核苷酸的合成分解68926
合集下载
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
12.4+核苷酸的分解代谢 (1)
16
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
17
（四） 嘧啶核苷酸 的补救合成
18
（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
NDP TDP
dNDP dTDP
20
Thanks！ Thanks！ Merry Christmas & happy new year!
IMP出发再合成 出ຫໍສະໝຸດ 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）
10
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
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
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
17
（四） 嘧啶核苷酸 的补救合成
18
（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
NDP TDP
dNDP dTDP
20
Thanks！ Thanks！ Merry Christmas & happy new year!
IMP出发再合成 出ຫໍສະໝຸດ 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）
10
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
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
生物化学 核苷酸代谢与核酸合成
合成核酸 需要的物质
核苷酸在细胞内的合成有两条基本途径：
从头合成途径 补救作用
（一）嘌呤核苷酸的从头合成
生物体合成嘌呤环的前体有以下5种： √ 碳氢盐或CO2、甲酸盐、Gln、Asp、Gly。
生物体不是先合成嘌呤碱基，再与核糖和磷酸结 合成核苷酸。 而是从5-P-核糖焦磷酸（5-PRPP）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。
RNA指导的DNA合成 Reverse transcription 1970年Temin和Baltimore，同时分别从致癌RNA病 毒中发现反转录酶。 反转录酶以RNA为模板，合成与RNA互补的DNA （cDNA）。
二 RNA的生物合成
(一) 转录 transcription
DNA指导下的RNA合成。DNA分子中的遗传信息 转移到RNA分子中的过程。 转录产物：mRNA、rRNA、tRNA及小RNA。
主要差别
多起点复制，复制子小而多； 复制叉移动速度慢，但复制速度快； 冈崎片段为100-200nt； DNA聚合酶α 、β 、γ 、δ 、ε 、θ 、λ 、μ 等； 复制周期不可重叠； 复制时末端会缩短，需要端粒酶解决线形DNA末端 复制问题。
（二）DNA的损伤和修复
1 DNA损伤的产生
DNA复制时的碱基错误配对。 一些物理化学因素如紫外线、电离辐射和化学诱 变剂等，能使DNA受到损伤。 细胞具有一系列机制，能在一定条件下使DNA的 损伤得到修复。
promotor +1 转录起始位点
转录区
（4） 转录过程
/show/c8gMgGQ-XF_m2nF5.html 起始： RNA聚合酶（全酶）与DNA上的启动子结合 RNA聚合酶向下游移动，到特定位置开始解链， 形成转录泡 转录起点加入第一个核苷酸
10 核苷酸的分解和合成代谢
核苷酸代谢LOGO目录1核苷酸的生物合成2核苷酸的分解代谢3核苷酸的异常代谢核苷酸的主要生理功能l合成 DNA、RNA 的原料。
l生物体的直接供能物质：主要为 ATPl某些核苷酸的衍生物是多种生物合成过程的活性中间物质: UDP-葡萄糖，CDP-甘油二酯等。
l环核苷酸 cAMP 与 cGMP 作为信息分子。
l AMP是某些辅酶（NAD+、NADP+、FAD、辅酶A）的组成成分。
核苷酸的代谢动态核苷酸食物核酸生物合成组织核酸NTP 组织核酸某些辅酶 活性中间物质cAMP 与 cGMP核苷酸的生物合成l从头合成(de novo synthesis)途径：利用简单物质为原料，经过一系列酶促反应(复杂过程)，合成核苷酸。
l补救合成(或重新利用，salvage pathway)途径：利用体内游离的碱基或核苷(现成原料)，经过比较简单的反应过程，合成核苷酸。
核苷酸的从头合成途径l嘌呤类在磷酸核糖焦磷酸PRPP (核糖-5-P的活化态)的基础上逐步构建嘌呤环(次黄嘌呤核苷酸IMP)。
l嘧啶类则是先形成尿嘧啶后再与PRPP连接。
从头合成可分为两个阶段：l先形成IMPl再转化为AMP和GMP 来自磷酸戊糖途径嘌呤核苷酸从头合成途径5-磷酸核糖焦磷酸的合成l IMP合成的直接起始物是PRPP (构建载体)嘌呤环合成元素来源 (同位素标记)l 尿酸是首个被发现的嘌呤化合物（Karl Scheele等，1776年，尿液和肾结石）l John Buchanan等在1950s以碳、氮同位素标记化合物饲喂鸽子，并通过分离及降解其排泄的尿酸以追踪这些同位素在嘌呤环中的分布。
甲酸盐由N 10-甲酰四氢叶酸提供合成原料：天谷甘碳碳1：从头合成途径从头合成是体内嘌呤核苷酸合成的主要途径l原料：磷酸核糖、氨基酸（甘氨酸、天冬氨酸、谷 氨酰胺）、CO2 及一碳单位l部位：胞液Step1IMP合成（11步反应）① 在谷氨酰胺 - 磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶的作用下，由 1st 个 Gln 以 -NH2 形式引入N9，连接在核糖的 C1 位上；l脱下 PP i之后的核糖衍生物由 α-构型转变为 β-构型；l5-磷酸核糖胺很不稳定， pH 7.5 时的半衰期仅为30s。
最新第八章核苷酸的生物合成-精品课件
乙醛酸循环→TCA
第三页，编辑于星期一：点 十三分。
二 嘌呤和嘧啶的分解
（一）嘌呤的分解
嘌呤代谢的终产物
尿酸
灵长类，短毛狗，鸟类、爬虫类、软体动物、海 鞘类、昆虫
尿囊素
尿囊酸
尿素
氨
哺乳动物（灵长类除外）、腹足类 硬骨鱼 大多数鱼类、两栖类、淡水瓣鳃类
甲壳类、咸水瓣鳃类
鸟嘌呤/黄嘌呤 蜘蛛、猪
第四页，编辑于星期一：点 十三分。
•过程
1. IMP的合成 2. AMP和GMP的生成
第十四页，编辑于星期一：点 十三分。
PP-1-R-5-P
（磷酸核糖焦磷酸）
AMP ATP PRPP合成酶
R-5-P
（5-磷酸核糖）
谷氨酰胺 酰胺转移酶
谷氨酸
H2N-1-R-5´-P
（5´-磷酸核糖胺）
IMP
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
脱氧胸苷一磷酸
dTMP
第三十一页，编辑于星期一：点 十三分。
•从头合成的调节
- ATP + CO2+ 谷氨酰胺
氨基甲酰磷酸
天冬氨酸 -
氨基甲酸天冬氨酸
UMP
PRPP
- 嘌呤核苷酸
ATP + 5-磷酸核糖
于星期一：点 十三分。
第三十三页，编辑于星期一：点 十三分。
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)
核苷酸的合成分解课件
起始因子
翻译起始阶段需要多种起始因子 参与，如eIF1、eIF2等，它们可 以促进翻译起始复合物的形成。
终止因子
翻译终止阶段需要多种终止因子 参与，如eRF1、eRF3等，它们可 以识别并水解翻译终止密码子， 从而终止翻译过程。
06
CATALOGUE
核苷酸代谢异常与疾病
嘌呤核苷酸代谢异常与痛风症
应生成。
03
脱氧核苷酸的种类
脱氧核苷酸包括腺嘌呤脱氧核苷酸（dAMP）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（
dGMP）、胞嘧啶脱氧核苷酸（dCMP）和尿嘧啶脱氧核苷酸（dUMP
）。
核糖核苷酸的合成
核糖的形成
核糖是核糖核苷酸的重要组成成分，可以通过糖苷酸的合成途径
核糖核苷酸主要通过核糖与碱基合成核糖核苷，再经过酶 促合成反应生成。
详细描述
核苷酸代谢异常可能影响神经细胞的发育和 功能，导致神经系统疾病的发生。此外，核 苷酸代谢异常也可能影响免疫系统的正常功 能，导致免疫系统疾病的发展。
THANKS
感谢观看
核苷酸的合成分 解课件
目 录
• 核苷酸简介 • 核苷酸的合成 • 核苷酸的分解代谢 • 核苷酸代谢与能量生成 • 核苷酸代谢的调节 • 核苷酸代谢异常与疾病
01
CATALOGUE
核苷酸简介
核苷酸的组成
核苷酸由磷酸、戊糖 和碱基组成。
碱基分为嘌呤和嘧啶 ，与戊糖通过糖苷键 连接。
戊糖分为核糖和脱氧 核糖，分别构成RNA 和DNA。
核苷酸代谢与GTP生成
总结词
核苷酸通过氧化磷酸化作用生成GTP，其中IMP是GMP和GDP的活化形式。
详细描述
在核苷酸代谢过程中，GTP的生成主要通过氧化磷酸化作用。首先，IMP被活化 成GMP和GDP，这个过程需要鸟苷酸激酶的催化。然后，GMP和GDP在鸟苷 酸环化酶的作用下生成GTP。GTP是能量载体，可以用于合成ATP。
第九章 核酸降解与核苷酸代谢
三、核苷酸的合成
从头合成途径 补救合成途径
利用磷酸核糖、AA头合成 嘌呤原料：
特点： 从PRPP开始， 在PRPP上添加原 料合成嘌呤。首 先合成IMP，进而 合成AMP和GMP。
PRPP：5-P-核糖-1-焦磷酸
（5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸）PRPP合成酶 （5-磷酸核糖）
第九章 核酸降解与核苷酸代谢
核酸的分解 核苷酸的降解 核苷酸的合成
一、核酸降解
核酸（RNA及DNA）
核酸酶
核苷酸
核苷酸酶
核苷
碱基
核苷或磷酸化酶
磷酸
戊糖或1-P戊糖
二、核苷酸的降解
1. 嘌呤—尿酸—尿囊素—尿囊酸—尿素—NH3
（人、灵长类 鸟、爬） （植物）
2.尿嘧啶——NH3+CO2＋β -丙氨酸 胸腺嘧啶——NH3+CO2＋β -氨基异丁酸
PRPP
AMP ATP
R-5-P
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
（5´-磷酸核糖胺）
H2N-1-R-5´-P
AMP
IMP GMP
（二）嘧啶核苷酸的从头合成
嘧啶原料： 特点： 先闭合形成含 有嘧啶环的乳清 酸，然后与PRPP 分子结合生成UMP ，CMP。
18-核苷酸的代谢和生物合成
酶：甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶
(glycinamide ribotide transformylase)
结果：生成C8
23
二、核苷酸的生物合成
24
二、核苷酸的生物合成
为什么说C8是由甲酸盐供给的？
传递一碳单位的辅酶
甲酸
酶 ATP
四氢叶酸 甲酰基
N10-甲酰
甘氨酰胺 核苷酸
四氢叶酸
25
二、核苷酸的生物合成
痛风：由于体内嘌呤代谢紊乱引致尿酸 过多（血尿酸含量 > 7mg％） 药物：别嘌呤醇
机理：抑制黄嘌呤氧化酶，使得黄嘌呤 和次黄嘌呤不能氧化成尿酸，血 尿酸含量降低
8
一、核酸和核苷酸的分解代谢
其它哺乳类动物以尿囊素作为嘌呤 代谢的排泄物
尿酸 + 2H2O + O2
尿酸氧化酶
尿囊素 + CO2 + H2O2
（phosphoribosyl pyrophosphokinase）
次黄嘌呤核苷酸（I）的合成共有十步反应
第一阶段：形成嘌呤碱基的咪唑环 第二阶段：完成嘌呤环形成次黄嘌呤核苷酸
18
二、核苷酸的生物合成
第一阶段：形成嘌呤碱基的咪唑环
第一步：形成5-磷酸核糖胺
5-PRPP + Gln + H2O 转酰胺酶 5-磷酸核糖胺+ Glu + PPi
31
二、核苷酸的生物合成
第七步：形成5-氨基咪唑- 4- (N-琥珀基) 氨甲酰核苷酸
5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸 +天冬氨酸 合成酶 ATP 5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酰)氨甲酰核苷酸
酶：氨基咪唑琥珀基氨甲酰核苷酸合成酶
(5-aminoimidazole-4-(N-succino)-carbo xamide ribotide synthetase）
《生物化学》第十一章
脱氧核苷酸的生成过程
四种 dNTP 的合成水平受到反 馈调节，同时保持 dNTP 的适 当比例也是细胞正常生长所必 需的。
糖核苷酸还原酶的活性对脱氧 核糖核苷酸的水平起着决定作 用。各种 dNTP 通过变构效应 调节不同脱氧核糖核苷酸生成。
- 21 -
过渡页
Transition Page
第二节 核苷酸的分解代谢
嘧啶环合成原料来源
- 15 -
第一节
核苷酸的合成代谢 二、嘧啶核苷酸的合成代谢
整个过程可大致分为两个阶段： 首先合成尿嘧啶核苷酸（UMP），然 后再转变为胞嘧啶核苷酸（CTP）或脱 氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）。
- 16 -
第一节
核苷酸的合成代谢 二、嘧啶核苷酸的合成代谢
1．UMP 的合成
在胞液中，谷氨酰胺和CO2在氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ的催化下，由ATP供能， 反应生成氨基甲酰磷酸。氨基甲酰磷酸又在天冬氨酸氨基甲酰基转移酶催化下， 将氨基甲酰基转移到天冬氨酸的氨基上生成氨甲酰天冬氨酸。
当体内核酸大量分解（白血病、恶性肿瘤等）或食入高 嘌呤食物时，血中尿酸水平升高，当超过0.48 mmol/L时， 尿酸盐将过饱合而形成结晶，沉积于关节、软组织、软 骨及肾等处，而导致关节炎、尿路结石及肾疾患，称为 痛风症。痛风症常见于成年男性，发病机理并不明确， 可能与嘌呤核苷酸代谢酶缺乏有关。
足痛风示意图
- 27 -
第二节
核苷酸的分解代谢 三、嘧啶核苷酸的分解代谢
胞嘧啶首先脱氨基转变为尿嘧啶。尿嘧啶和胸腺嘧啶则先在二氢嘧啶脱氢酶的催化下， 由 NADPH＋H＋供氢，分别还原为二氢尿嘧啶和二氢胸腺嘧啶。二氢嘧啶酶催化嘧啶 环水解，分别生成 β- 丙氨酸和 β- 氨基异丁酸。β- 丙氨酸和β-氨基异丁酸可继续分解代 谢。β- 氨基异丁酸也可以随尿排出体外。
核苷酸代谢(生物化学课件)
甘氨酰胺核苷酸(GAR)
合成酶
H2C-NH-CHO
ATP
H2C-NH-CHO
AIR合成酶
O=C-NH
Mg2+ Gln Glu
R 5/ P
HN=C-NH
R 5/ P
Mg2+ ATP ADP
Pi
甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR) 甲酰甘氨脒核苷酸(FGAM)
O
HC N CH
羧化酶
HO-C
N CH
合成酶
H2N C N
氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ
CO2 +谷氨酰胺
(CPS-Ⅱ)
NH2 C=O
2×ATP 2×(ADP+Pi) 谷氨酸 O-PO32-
氨基甲酰磷酸
天冬氨酸氨基 甲酰转移酶
Asp Pi
O
O
HO-C NH2
CH2
二氢乳清酸酶
HN
NADP+
NADPH+H+
脱氢酶
C
H2O O N COOH
O N COOH
H
O
H
HN
氨基甲酰天冬氨酸
腺嘌呤 + PRPP APRT AMP + PPi
次黄嘌呤 + PRPP HGPRT IMP + PPi
鸟嘌呤 + PRPP 腺嘌呤核苷
HGPRT 腺苷激酶
GMP + PPi AMP
ATP ADP
4.补救合成的特点
(1) 节省从头合成时的能量和氨基酸。 (2) 某些组织器官如脑、骨髓等主要是进行补救合成。
部位 肝是主要合成器官，其次是小肠和胸腺；而脑、 骨髓则很难进行此途径。
嘌呤环的C、N原子来自谷氨酰胺、天冬氨酸、一碳单
生物化学-第十章-核苷酸代谢
临床特点
嘌呤产生和排谢过多
遗传类型
x-染色体连锁隐性 遗传
1．嘌呤核苷酸代谢障碍
Lesch-Nyhan HGPRT 综合征
嘌呤产生排泄多,脑性瘫痪、 x-染色体连锁隐性 自毁容貌症 遗传
免疫缺陷症, ①腺苷脱氨酶
②嘌呤核苷磷酸化酶 肾结石 黄嘌呤尿 APRT 黄嘌呤氧化酶
遗传缺陷
T、B细胞免疫缺陷，脱氧腺 苷尿症、骨骼发育异常 T细胞缺陷，肌苷尿、低尿 酸血症
（5-磷酸核糖）PRPP合成酶
（磷酸核糖焦磷酸
）
2. IMP合成过程
（磷酸核糖焦磷酸）
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
PP-1-R-5-P
（5´-磷酸核糖胺）
H2N-1-R-5´-P
IMP
IMP生成详细反应过程
3.AMP和GMP的生成
谷氨酰胺 + HCO3氨基甲酰磷 酸合成酶II
2ATP
2ADP+Pi
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
2. 胞嘧啶核苷酸的合成
尿苷酸激酶 ATP ADP 二磷酸核苷激酶 ATP ADP
UMP
UDP
UTP
CTP合成酶 谷氨酰胺 ATP 谷氨酸 ADP+Pi
CTP
●
从头合成途径的特点
①参与合成的酶大多数在胞液中,个别在线粒体。
②首先合成尿嘧啶环，再与磷酸核糖连接生成尿嘧
啶核苷酸。
③由UMP合成GMP。
（二） 嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶 + PRPP
嘧啶磷酸核糖转移酶
磷酸嘧啶核苷 + PPi
尿嘧啶核苷 + ATP
核苷酸代谢
第一节 核苷酸的合成代谢
• 从头合成途径：利用CO2、甲酸盐、Gln、 Asp和Gly等小分子物质来合成，不经过碱 基、核苷的中间阶段
• 补救合成途径：利用体内游离的碱基或核 苷合成核苷酸
核苷酸代谢最新
• 一、嘌呤核苷酸的合成 （一）嘌呤核的来源
核苷酸代谢最新
• （二）嘌呤核苷酸的合成——AMP、GMP 1.从头合成—主要方式 嘌呤碱的合成是从5-磷酸核糖焦磷酸
Lesch-Nyhan综合症属于性连锁隐性遗传疾病，患者 各器官、组织中HGPRT（其结构基因位于X染色体）缺 乏。
一般情况下，脑组织中嘌呤核苷酸从头合成所需的 PRPP酰胺转移酶活性极低，而补救合成所需的HGPRT 活性较高，因此，脑组织基本依靠补救合成生成IMP和 GMP。
但Lesch-Nyhan综合症患者，由于脑组织中HGPRT 缺失，使次黄嘌呤、鸟嘌呤经补救合成生成IMP、GMP 受阻，嘌呤过多则进入分解途径生成尿酸，引起高尿酸 血症，最终导致中枢神经系统发育障碍，患者智力缺陷， 具攻击性行为，又称自毁容貌征。
（PRPP）开始，经过一系列酶促反应，先 生成IMP，然后再转变成AMP和GMP。 （1）IMP的合成 （2）AMP和GMP的合成
核苷酸代谢最新
核苷酸代谢最新
核苷酸代谢最新
• （3）从头合成的调节 嘌呤核苷酸的从头合成主要控制点有3个： ①磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶受终产物IMP、 AMP和GMP所抑制， ②腺苷酸琥珀酸合成酶受终产物AMP抑制， ③次黄嘌呤核苷酸脱氢酶受终产物GMP抑制。
核苷酸代谢最新
• （一）嘌呤的分解代谢
H2O
NH3
腺苷酸
次黄苷酸
H2O
核苷酸脱氨酶 H2O
核苷酸酶
黄苷酸
• 从头合成途径：利用CO2、甲酸盐、Gln、 Asp和Gly等小分子物质来合成，不经过碱 基、核苷的中间阶段
• 补救合成途径：利用体内游离的碱基或核 苷合成核苷酸
核苷酸代谢最新
• 一、嘌呤核苷酸的合成 （一）嘌呤核的来源
核苷酸代谢最新
• （二）嘌呤核苷酸的合成——AMP、GMP 1.从头合成—主要方式 嘌呤碱的合成是从5-磷酸核糖焦磷酸
Lesch-Nyhan综合症属于性连锁隐性遗传疾病，患者 各器官、组织中HGPRT（其结构基因位于X染色体）缺 乏。
一般情况下，脑组织中嘌呤核苷酸从头合成所需的 PRPP酰胺转移酶活性极低，而补救合成所需的HGPRT 活性较高，因此，脑组织基本依靠补救合成生成IMP和 GMP。
但Lesch-Nyhan综合症患者，由于脑组织中HGPRT 缺失，使次黄嘌呤、鸟嘌呤经补救合成生成IMP、GMP 受阻，嘌呤过多则进入分解途径生成尿酸，引起高尿酸 血症，最终导致中枢神经系统发育障碍，患者智力缺陷， 具攻击性行为，又称自毁容貌征。
（PRPP）开始，经过一系列酶促反应，先 生成IMP，然后再转变成AMP和GMP。 （1）IMP的合成 （2）AMP和GMP的合成
核苷酸代谢最新
核苷酸代谢最新
核苷酸代谢最新
• （3）从头合成的调节 嘌呤核苷酸的从头合成主要控制点有3个： ①磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶受终产物IMP、 AMP和GMP所抑制， ②腺苷酸琥珀酸合成酶受终产物AMP抑制， ③次黄嘌呤核苷酸脱氢酶受终产物GMP抑制。
核苷酸代谢最新
• （一）嘌呤的分解代谢
H2O
NH3
腺苷酸
次黄苷酸
H2O
核苷酸脱氨酶 H2O
核苷酸酶
黄苷酸
核苷酸的合成分解【共31张PPT】
NM P ATP NDP
ATP
NTP
N： 代表 A、 G、C、U 作为合成RNA的原料
五、脱氧核苷酸的合成
脱氧核糖核苷酸由核糖核苷 酸的二磷酸核苷水平上还原生 成
dTTP dTMP dUMP
NDP
NADPH+H+
NADP+
H2O
DNA合成原料
dNTP
dNDP
（A、G、C）
第二节 核苷酸的分解代谢
2ATP 2ADP+Pi
CO2+谷氨酰胺
氨基甲酰磷酸 天冬氨酸
乳清酸核苷酸 OMP
Pi PRPP
乳清酸
氨甲酰天冬氨酸
H2O 二氢乳清酸
CO2 尿嘧啶核苷酸（UMP）
2、CTP的合成
ATP
UMP
ATP
UDP
UTP
CTP
谷氨酸
谷氨酰胺
3、dTMP的合成
dUDP
(-)
一、嘌呤核苷酸的抗代谢物
Ｃ．脑组织
别嘌呤醇
D．骨髓组织
一、嘌呤核苷酸的从头合成
E. 小肠 嘧啶核苷 + ATP
嘧啶核苷酸 + ADP
UTP、CTP 、 GTP分别参与Gn、磷脂和Pr合成
嘧啶碱 + PRPP
嘧啶核苷酸
一、嘌呤核苷酸的从头合成
二、嘧啶核苷酸抗代谢物
别尿嘧嘌２啶呤←胞.醇下嘧啶 列原料在胸嘌腺嘧啶呤碱和嘧啶碱合成中均需要
（R） C（.dR）嘧啶核苷酸的从头合成
A / G / I + PRPP
AMP / GMP / IMP
8-氮杂鸟嘌呤等
D. FH2还原酶
嘧啶核苷酸的补救合成
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
13.3 核苷酸的生物合成
1.2 GMP和AMP的合成
GDP + Pi
Asp + GTP
IMP
腺苷酸代琥 珀酸合成酶
IMP脱氢酶
H2O + NAD+
NADH + H+
AMP-S
延胡索酸
腺苷酸代琥 珀酸裂解酶
AMP
XMP
鸟苷酸合成酶
GMP
Gln + ATP
Glu + AMP + PPi
8
Metabolism of Nucleotides
1. 嘌呤核苷酸的生物合成 先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP） 再由IMP生成AMP和GMP
4
Metabolism of Nucleotides
1.1 IMP的生物合成 首先在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下，消耗ATP，
由5-磷酸核糖合成PRPP（1-焦磷酸-5-磷酸核糖）； PRPP再经过多步反应，合成第一个嘌呤核苷酸—次黄
11
Metabolism of Nucleotides
2.2 胞嘧啶核苷酸的合成
12
Metabolism of Nucleotides
2.3 胸腺嘧啶核苷酸的合成
13
Metabolism of Nucleotides
嘧啶合成的元素来源
14
Metabolism of Nucleotides
15
Metabolism of Nucleotides
16
基础生物化学
Basic Biochemistry
Metabolism of Nucleotides
核苷酸的生物合成
2
Metabolism of Nucleotides
GDP + Pi
Asp + GTP
IMP
腺苷酸代琥 珀酸合成酶
IMP脱氢酶
H2O + NAD+
NADH + H+
AMP-S
延胡索酸
腺苷酸代琥 珀酸裂解酶
AMP
XMP
鸟苷酸合成酶
GMP
Gln + ATP
Glu + AMP + PPi
8
Metabolism of Nucleotides
1. 嘌呤核苷酸的生物合成 先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP） 再由IMP生成AMP和GMP
4
Metabolism of Nucleotides
1.1 IMP的生物合成 首先在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下，消耗ATP，
由5-磷酸核糖合成PRPP（1-焦磷酸-5-磷酸核糖）； PRPP再经过多步反应，合成第一个嘌呤核苷酸—次黄
11
Metabolism of Nucleotides
2.2 胞嘧啶核苷酸的合成
12
Metabolism of Nucleotides
2.3 胸腺嘧啶核苷酸的合成
13
Metabolism of Nucleotides
嘧啶合成的元素来源
14
Metabolism of Nucleotides
15
Metabolism of Nucleotides
16
基础生物化学
Basic Biochemistry
Metabolism of Nucleotides
核苷酸的生物合成
2
Metabolism of Nucleotides
核苷酸分解最终产物
核苷酸分解最终产物
核苷酸是有机物质中最重要的一类物质，它是生物体中最基本的基本单元，它在构成和维持生命活动中扮演者重要角色。
核苷酸分解作为生物体内分解合成物质过程中最重要的一种反应，它在生物体内产生多种有机物质，其最终产物也是非常丰富的。
本文将探讨核苷酸分解最终的产物，以及它们的作用和在生物体内的应用。
核苷酸分解的目的是将核苷酸结构打开，使其具有活性，与其他物质发生化学反应。
核苷酸的分解反应是由一种强力的酶进行的，它可以将核苷酸分解为磷酸根和糖类，如水杨酸，葡萄糖和糖类。
磷酸根是核苷酸分解最终产物之一，它主要有尿素，磷酸，磷酸二钠，磷酸三钠和磷酸钙等，它们都可以促进细胞的增殖和分裂，促进蛋白质的合成，参与酸性和碱性的交换，参与糖代谢，能量的释放，以及细胞内重要酵素的活性。
糖类是核苷酸分解最终产物之一，有水杨酸，葡萄糖，果糖，乳糖和其他多种糖类。
它们可以被细菌和其他生物体吸收，作为能量来源，被用于细胞内合成，参与糖代谢，促进营养物质的吸收，以及参与有机物质的运输。
核苷酸分解最终产物不仅对生物体有重要的作用，还可以在生化工程中使用。
它们可以被用于制备合成肽，促进蛋白质的合成，用于药物研发等。
例如，水杨酸可以用于合成胰岛素，葡萄糖可以用于制备抗细菌药物，磷酸钙可以用于制备骨病药物和激素。
总而言之，核酸分解最终产物对生物体有重要的作用，它们可以
作为能量来源，参与重要生物学反应，例如糖代谢，并可以被用于生物化学工程中。
因此，研究这些物质十分重要，能够帮助我们了解生物体更多的内容，从而为药物研发和生物技术的发展做出重要贡献。
2-核苷酸合成代谢
核苷酸的合成代谢---介绍核苷酸合成代谢特别是碱基的合成代谢⏹嘌呤核糖核苷酸的合成5-磷酸核糖焦磷酸开始逐步合成次黄嘌呤核苷酸转变为腺嘌呤核糖核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸●次黄嘌呤核苷酸合成甲酸盐天冬氨酸甘氨酸甲酸盐谷氨酰胺从头合成途径首先合成IMPAMPGMPIMP5-氨基咪唑核苷酸的合成5-磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨眯核苷酸5-氨基咪唑核苷酸磷酸核糖焦磷酸转酰氨酶甘氨酰胺核苷酸合成酶转甲酰基酶甲酰甘氨眯核苷酸合成酶氨基咪唑核苷酸合成酶形成次黄嘌呤核苷酸5-氨基咪唑核苷酸5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸5-氨基咪唑-4-(N-琥珀基)甲酰胺核苷酸5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核苷酸次黄嘌呤核苷酸氨基咪唑核苷酸羧化酶氨基咪唑琥珀基氨甲酰核苷酸合成酶腺苷酸琥珀酸裂解酶氨基咪唑氨甲酰核苷酸转甲酰基酶次黄嘌呤核苷酸合酶叶酸和四氢叶酸●来源：叶酸的分布较广，绿叶、肝、肾、菜花、酵母中含量较多，其次为牛肉、麦粒。
成人（18-）膳食推荐量400ug/d●结构：叶酸分子是蝶啶、对氨基苯甲酸与L-谷氨酸连接而成：2-氨基-4羟基-6-甲基蝶啶对氨基苯甲酸谷氨酸蝶酸叶酸叶酸和四氢叶酸●功能叶酸是除CO2以外所有氧化水平碳原子一碳单位载体，重要供体和受体。
四氢叶酸（THF）是其活性形式。
主要携带甲醛，甲酸。
●缺乏症•巨幼红细胞贫血•孕妇缺乏引起胎儿异常和先天疾病•引起高通行半胱氨酸症腺嘌呤和鸟嘌呤核糖核苷酸的合成腺苷酸琥珀酸裂解酶鸟嘌呤核苷酸合成酶●生物体内除以简单前体物质“从头合成”核苷酸外，可由碱基或核苷合成核苷酸，“补救途径”主要的补救途径：嘌呤碱与5-磷酸核糖焦磷酸在磷酸核糖转移酶催化作用下形成嘌呤核苷酸⏹嘌呤碱和核苷合成核糖核苷酸Pu嘌呤核苷嘌呤核苷酸核苷磷酸化酶核苷磷酸激酶R-1-P Pi ATP ADPAPRTAMP+PPi腺嘌呤+PRPP腺嘌呤磷酸核糖转移酶IMP+PPi次黄嘌呤+PRPP次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)鸟嘌呤+PRPPGMP+PPi(adenine phosohoribosyl transferase)(hypoxanthine-guanine phosohoribosyl transferase)人类该途径具重要的作用，大脑中腺嘌呤和次黄嘌呤核苷酸合成主要依赖该途径嘌呤核苷酸补救合成的生理意义●节约能量和一些氨基酸的消耗。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Pi
NH3
鸟嘌呤
黄嘌呤
黄嘌呤 氧化酶
痛风症
尿酸
AMP
Pi
NH3
次黄嘌呤
（-）
别 嘌
呤
醇
次黄嘌呤和别嘌呤醇
别嘌呤醇通过竞 争性抑制黄嘌呤 氧化酶而抑制尿 酸的生成
别嘌呤醇 次黄嘌呤
二、嘧啶核苷酸的分解代谢
NH3 尿嘧啶←胞嘧啶
胸腺嘧啶
β-脲基丙酸
β-脲基异丁酸
β-丙氨酸
β-氨基异丁酸
第三节 核苷酸的抗代谢物
E. 小肠
２.下列原料在嘌呤碱和嘧啶碱合成中均需要
Ａ．C02 C. Gln
B. Asp D. “ ~C ”
E. Gly
3. 需要PRPP提供R-5-P的途径是
A. 嘌呤核苷酸的从头合成
B. 嘌呤核苷酸的补救合成
C. 嘧啶核苷酸的从头合成
D. 嘧啶核苷酸的补救合成
E. 以上途径都需要
4. 核苷酸的脱氧还原是发生在下列水平上
第一节 核苷酸的合成代谢
两条合成途径
1.从头合成途径（肝、胸腺）：
R-5-P
aa “-C” CO2
（一系列酶促反应）
核苷酸
2 .补救合成途径（脑、骨髓）：
嘌呤或嘧啶碱 + R-5-P
核苷酸
磷酸核糖焦磷酸(PRPP)
一、嘌呤核苷酸的从头合成
合成特点：
一碳单位、 CO2、谷氨酰 胺、甘氨酸、天冬氨酸
核苷酸的合成分解68926
膳
蛋白质
食
核
蛋
核酸
白 DNA、RNA
核酸的消化吸收
单核苷酸
磷酸
核苷
戊糖
碱基
核糖 （R）
脱氧核糖 嘌呤碱 嘧啶碱 （dR） (A、G) (C、U、T)
核苷酸的功能
1. d NTP是合成DNA的原料 2. NTP是合成RNA的原料 3. UTP、CTP 、 GTP分别参与Gn、磷脂和Pr合成 4. ATP直接供能者 5. AMP参与合成多种辅酶： CoA、FAD、NAD+、NADP+ 6. cAMP、cGMP作为激素的第二信使
R-5-P → PRPP
嘌呤环 的原料
IMP
在PRPP的基础上各原料逐步合成嘌呤核苷酸
嘌呤核苷酸合成的基本过程
R-5-P
各种嘌呤环原料*
PRPP
IMP
AMP GMP
二、嘧啶核苷酸的从头合成
合成特点：
天冬氨酸 谷氨酰胺 CO2
PRPP
嘧啶环
UMP
先合成嘧啶环，再与PRPP作用生成UMP
嘧啶环合成的原料
*6-MP和Azas的抑制作用
（补救合成途径）
（从头合成途径）
AMP PRPP A
（-）
R-5-P
PRPP
IMP
（-）
6-MP
（-）
Gln
XMP
GMP
G
（-）
PRPP
Azas
二、嘧啶核苷酸抗代谢物
1. 嘧啶类似物 5-氟尿嘧啶（5-FU）
2. 叶酸类似物 氨基喋呤、氨甲喋呤
5-FU和氨基喋呤的抑制作用
抗代谢物作用原理
抗代谢物
竞争性抑制
正常代谢物
酶
阻断核酸、蛋白质合成
一、嘌呤核苷酸的抗代谢物
1. 嘌呤类似物 6-巯基嘌呤(6MP)、6-巯基鸟嘌呤、 8-氮杂鸟嘌呤等 其中6MP结构类似于次黄嘌呤
2. 氨基酸类似物 氮杂丝氨酸（Azas）、6-重氮-5-氧正亮氨酸等 其中Azas结构类似于谷氨酰胺
5-FU dUMP
5-FdUMP
(-)
dTMP合成酶
dTMP
N5, N10-CH2-FH4
FH2
FH2还原酶
-( )
氨基喋呤
核苷类似物
阿糖胞苷(Ara-C)
Ara-C
-( )
CDP
dCDP
dCTP
《核苷酸代谢》课堂练习
1. 补救合成途径主要在下列组织中进行
Ａ. 肝组织
Ｂ. 胸腺
Ｃ．脑组织
D．骨髓组织
NTP
N： 代表 A、 G、C、U 作为合成RNA的原料
五、脱氧核苷酸的合成
脱氧核糖核苷酸由核糖核 苷酸的二磷酸核苷水平上 还原生成
dTTP dTMP dUMP
NDP
NADPH+H+
NADP+ H2O
DNA合成原料
dNTP
dNDP
（A、G、C）
第二节 核苷酸的分解代谢
一、嘌呤核苷酸的分解代谢
GMP
FH2
dTMP
三、核苷酸的补救合成
嘌呤磷酸 核糖转移酶
A / G / I + PRPP
AMP / GMP / IMP
嘧啶磷酸
核糖转移酶
嘧啶碱 + PRPP
嘧啶核苷酸
嘧啶核苷
嘧啶核苷 + ATP
激酶
嘧啶核苷酸 + ADP
*正常肝组织胸苷激酶活性很低
四、三磷酸核苷的生成
NM P ATP NDP
ATP
谷氨酰胺
天
氨基甲酰磷酸
冬
CO2
氨 酸
嘧啶核苷酸合成的基本过程
天冬氨酸 谷氨酰胺 CO2
PRPP
② CTP
嘧啶环
UMP
①
③ dTMP
UMP——尿苷酸（一磷酸尿苷） CTP——三磷酸胞苷 dTMP——脱氧胸苷酸（一磷酸脱氧胸苷）
1、UMP的合成
（氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ）
CPS-Ⅱ
谷氨酰胺 + CO2
氨基甲酰磷酸 + 谷氨酸
A. 一磷酸核苷
B. 二磷酸核苷
C. 三磷酸核苷
D. 核苷
D. E. 核糖
5. dTMP的5C-CH3来自
A. N5,N10-CH2-FH4提供
B. N5-CH3. FH4提供
B. C. N5,N10-CH-FH4提供
C. N5, -CHO. FH4提供
C. E. N5,N10-CH2-FH4提供
2ATP 2ADP+Pi
CO2+谷氨酰胺
氨基甲酰磷酸 天冬氨酸
乳清酸核苷酸 OMP
Pi
PRPP 乳清酸
氨甲酰天冬氨酸
H2O 二氢乳清酸
CO2 尿嘧啶核苷酸（UMP）
2、CTP的合成
ATP
UMP
ATP
UDP
UTP
CTP
谷氨酸
谷氨酰胺
3、dTMP的合成
dUDP
还原
UDP
UMP
dUMP
N5，N10-甲烯基 FH4
6. 人体内嘌呤碱分解终产物为
A. 次黄嘌呤
B. 黄嘌呤
C. 尿酸
D. 腺嘌呤
E. 鸟嘌呤
7. 6MP可从下列环节抑制嘌呤核苷酸的合成
A. IMP → AMP
B. IMP → XMP
C. XMP → GMP
D. A + PRPP → AMP
D. E. G + PRPP → GMP
汇报结束
谢谢大家! 请各位批评指正