第十四章：核酸的降解和核苷酸的生物合成(本与专)
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核酸降解和核苷酸代谢
R-5'-P
R-5'-P
5-氨基咪唑-4-羧酸 核苷酸（CAIR）
5-氨基咪唑核苷酸 （AIR）
甲酰甘氨咪核苷酸 （FGAM）
O
C
HO
C
C H2N
N Asp
H2O
ATP
CH
N
合成酶
R-5'-PFra bibliotekCOOH OC
HC N C H
CH2
C
H2N COOH
延胡索酸 N
CH
N
裂解酶
R-5'-P
O
C
H2N
C
C H2N
二、嘌呤核苷酸的降解
AMP
GMP
嘌呤核苷酸的结构
AMP GMP
H(I) 黄嘌呤氧化酶
（次黄嘌呤）
X
G
（黄嘌呤）
黄嘌呤 氧化酶
嘌呤碱的最终 代谢产物
腺嘌呤脱氨酶含量极少 腺苷脱氨酶和腺苷酸脱氨酶活性较高
腺嘌呤脱氨基主要在 核苷和核苷酸水平
鸟嘌呤脱氨酶分布广
鸟嘌呤脱氨基主要 在碱基水平
嘌呤类在核苷酸、核苷和碱基三个水平上的降解
1. 从头合成途径
（1）尿嘧啶核苷酸的合成
2ATP 2ADP+Pi
Gln + HCO3氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ
(CPS-Ⅱ )
H2N C OPO3H2 + Glu
O
氨甲酰磷酸
CO2 + NH3 + H2O
2ATP N-乙酰谷氨酸
2ADP+Pi
氨基甲酰磷酸
Pi
线粒体
鸟氨酸
瓜氨酸
鸟氨酸循环
鸟氨酸
尿素
生物化学ii(苏维恒)核酸的降解与核苷酸代谢PPT课件
核苷酸的利用
核苷酸是细胞内重要的能源物质 和生物大分子合成的原料，可以 用于DNA和RNA的合成，以及作 为信号分子和代谢调节分子。
04
核苷酸代谢的调控
核苷酸合成与分解的平衡
80%
合成与分解的动态平衡
核苷酸在细胞内不断合成与分解 ，维持着动态平衡，以满足细胞 正常的代谢需求。
100%
合成途径
核苷酸主要通过嘌呤和嘧啶合成 的途径进行合成，这些途径需要 多种酶的参与和特定的前体物质 。
授课对象
生物科学、生物技术专业本科生
课程大纲
介绍核酸的组成、结构及其在生物体内的功能； 讲解核酸的降解途径，包括内切核酸酶、外切核 酸酶等的作用机制；深入探讨核苷酸的合成与分 解代谢，包括嘌呤、嘧啶核苷酸的合成与分解过 程。
讲师介绍
95% 85% 75% 50% 45%
0 10 20 30 40 5
随着基因组学、蛋白质组学和代谢组 学等技术的发展，核苷酸代谢的研究 将更加深入和全面。未来，核苷酸代 谢研究将更加注重跨学科的合作与交 流，综合运用多种技术手段，从多个 角度全面揭示核苷酸代谢的奥秘。
展望未来，核苷酸代谢研究将在疾病 诊断和治疗方面发挥越来越重要的作 用。针对核苷酸代谢异常引起的疾病 ，将开发出更加有效的药物和治疗方 法，为人类的健康事业做出更大的贡 献。同时，随着核苷酸代谢研究的深 入，人们对于生命的认识也将更加全 面和深入，为生命科学的发展注入新 的活力。
生物化学II(苏维恒)核酸的降 解与核苷酸代谢PPT课件
目
CONTENCT
录
• 引言 • 核酸的降解 • 核苷酸的代谢 • 核苷酸代谢的调控 • 核苷酸代谢异常与疾病 • 总结与展望
01
引言
核苷酸是细胞内重要的能源物质 和生物大分子合成的原料，可以 用于DNA和RNA的合成，以及作 为信号分子和代谢调节分子。
04
核苷酸代谢的调控
核苷酸合成与分解的平衡
80%
合成与分解的动态平衡
核苷酸在细胞内不断合成与分解 ，维持着动态平衡，以满足细胞 正常的代谢需求。
100%
合成途径
核苷酸主要通过嘌呤和嘧啶合成 的途径进行合成，这些途径需要 多种酶的参与和特定的前体物质 。
授课对象
生物科学、生物技术专业本科生
课程大纲
介绍核酸的组成、结构及其在生物体内的功能； 讲解核酸的降解途径，包括内切核酸酶、外切核 酸酶等的作用机制；深入探讨核苷酸的合成与分 解代谢，包括嘌呤、嘧啶核苷酸的合成与分解过 程。
讲师介绍
95% 85% 75% 50% 45%
0 10 20 30 40 5
随着基因组学、蛋白质组学和代谢组 学等技术的发展，核苷酸代谢的研究 将更加深入和全面。未来，核苷酸代 谢研究将更加注重跨学科的合作与交 流，综合运用多种技术手段，从多个 角度全面揭示核苷酸代谢的奥秘。
展望未来，核苷酸代谢研究将在疾病 诊断和治疗方面发挥越来越重要的作 用。针对核苷酸代谢异常引起的疾病 ，将开发出更加有效的药物和治疗方 法，为人类的健康事业做出更大的贡 献。同时，随着核苷酸代谢研究的深 入，人们对于生命的认识也将更加全 面和深入，为生命科学的发展注入新 的活力。
生物化学II(苏维恒)核酸的降 解与核苷酸代谢PPT课件
目
CONTENCT
录
• 引言 • 核酸的降解 • 核苷酸的代谢 • 核苷酸代谢的调控 • 核苷酸代谢异常与疾病 • 总结与展望
01
引言
最新王镜岩生化第三版考研课件 核酸的降解和核苷酸代谢-精品课件
最新王镜岩生化第三 版考研课件 核酸的降 解和核苷酸代谢-精品
课件
一、核酸和核苷酸的分解代谢 二、核苷酸的生物合成 三、辅酶核苷酸的生物合成
提要
人－－尿酸， 家畜－－尿囊素 硬骨鱼－－尿囊酸， 两栖类－－尿素， 低等生物－－NH3。
二、核苷酸的生物合成
• （一）嘌呤核糖核苷酸的合成 • （二）嘧啶核糖核苷酸的合成 • （三）脱氧核糖核苷酸的合成
（一）烟酰胺核苷酸的合成 （二）黄素核苷酸的合成 （三）辅酶A的合成
（二）黄素核苷酸的合成
• 1）FMN的生成：黄素激酶 • 核黄素＋ ATP－－－－FMN＋ ADP • 2）FAD生成：FAD焦磷酸化酶 • FMN＋ ATP－－－FAD＋ Ppi
（三）辅酶A的合成
• 1）在泛酸激酶催化下 • 泛酸＋ ATP－－－4－P－泛酸＋ADP • 2）在合成酶催化下 • 4－P－泛酸＋Cys－－－4－P-泛酰半胱氨酸 • 3）脱羧酶脱去羧基 • 4－P-泛酰半胱氨酸－－－4－P-泛酰巯基乙胺 • 4）焦磷酸化酶催化 • 4－P-泛酰巯基乙胺＋ATP－－－CoA-SH ＋ PPi
• 5－P－R-PPi ＋Gln
5－P-核糖胺＋
Glu
H2O
PPi
• 5、在氨基咪唑核苷酸合成酶催化，
• 甲酰甘氨咪核苷酸闭环生成5－N-咪唑核苷酸
• 甲酰甘氨酰胺核苷酸
5－N-咪唑核苷酸
ATP
ADP＋Pi
2、腺嘌呤核苷酸的合成
• 在次黄嘌呤核苷酸的基础上，很快就形 成AMP。在合成过程中，抗菌素羽田杀 菌素能竞争性抑制腺苷琥珀酸合成酶。 因为羽田杀菌素的结构与Asp相似。理 论上有抗癌作用，但也因其毒性未能使 用。
从次黄嘌呤合成腺嘌呤
课件
一、核酸和核苷酸的分解代谢 二、核苷酸的生物合成 三、辅酶核苷酸的生物合成
提要
人－－尿酸， 家畜－－尿囊素 硬骨鱼－－尿囊酸， 两栖类－－尿素， 低等生物－－NH3。
二、核苷酸的生物合成
• （一）嘌呤核糖核苷酸的合成 • （二）嘧啶核糖核苷酸的合成 • （三）脱氧核糖核苷酸的合成
（一）烟酰胺核苷酸的合成 （二）黄素核苷酸的合成 （三）辅酶A的合成
（二）黄素核苷酸的合成
• 1）FMN的生成：黄素激酶 • 核黄素＋ ATP－－－－FMN＋ ADP • 2）FAD生成：FAD焦磷酸化酶 • FMN＋ ATP－－－FAD＋ Ppi
（三）辅酶A的合成
• 1）在泛酸激酶催化下 • 泛酸＋ ATP－－－4－P－泛酸＋ADP • 2）在合成酶催化下 • 4－P－泛酸＋Cys－－－4－P-泛酰半胱氨酸 • 3）脱羧酶脱去羧基 • 4－P-泛酰半胱氨酸－－－4－P-泛酰巯基乙胺 • 4）焦磷酸化酶催化 • 4－P-泛酰巯基乙胺＋ATP－－－CoA-SH ＋ PPi
• 5－P－R-PPi ＋Gln
5－P-核糖胺＋
Glu
H2O
PPi
• 5、在氨基咪唑核苷酸合成酶催化，
• 甲酰甘氨咪核苷酸闭环生成5－N-咪唑核苷酸
• 甲酰甘氨酰胺核苷酸
5－N-咪唑核苷酸
ATP
ADP＋Pi
2、腺嘌呤核苷酸的合成
• 在次黄嘌呤核苷酸的基础上，很快就形 成AMP。在合成过程中，抗菌素羽田杀 菌素能竞争性抑制腺苷琥珀酸合成酶。 因为羽田杀菌素的结构与Asp相似。理 论上有抗癌作用，但也因其毒性未能使 用。
从次黄嘌呤合成腺嘌呤
核酸的生物合成与调控
核酸的生物合成与调控核酸是生命体内极其重要的生物大分子，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
它们在遗传信息的传递、表达以及细胞的各种生命活动中发挥着关键作用。
核酸的生物合成与调控是一个复杂而精密的过程，对于生物体的生长、发育、繁殖和适应环境变化都具有至关重要的意义。
DNA 的生物合成，也称为 DNA 复制，是细胞分裂过程中遗传信息传递的基础。
这一过程发生在细胞周期的 S 期，其基本特点是半保留复制，即新合成的 DNA 分子中，一条链来自亲代 DNA，另一条链是新合成的。
DNA 复制的过程十分复杂，涉及到多种酶和蛋白质的协同作用。
首先，解旋酶解开 DNA 双螺旋结构，使两条链分开成为单链。
然后，单链结合蛋白稳定单链 DNA，防止其重新形成双螺旋。
在复制的起始点，引发酶合成一段 RNA 引物，为 DNA 聚合酶提供起始位点。
DNA聚合酶沿着模板链以 5'到 3'的方向合成新的 DNA 链。
在这个过程中，前导链是连续合成的，而后随链则是不连续合成的，形成许多短的冈崎片段，最后由 DNA 连接酶将这些片段连接起来，形成完整的新链。
RNA 的生物合成主要包括转录过程。
转录是指以 DNA 为模板合成RNA 的过程。
根据所合成 RNA 的种类不同，可分为信使 RNA （mRNA）、核糖体 RNA（rRNA）和转运 RNA（tRNA）的转录。
转录过程同样需要多种酶和蛋白质的参与。
RNA 聚合酶结合到DNA 的特定区域，称为启动子，开始转录。
它沿着DNA 模板链移动，按照碱基互补配对原则合成 RNA 链。
与 DNA 复制不同的是，转录是不对称的，只以 DNA 双链中的一条链为模板。
而且，转录的产物在长度和序列上与模板 DNA 并不完全相同，因为在转录结束后，会对初级转录产物进行一系列的加工修饰，如剪接、加帽、加尾等，以形成成熟的 mRNA、rRNA 和 tRNA。
核酸的生物合成受到严格的调控，以确保细胞在不同的生理和环境条件下，能够精确地合成所需的核酸种类和数量。
第十四章核酸的生物合成 课件
DNA聚合酶的作用特点： 1. 模板：解开的 DNA双链 2. 催化底物 （dATP 、dGTP 、dCTP 、dTTP ）聚合 3. 形成3′,5′ 磷酸二酯键 4. 新链延长方向 5 / →3 / 5. 具核酸外切酶活性
①polⅠ：
原核DNA聚合酶
? 3′→5′外切酶活性，参与DNA修复校正 ? 5′→3′外切酶、聚合酶活性，
（一）DNA复制的基本原则
? 半保留复制 ? 复制起始点（ ori) ? 双向复制 ? 半不连续复制
半保留复制 semiconservative replication
A
T
G
C
A
T
A
T
C
G
T
A
T
A
A
T
G
C
A
T
G
C
A
T
A
T 亲代
C
G
T
A
T
A
A
T
G
C
子代
A
T
G
C
A
T
A
T
C
G
T
A
T
A
A
T
G
C
DNA半保留复制的实验
? 依赖RNA的DNA聚合酶功能 ? RNaseH 功能（水解 RNA-DNA 杂交链） ? 依赖DNA的DNA聚合酶功能
HIV生活史
三、DNA复制与端粒、端粒酶
(telomere 、telomerase) 端粒: 是由蛋白质和 DNA紧密结合的结构
端粒酶: 是一种自身携带模板 RNA 的逆转录酶
粒
3' ----
AGC C AAAACCCCAAAA CA A
①polⅠ：
原核DNA聚合酶
? 3′→5′外切酶活性，参与DNA修复校正 ? 5′→3′外切酶、聚合酶活性，
（一）DNA复制的基本原则
? 半保留复制 ? 复制起始点（ ori) ? 双向复制 ? 半不连续复制
半保留复制 semiconservative replication
A
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C
DNA半保留复制的实验
? 依赖RNA的DNA聚合酶功能 ? RNaseH 功能（水解 RNA-DNA 杂交链） ? 依赖DNA的DNA聚合酶功能
HIV生活史
三、DNA复制与端粒、端粒酶
(telomere 、telomerase) 端粒: 是由蛋白质和 DNA紧密结合的结构
端粒酶: 是一种自身携带模板 RNA 的逆转录酶
粒
3' ----
AGC C AAAACCCCAAAA CA A
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由 CO2、天冬氨酸、甲酰四氢叶酸先后提供六 元环上的其他原子形成六元环，最后合成次黄 嘌呤核苷酸。
（2）由IMP转化为AMP和GMP的过程
2、补救合成途径 核苷酸也可以由嘌呤碱基或嘌呤核苷合成，称之为 补救合成途径。
（1）由嘌呤和PRPP生成： 腺嘌呤+PRPP→AMP+PPi 次黄嘌呤+PRPP→IMP+PPi 鸟嘌呤+PRPP→GMP+PPi
第十四章 核酸的降解和 核苷酸的生物合成
第 一 部 分
概 论
核苷酸的重要性：
① 作为合成核酸的原料：如用ATP，GTP，CTP， UTP合成RNA，用dATP，dGTP，dCTP，dTTP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。
1、 从头合啶核苷酸的生物合成途径要点：
嘧啶核苷酸的合成主要先组装嘧啶环，然后再与磷 酸核糖结合。 该过程首先是形成乳清酸（嘧啶环结构）。
5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)也是嘧啶核苷酸合成中 磷酸核糖的供体，。
（2）胞嘧啶核苷酸（CTP）的合成：
从头合成途径受AMP和GMP的反馈抑制，第一步 转酰胺酶受二者抑制，分枝后的第一步只受自 身抑制。从头合成与补救途径之间有平衡。
先天缺乏次黄嘌呤- 鸟嘌呤磷酸核糖转移酶称 为莱-纳二氏综合症，X染色体隐性遗传。
患者尿酸和PRPP水平高，从头合成加速，导致 痛风和自残。 正常大脑中次黄嘌呤 - 鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 活力高，而从头合成酶活力低，对补救途径依 赖较大。 别嘌呤醇可降低尿酸浓度，但不能降低PRPP浓 度，不能防止自残。
非特异性的磷酸单酯酶能作用于一切核苷酸。 特异性核苷酸酶： 3/-核苷酸酶或5/-核苷酸酶。
2、核苷的降解
在核甘酶的作用下：
18.1.3 嘌呤的降解 不同种类的生物分解嘌呤碱的酶系不一 样，因而代谢产物各不相同。
嘌呤的分解还可以在核苷（酸）的水平上进行。
18.1.4 嘧啶的降解
不同种类的生物对嘧啶的分解过程不一样。
（2）由核苷生成
嘌呤核苷酸合成的调节
PRPP PRPP酰胺转移酶 5-磷酸核糖胺
次黄苷酸 腺苷琥珀酸合成酶 腺苷酸 次黄嘌呤核苷酸脱氢酶 鸟苷酸
18.2.2 嘧啶核苷酸的合成 与嘌呤核苷酸不同，在合成嘧啶核苷酸时首先形 成嘧啶环，再与磷酸核糖结合成为乳清苷酸，然 后生成尿嘧啶核苷酸。其他嘧啶核苷酸则由尿嘧 啶核苷酸转变而成。
二、分解代谢与合成代谢的单向性 虽然酶促反应是可逆的，但在生物体内， 代谢过程是单向的。一些关键部位的代 谢是由不同的酶催化正反应和逆反应的。 这样可使两种反应都处于热力学的有利 状态。。
一般酮酸脱羧的反应、激酶催化的反应、 羧化反应等都是不可逆的。这些反应常 受到严密调控，成为关键步骤
三、能量的代谢 （一）ATP是通用的能量载体 （二）NADPH以还原力的形式携带能量 （三）ATP、还原力和构造单元用于生物合 成
非特异的磷酸二酯酶 特异的磷酸二酯酶
如：蛇毒磷酸二酯酶，牛脾磷酸二酯酶。
3、 核酸内切酶 核酸内切酶特异地水解多核苷酸内部的键， 它们是特异性较强的磷酸二酯酶。
4、限制性核酸内切酶 在细菌细胞内存在一类能识别并水解外源双 链DNA的核酸内切酶。
18.1.2核苷酸的降解
1、核苷酸的降解
第 三 部 分 核 苷 酸 的 合 成
18.2
核苷酸的生物合成
嘌呤核糖核苷酸的合成
18.2.1
生物体内不是先合成嘌呤碱，再与核糖和磷酸结合 成核苷酸，而是从 5-磷酸核糖焦磷酸开始，经过一 系列酶促反应，生成次黄嘌呤核苷酸，然后再转变 为其他嘌呤核苷酸。
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。
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，胆胺或甘油二酯，用腺苷携带蛋氨酸 （SAM）等。
第 二 部 分 核 酸 的 分 解
核酸的分解过程
核酸
核苷酸
核苷+磷酸
碱基+戊糖
18.1 核酸的的分解代谢 18.1.1 核酸的降解 作用于核酸的磷酸二酯键酶称为核酸酶。 1、 DNA酶和RNA酶 2、 核酸外切酶 核酸外切酶作用于核酸链的一端，逐个水解下核 苷酸。
（二）核酸与代谢的关系： 核酸不是重要的碳源、氮源和能源， 但核酸通过控制蛋白质的合成可影响细 胞的组成成分和代谢类型。 许多核苷酸在代谢中起着重要作用， 如ATP、辅酶等。另一方面，核酸的代谢 也受其他物质，特别是蛋白质的影响。
（三）各种物质在代谢中是彼此影响、相 互转化和密切联系的。 三羧酸循环不仅是各种物质共同的代 谢途径，而且是他们互相联系的渠道。
UMP
UTP CTP合成酶 CTP
18.3 脱氧核糖核苷酸的生物合成
植物体中核苷酸向脱氧核糖核苷酸的转化 了解甚少，但在动物和细菌中还原作用通 常是在核苷二磷酸水平上发生的。
18.2.1 核糖核苷二磷酸的还原过程
18.2.2 脱氧胸腺嘧啶核苷酸(dTMP)的形成： 1、以dUMP为原料，合成dTMP。 （1）dUMP的生成
（１）次黄嘌呤核苷酸（IMP）的合成
第一阶段
第二阶段
由嘌呤环合成过程总图可概括以下要点：
嘌呤核苷酸的合成特点是首先直接形成次 黄嘌呤核苷酸（亦称肌苷酸）。 5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）是核苷酸中 磷酸核糖部分的供体。
嘌呤的各个原子是在PRPP的C-1位置上逐渐加 上去的。 在 5- 磷酸核糖胺的氨基位置，由甘氨酸、甲酰 四氢叶酸、谷氨酰胺先后提供C和N原子形成嘌 呤的咪唑环。
说明：由UTP（三磷酸水平）转变为CTP。
2、 补救合成途径
（1） 尿嘧啶补救途径：
①与5-磷酸核糖焦磷酸反应：
②先产生尿嘧啶核苷，再生成尿嘧啶核苷酸：
（2）胞嘧啶的补救合成途径
嘧啶核苷酸生物合成的调节
CO2+ATP+谷氨酰胺 胺甲酰磷酸合成酶 胺甲酰磷酸 ASP 天冬氨酸转氨甲酰酶
胺甲酰天冬氨酸
2、补救合成途径:
TMP的生物合成概括为：
18.4（脱氧）核苷酸转变为多磷酸（脱氧）核苷酸
四种（脱氧）核苷酸一磷酸在四种（脱氧）核苷酸一磷酸 激酶的作用下转化为（脱氧）核苷二磷酸。
核苷二磷酸与核苷三磷酸可在核苷二磷酸激酶下相互转化。
各种核苷酸合成与转化的相互关系：
第 四 部 分 代 谢 的 联 系
一、代谢网络 （一）糖、脂和蛋白质的关系：通过6－磷 酸葡萄糖、丙酮酸和乙酰辅酶A三个中间 物相互联系。脂类中的甘油、糖类和蛋 白质之间可互相转化
脂肪酸在植物和微生物体内可通过乙醛酸 循环由乙酰辅酶A合成琥珀酸，然后转变 为糖类或蛋白质，而动物体内不存在乙 醛酸循环，一般不能由乙酰辅酶A生成糖 和蛋白质。
（2）由IMP转化为AMP和GMP的过程
2、补救合成途径 核苷酸也可以由嘌呤碱基或嘌呤核苷合成，称之为 补救合成途径。
（1）由嘌呤和PRPP生成： 腺嘌呤+PRPP→AMP+PPi 次黄嘌呤+PRPP→IMP+PPi 鸟嘌呤+PRPP→GMP+PPi
第十四章 核酸的降解和 核苷酸的生物合成
第 一 部 分
概 论
核苷酸的重要性：
① 作为合成核酸的原料：如用ATP，GTP，CTP， UTP合成RNA，用dATP，dGTP，dCTP，dTTP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。
1、 从头合啶核苷酸的生物合成途径要点：
嘧啶核苷酸的合成主要先组装嘧啶环，然后再与磷 酸核糖结合。 该过程首先是形成乳清酸（嘧啶环结构）。
5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)也是嘧啶核苷酸合成中 磷酸核糖的供体，。
（2）胞嘧啶核苷酸（CTP）的合成：
从头合成途径受AMP和GMP的反馈抑制，第一步 转酰胺酶受二者抑制，分枝后的第一步只受自 身抑制。从头合成与补救途径之间有平衡。
先天缺乏次黄嘌呤- 鸟嘌呤磷酸核糖转移酶称 为莱-纳二氏综合症，X染色体隐性遗传。
患者尿酸和PRPP水平高，从头合成加速，导致 痛风和自残。 正常大脑中次黄嘌呤 - 鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 活力高，而从头合成酶活力低，对补救途径依 赖较大。 别嘌呤醇可降低尿酸浓度，但不能降低PRPP浓 度，不能防止自残。
非特异性的磷酸单酯酶能作用于一切核苷酸。 特异性核苷酸酶： 3/-核苷酸酶或5/-核苷酸酶。
2、核苷的降解
在核甘酶的作用下：
18.1.3 嘌呤的降解 不同种类的生物分解嘌呤碱的酶系不一 样，因而代谢产物各不相同。
嘌呤的分解还可以在核苷（酸）的水平上进行。
18.1.4 嘧啶的降解
不同种类的生物对嘧啶的分解过程不一样。
（2）由核苷生成
嘌呤核苷酸合成的调节
PRPP PRPP酰胺转移酶 5-磷酸核糖胺
次黄苷酸 腺苷琥珀酸合成酶 腺苷酸 次黄嘌呤核苷酸脱氢酶 鸟苷酸
18.2.2 嘧啶核苷酸的合成 与嘌呤核苷酸不同，在合成嘧啶核苷酸时首先形 成嘧啶环，再与磷酸核糖结合成为乳清苷酸，然 后生成尿嘧啶核苷酸。其他嘧啶核苷酸则由尿嘧 啶核苷酸转变而成。
二、分解代谢与合成代谢的单向性 虽然酶促反应是可逆的，但在生物体内， 代谢过程是单向的。一些关键部位的代 谢是由不同的酶催化正反应和逆反应的。 这样可使两种反应都处于热力学的有利 状态。。
一般酮酸脱羧的反应、激酶催化的反应、 羧化反应等都是不可逆的。这些反应常 受到严密调控，成为关键步骤
三、能量的代谢 （一）ATP是通用的能量载体 （二）NADPH以还原力的形式携带能量 （三）ATP、还原力和构造单元用于生物合 成
非特异的磷酸二酯酶 特异的磷酸二酯酶
如：蛇毒磷酸二酯酶，牛脾磷酸二酯酶。
3、 核酸内切酶 核酸内切酶特异地水解多核苷酸内部的键， 它们是特异性较强的磷酸二酯酶。
4、限制性核酸内切酶 在细菌细胞内存在一类能识别并水解外源双 链DNA的核酸内切酶。
18.1.2核苷酸的降解
1、核苷酸的降解
第 三 部 分 核 苷 酸 的 合 成
18.2
核苷酸的生物合成
嘌呤核糖核苷酸的合成
18.2.1
生物体内不是先合成嘌呤碱，再与核糖和磷酸结合 成核苷酸，而是从 5-磷酸核糖焦磷酸开始，经过一 系列酶促反应，生成次黄嘌呤核苷酸，然后再转变 为其他嘌呤核苷酸。
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。
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，胆胺或甘油二酯，用腺苷携带蛋氨酸 （SAM）等。
第 二 部 分 核 酸 的 分 解
核酸的分解过程
核酸
核苷酸
核苷+磷酸
碱基+戊糖
18.1 核酸的的分解代谢 18.1.1 核酸的降解 作用于核酸的磷酸二酯键酶称为核酸酶。 1、 DNA酶和RNA酶 2、 核酸外切酶 核酸外切酶作用于核酸链的一端，逐个水解下核 苷酸。
（二）核酸与代谢的关系： 核酸不是重要的碳源、氮源和能源， 但核酸通过控制蛋白质的合成可影响细 胞的组成成分和代谢类型。 许多核苷酸在代谢中起着重要作用， 如ATP、辅酶等。另一方面，核酸的代谢 也受其他物质，特别是蛋白质的影响。
（三）各种物质在代谢中是彼此影响、相 互转化和密切联系的。 三羧酸循环不仅是各种物质共同的代 谢途径，而且是他们互相联系的渠道。
UMP
UTP CTP合成酶 CTP
18.3 脱氧核糖核苷酸的生物合成
植物体中核苷酸向脱氧核糖核苷酸的转化 了解甚少，但在动物和细菌中还原作用通 常是在核苷二磷酸水平上发生的。
18.2.1 核糖核苷二磷酸的还原过程
18.2.2 脱氧胸腺嘧啶核苷酸(dTMP)的形成： 1、以dUMP为原料，合成dTMP。 （1）dUMP的生成
（１）次黄嘌呤核苷酸（IMP）的合成
第一阶段
第二阶段
由嘌呤环合成过程总图可概括以下要点：
嘌呤核苷酸的合成特点是首先直接形成次 黄嘌呤核苷酸（亦称肌苷酸）。 5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）是核苷酸中 磷酸核糖部分的供体。
嘌呤的各个原子是在PRPP的C-1位置上逐渐加 上去的。 在 5- 磷酸核糖胺的氨基位置，由甘氨酸、甲酰 四氢叶酸、谷氨酰胺先后提供C和N原子形成嘌 呤的咪唑环。
说明：由UTP（三磷酸水平）转变为CTP。
2、 补救合成途径
（1） 尿嘧啶补救途径：
①与5-磷酸核糖焦磷酸反应：
②先产生尿嘧啶核苷，再生成尿嘧啶核苷酸：
（2）胞嘧啶的补救合成途径
嘧啶核苷酸生物合成的调节
CO2+ATP+谷氨酰胺 胺甲酰磷酸合成酶 胺甲酰磷酸 ASP 天冬氨酸转氨甲酰酶
胺甲酰天冬氨酸
2、补救合成途径:
TMP的生物合成概括为：
18.4（脱氧）核苷酸转变为多磷酸（脱氧）核苷酸
四种（脱氧）核苷酸一磷酸在四种（脱氧）核苷酸一磷酸 激酶的作用下转化为（脱氧）核苷二磷酸。
核苷二磷酸与核苷三磷酸可在核苷二磷酸激酶下相互转化。
各种核苷酸合成与转化的相互关系：
第 四 部 分 代 谢 的 联 系
一、代谢网络 （一）糖、脂和蛋白质的关系：通过6－磷 酸葡萄糖、丙酮酸和乙酰辅酶A三个中间 物相互联系。脂类中的甘油、糖类和蛋 白质之间可互相转化
脂肪酸在植物和微生物体内可通过乙醛酸 循环由乙酰辅酶A合成琥珀酸，然后转变 为糖类或蛋白质，而动物体内不存在乙 醛酸循环，一般不能由乙酰辅酶A生成糖 和蛋白质。