有害。
TMP +ADP
(三) 嘌呤核苷酸的补救合成
腺嘌呤+PRPP
腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (ARPT)
AMP+PPi
次黄嘌呤/鸟嘌呤 +PRPP
次黄嘌呤/鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (HGRPT) AMP + ADP
IMP/GMP+PPi
腺嘌呤核苷 ATP
腺苷激酶
可见嘧啶核苷酸的补救合成途径与嘌呤核苷酸类似
PA RT 0 2
6-巯嘌呤是嘌呤拮抗药，为嘌 呤核苷酸合成抑制剂。 在体内，经次黄嘌呤－鸟苷酸 （HGPRT）的催化，6－MP首 先转变成硫代肌苷酸，后者阻 止肌苷酸转变为腺苷酸和鸟苷 酸，从而干扰嘌呤代谢、阻碍 DNA合成，使肿瘤细胞不能增 殖。 6－MP→次黄嘌呤－鸟苷酸酶 →硫代肌苷酸→阻止肌苷酸转 变为腺苷酸和鸟苷酸。这种药 物对S期细胞及其他期细胞有 效。临床主要用于儿童急性淋 巴母细胞性白血病的维持治疗， 亦用于治疗急性或慢性非淋巴 细胞性白血。
1.举出几种嘌呤与嘧啶抗代谢物的名称，举例说明抗代谢物具有抗肿瘤作用的机制
5-氟尿嘧啶结构与胸腺 嘧啶相似，本身并无生物学活 性，必须在体内转变成一磷酸 脱氧氟尿嘧啶核苷（FdUMP） 及三磷酸氟尿嘧啶核苷（FUTP） 后才能发挥作用。FdUMP是胸 苷酸合酶的抑制剂：FUTP可以 掺入RNA分子以破坏RNA的结 构与功能。 其抗肿瘤谱广，对多种肿 瘤尤其是对消化道癌症和乳腺 癌疗效较好。临床用于治疗食 道癌、胃癌、结肠癌、直肠癌、 胰腺癌及肝癌，也可用于治疗 卵巢癌、子宫癌、鼻咽癌、膀 胱癌及前列腺癌等。 常参与组成几种联合治疗 方案，是重要的抗癌药物之一。 局部应用其软膏剂，治疗恶变 前皮肤角化和表浅基底细胞瘤， 但不用于浸润性皮肤癌。
• 二磷酸尿苷葡糖 uridine diphosphate glucose
• 一般简称UDP-萄糖或UDPG等。系广泛分布于微生物、 动植物细胞内的核苷酸糖的一种，在UDP-葡萄糖焦磷 酸化酶（UDP glucose pyrophosphor－ylase， EC 2.7.7.9）的作用下由UTP和1-磷酸-α－D-葡糖 生物合成。在生物体内，当各种苷、寡糖、多糖的生物 合成时用作葡萄糖的供体。此外，在单糖的互变或糠醛 酸生成时作为重要的中间产物，而在碳主要在肝进 行 嘧啶碱的分解产物均易溶于水
嘧啶核苷酸的抗代谢物也是嘧啶氨基酸叶酸等的类似物
1.嘧啶类似物 5-氟尿嘧啶（5-FU）
嘧啶核苷酸的抗代谢物
2、氨基酸类似物
氮杂丝氨酸结构与谷氨酰胺相似， 可抑制CTP的合成
FdUMP 5-氟尿嘧啶 （5-FU） FUTP
胸苷酸合酶抑制剂 阻断dTMP合成
THX!
体内能量的利用形式。ATP是细胞的主要 能量形式。此外GTP等也可以提供能量。
2.举例说明核苷酸的基本生物学功能
组成辅酶。例如腺苷酸可作 为多种 辅 酶 （ FAD、CoA等)的 组成成分。黄素腺嘌呤二核苷 酸，又称活性型维生素B2、核 黄素-5'-腺苷二磷酸，是糖代谢 三羧酸循环中的一种重要黄素 辅基，一些脱氢酶以它为辅基 ，维生素B2是它的活性基团。 FAD是一种比NAD和NADP更强 的氧化剂，能参与两个连续的 电子传递或同时发生的两个电 子的传递。黄素，A指腺嘌呤， D是指二核苷酸。
2.举例说明核苷酸的基本生物学功能
2.体内能量的利用形式 1.作为核酸合成的原料 3.参与代谢和生理调节
4.组成辅酶
5.活化中间代谢物
2.举例说明核苷酸的基本生物学功能
1
作为核酸合成的原 料，这是核苷酸最 主要的功能。
2
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。例如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。
FH2还原酶
NADP+
NADPH+H+
dUMP
脱氧胸苷一磷酸 dTMP
(二) 嘧啶核苷酸的从头合成
一碳单位的功能
作为嘌呤和嘧啶的合成原料
• N10-CHO-FH4为嘌呤合成提供C2与 C8 • N5,N10-CH2-FH4为胸腺嘧啶核苷酸 合成提供甲基
**把氨基酸代谢和核苷酸代谢联系 起来
B
ATP + CO2+ 谷氨酰胺 哺乳动 CPS-II 物 氨基甲酰磷酸 天冬氨酸