第08章.核苷酸代谢

二磷酸核苷的水平生成（dTMP除外）
O HO P O O
O P O O CH2 O
碱基
NADPH+H+
OHOH
O HO P O O
O P O O CH2
核糖核苷酸还原酶
碱基 O
NADP+ +H2O
OH H
NDP
核糖核苷酸还原酶
dNDP
(还原型) 硫氧化还原 蛋白-(SH) 2
硫氧化 S (氧化型) 还原蛋白 S
反馈调节
_ +
R-5-P PRPP合成酶 酰胺转移酶 PRPP _PRA ATP
_
_
腺苷酸代 琥珀酸
+
AMP ADP ATP GMP GDP GTP
IMP
+
_
XMP
交叉调节：
_
腺苷酸代 琥珀酸
AMP
ADP GDP
ATP GTP
IMP
GTP XMP
+
_
ATP
+GMP
GTP可以促进AMP的生成 ATP可以促进GMP的生成 意义：维持ATP与GTP浓度的平衡
体内嘌呤核苷酸 的分解代谢主要 在肝、小肠及肾 中进行。
次黄嘌呤核苷 inosine Pi 核苷磷酸化酶 nucleoside phosphorylase 核糖1’磷酸
OH N N N N H
鸟嘌呤核苷 guanosine Pi 核糖1’磷酸
N N H
核苷磷酸化酶 nucleoside phosphorylase
NADP+
硫氧化还原蛋白还原酶 （FAD）
NADPH+H+
核糖核苷酸还原酶的调节
CDP dCDP ATP UDP dUDP dTTP dCTP
GDP
dGDP
dGTP
ADP
dADP
dATP
抗代谢物
概念:在化学结构上与正常代谢物（底物或辅酶） 结构相似，具有竞争性拮抗正常代谢的物质。
机制:竞争性抑制或“以假乱真”方式干扰或阻
患者大多在未成年时死于感染和肾功能衰竭
自毁容貌综合征
嘌呤核苷酸的合成代谢

嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
NH3
NADPH GMP
NADP＋ NH3
腺苷酸代 琥珀酸
IMP
XMP
嘌呤核苷酸的合成代谢

脱氧（核糖）核苷酸的生成
在二磷酸核苷（NDP）的水平上直接还原 由核糖核苷酸还原酶催化 脱氧嘧啶核苷酸（dUDP、dCDP)也是在
核苷酸 H2O 核苷酸酶 Pi 核苷 核苷磷酸化酶 Pi R-1-P 嘌呤碱 氧化 尿酸 R-5-P PRPP 补救途径 磷酸戊糖途径
H2O
NH3
NADP+
NADPH + H+
AMP脱氨酶 AMP deaminase
GMP 还原酶 NH3 GMP reductase
AMP
H2O Pi
NH 2 N N N N-R
OH N N H2 N
次黄嘌呤
鸟嘌呤
OH N N N N H
OH N N H2 N N N H
次黄嘌呤 H2 0+NAD+ O2+H2O 黄嘌呤脱氢酶 xanthine dehydrogenase NADH+H+
N OH N OH N N H
鸟嘌呤
黄嘌呤氧化酶 xanthine oxidase
H2O
OH N N N N N SH N N H 6-巯基嘌呤 6-MP (6-MP)
N H 次黄嘌呤 hypoxanthine (H)
6-MP作用机制
补救合成途径
6-MP
HGPRT
酰胺转移酶
6-MP核苷酸 IMP转变为 AMP和GMP
从头合成途径
氨基酸类似物

主要有氮杂丝氨酸(AS)、 6-重氮-5-氧正亮氨酸等 化学结构与Gln相似
嘌呤(purine)
N
6 1 7 5 4
NH2 N N
8
N N
3
N N
腺嘌呤(adenine, A)
N H
2
O HN H2N N N N H
9
鸟嘌呤(guanine, G)
O
嘧啶(pyrimidine)
4 3
HN
5
CH3
N N
1
2
6
N H 胸腺嘧啶（thymine, T）
O
NH2 N O N H
？
“我们所研究出的生命核酸采取更为科学的 提取方法，直接从动物脏器中提取。DNA含量 高，纯度高，与人体同源性高。加上产品是口 服液，更易被人体肠胃所吸收和利用。”
核酸的消化与吸收
食物核蛋白 蛋白质
胃酸
核酸（RNA及DNA）
胰核酸酶
核苷酸
胰、肠核苷酸酶
核苷
降解
磷酸
核苷酶
碱基
戊糖
进入磷酸戊糖途径 或重新合成核酸
HOOC CH CH2 COOH NH 延胡索酸 N HN H2O N AMPS 裂解酶 N GTP R-5'-P AMPS 腺苷酸代琥珀酸 合成酶 （AMPS） NAD+ + H2O NADH + H+ HN O N H XMP O N N R-5'-P GMP Gln ATP GMP 合成酶 Glu HN H2N N O N N R-5'-P NH2 HN N N N R-5'-P AMP
Asp O HN N H IMP N N
R-5'-P
IMP脱氢酶 重要的中间产物， AMP和GMP的前体
ATP与GTP的生成 AMP
ATP ADP 激酶
GMP
激酶
ATP
ADP
ADP
底物水平磷酸化 或氧化磷酸化
GDP
激酶 ATP ADP
ATP
GTP
（4）合成特点：

在磷酸核糖分子上逐步合成，PRPP是 5-磷酸核糖的活性供体 先合成 IMP，再转变成 AMP或GMP。
H2O
鸟嘌呤脱氨酶 guanosine deaminase NH3

核苷酸的从头合成概况
5-磷酸核糖
Gln Gly 一碳单位 Gln CO2 Asp O2 + Gln 氨基甲酰磷酸 Asp 乳清酸
IMP
AMP ATP
UMP
UTP
dTMP CTP
分解代谢
核苷酸
核苷酸酶
核苷
核苷磷酸化酶
R-1-P
碱基
分解
补救合成
R-5-P
磷酸戊糖途径
嘌呤核苷酸的合成代谢

补救合成途径（salvage pathway）
合成部位: 胞液(脑、骨髓为主) 合成特点: 过程简单，耗能少。利用现成的碱基
或核苷合成核苷酸。
特异性酶:
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)
腺苷激酶

反应：
腺嘌呤 ＋ PRPP
APRT
AMP ＋ PPi IMP ＋ PPi GMP ＋ PPi AMP
第一节 嘌呤核苷酸代谢
Metabolism of Purine Nucleotides

合成代谢

从头合成：原料 补救合成
嘌呤核苷酸的相互转变
脱氧（核糖）核苷酸的生成

嘌呤核苷酸的抗代谢物

分解代谢：产物
一、嘌呤核苷酸的合成代谢

从头合成（de novo synthesis）
（1）合成部位 肝、小肠和胸腺的胞液。 并不是所有细胞都具有从头合成 嘌呤核苷酸的能力 （2）合成原料 天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、 一碳单位、CO2，5-磷酸核糖
核苷酸的生理功用


核酸合成的原料
细胞内能量的利用形式：如ATP


生理调节介质：cAMP、cGMP
辅酶的构成成分：FAD、NAD+、NADP＋


活化中间代谢物：UDPG、SAM
酶的变构调节剂：ATP、ADP、AMP等
“核酸 是人体 细胞中的 关键物质，补充外源核酸， 就能延年益寿，乃至“长 寿不老” ；补充DNA， 则细胞生长加快，人体机 能就充满活力。” 到底核酸口服液有无保健治疗效果
IMP的合成
O
IMP
H2O
PRPP
Gln 酰胺转移酶
FAICAR
HN N
N N
CHO-FH4
PRA
Gly ATP
AICAR
fumarate
GAR
N5,N10-CH-FH4
R 5` P SAICAR
H2O
Gln FGAR ATP FGAM ATP
AIR
CO2
Asp ATP
CAIR
IMP的合成过程
AMP与GMP的生成
IMP H O 2
核苷酸酶 nucleotidase Pi
N N N-R
GMP
H2O
核苷酸酶 nucleotidase H2O
核苷酸酶 nucleotidase
OH N N H2 N N N-R
NH3
N
Pi
OH
腺嘌呤核苷脱氨酶 adenosine deaminase 腺嘌呤核苷 （ADA） adenosine


消耗能量
提问： 合成IMP需 ？个ATP 合成AMP或GMP需 ？个ATP
（5）从头合成的调节：反馈调节；交叉调节

关键酶：PRPP合成酶、PRPP酰胺转移酶