12.4+核苷酸的分解代谢 (1)

脱氧核糖 Deoxy-ribose
嘌呤碱 Purin (pu)
腺嘌呤（ 腺嘌呤（Ade） ） 鸟嘌呤（ 鸟嘌呤（Gua） ）
嘧啶碱 Pyrimidine (py)
胸腺嘧啶 (Thy) 尿嘧啶(Ura) 尿嘧啶 胞嘧啶 (Cyt)
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核苷酸的生理功能
作为核酸合成的原料 衍生物是许多物质合成的活化中间物，例如UDPG 衍生物是许多物质合成的活化中间物，例如UDPG 体内能量的利用形式 ATP：主要形式； ATP：主要形式； GTP：蛋白质合成； GTP：蛋白质合成； UTP：糖原合成； UTP：糖原合成； CTP：磷脂合成； CTP：磷脂合成； 腺苷酸是组成辅酶的成分（NAD，NADP，FAD，CoA） 腺苷酸是组成辅酶的成分（NAD，NADP，FAD，CoA） 参与代谢调节， 参与代谢调节，如cAMP
谷氨酰胺(酰胺基 谷氨酰胺 酰胺基) 酰胺基 甘氨当中站, 谷氮、一碳坐两边, 甘氨当中站 谷氮、一碳坐两边 左上天冬氨， 左上天冬氨，CO2头上顶
9
磷酸戊糖途径 中合成
①该途径在胞液中进行； 该途径在胞液中进行；
磷酸核糖为起始 ②以5-磷酸核糖为起始 物，逐步增加原子生 成次黄嘌呤核苷酸 IMP）。 （IMP）。
次黄嘌呤-鸟嘌呤 次黄嘌呤 鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶
次黄嘌呤核苷酸 PPi
HGPRT活性高 活性高
(HGPRT)
鸟嘌呤
腺嘌呤磷酸核糖转移酶
鸟嘌呤核苷酸
来自百度文库
腺嘌呤
（APRT） ）
腺嘌呤核苷酸
APRT活性低 活性低
14
15
（三）嘧啶核苷酸 的从头合成 • 原料：氨甲酰磷酸 原料： 和天冬氨酸 • 先合成嘧啶环，再与磷酸核糖基团结合，于嘌呤 先合成嘧啶环，再与磷酸核糖基团结合， 嘧啶环 核苷酸的从头合成途径不同。 核苷酸的从头合成途径不同。 • 第一个嘧啶环是乳清酸，第一个嘧啶核苷酸是乳 第一个嘧啶环是乳清酸，第一个嘧啶核苷酸是乳 清酸核苷酸； 清酸核苷酸； 尿嘧啶核苷酸， • 再脱羧形成尿嘧啶核苷酸，转化成其他嘧啶核苷 再脱羧形成尿嘧啶核苷酸 转化成其他嘧啶核苷 酸。
3
核酸的酶促降解
核酸酶
核酸
核苷酸
核苷酸酶
磷酸
核苷
核苷酶
嘧啶 / 嘌呤
核糖 / 脱氧核糖
氧化分解，提供能量
4
嘌呤的分解
P345
核苷酸酶和核 苷磷酸化酶 腺嘌呤脱氨酶 腺嘌呤核苷 腺嘌呤核苷和腺嘌呤 次黄嘌呤 脱氨基 核苷酶 黄嘌呤 次黄嘌 氧化酶 次黄嘌 呤核苷 呤核苷 酸 黄嘌呤和尿酸
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嘌呤代谢的终产物 尿酸 灵长类，短毛狗，鸟类、爬虫类、 灵长类，短毛狗，鸟类、爬虫类、软体动 海鞘类、 物、海鞘类、昆虫 哺乳动物（灵长类除外）、腹足类 哺乳动物（灵长类除外）、腹足类 ）、 硬骨鱼 大多数鱼类、两栖类、 大多数鱼类、两栖类、淡水瓣鳃类 甲壳类、 甲壳类、咸水瓣鳃类
12.4
核苷酸的分解代谢
核苷酸的降解 嘌呤的降解 嘧啶的降解
5.1 核酸的种类和分布
核酸 Nucleic Acid (Polynucleotide chain) 核苷酸 Nucleotide
磷酸 Phosphate
核苷 Nucleoside) 含氮碱基 Base
戊糖 Pentose
核糖 Ribose
核糖核苷酸还原酶
NDP TDP
dNDP dTDP
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利用体内游离的碱基和核苷经过简单的反应过程, 利用体内游离的碱基和核苷经过简单的反应过程, 游离的碱基和核苷经过简单的反应过程 合成核苷酸。 合成核苷酸。
8
（一）嘌呤核苷酸 的从头合成
CO2
甘氨酸
C
6
7
N
8C
Asp 甲酰基 (一碳单位 一碳单位) 一碳单位
N1 C
2
C
5 4
N
3
C
9 N
甲炔基 一碳单位) (一碳单位)
尿囊素 尿囊酸 尿素 氨
6
12.5
核苷酸的生物合成
7
所有生物均能合成核苷酸 从头合成途径（核苷酸） 从头合成途径（核苷酸）
以磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等物质为 磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO 原料，经过一系列酶促反应合成核苷酸的过程。 原料，经过一系列酶促反应合成核苷酸的过程。
补救合成途径
IMP出发再合成 出发再合成腺 ③从IMP出发再合成腺 嘌呤核苷酸（AMP） 嘌呤核苷酸（AMP） 和鸟嘌呤核苷酸 （GMP）。 GMP）
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腺苷酸激酶
AMP
ATP
ADP
ADP
腺苷酸激酶 ATP ADP
ATP
鸟苷酸激酶
GMP
ATP
GDP
ADP
鸟苷酸激酶 ATP ADP
GTP
在激酶的作用下， ATP为磷酸供体 AMP和 为磷酸供体， ④在激酶的作用下，以ATP为磷酸供体， AMP和GMP 经过两步磷酸化反应，分别生成ATP和GTP。 经过两步磷酸化反应，分别生成ATP和GTP。 ATP
(1) 腺嘌呤与 磷酸核糖生成腺苷 腺嘌呤与1-磷酸核糖生成腺苷 再生成腺嘌呤核苷酸
腺嘌呤 + 1-磷酸核糖 磷酸核糖
核苷磷酸化酶
腺苷+Pi 腺苷
腺苷激酶
腺苷+ATP 腺苷
腺苷酸+ADP 腺苷酸
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嘌呤碱与5 磷酸核糖焦磷酸（PRPP） (2) 嘌呤碱与5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP） 直接合成嘌呤核苷酸 次黄嘌呤 PRPP
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CTP合成
• UMP UTP CTP
CMP、CDP可由CTP水解生成，但不能直接合成 CMP、CDP可由CTP水解生成，但不能直接合成
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（四） 嘧啶核苷酸 的补救合成
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（五）脱氧核苷酸 的合成 脱氧核苷酸（包括嘌呤脱氧核苷酸和嘧啶脱氧核苷酸） 脱氧核苷酸（包括嘌呤脱氧核苷酸和嘧啶脱氧核苷酸） 是由相应的核苷酸通过还原其核糖上2位羟基生成的。 是由相应的核苷酸通过还原其核糖上2位羟基生成的。 NDP
核糖核苷酸还原酶,Mg2+ 核糖核苷酸还原酶
dNDP
S S
还原型硫氧化 还原蛋白-(SH)2 还原蛋白
氧化型硫氧化 还原蛋白
NADP+
硫氧化还原蛋白还原酶 (FAD)
NADPH+H+
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催化核苷酸脱氧的均是核糖核苷酸还原酶。 催化核苷酸脱氧的均是核糖核苷酸还原酶。 核糖核苷酸还原酶 发生在二磷酸水平 发生在二磷酸水平 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸dTMP是尿嘧啶脱氧核糖核 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸dTMP是尿嘧啶脱氧核糖核 dTMP 苷酸dUMP的甲基化产物 苷酸dUMP的甲基化产物 dUMP
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嘌呤核苷酸的从头合成不是先单独合成嘌呤碱、 嘌呤核苷酸的从头合成不是先单独合成嘌呤碱、再与磷 酸核糖结合的，而是沿着核苷酸合成的途径进行的。 酸核糖结合的，而是沿着核苷酸合成的途径进行的。
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（二）嘌呤核苷酸 的补救合成途径
利用体内游离嘌呤或核苷， 利用体内游离嘌呤或核苷， 经过简单的反应， 经过简单的反应，合成嘌呤 核苷酸的过程。有两条途径。 核苷酸的过程。有两条途径。