核苷酸代谢
生物化学-核苷酸代谢
①二氢叶酸还原酶 ②核苷酸甘氨酰胺 （GAR）转甲酰酶 ③5-甲酰氨基咪唑4-甲酰胺核苷酸 （AICAR0转甲酰 酶
嘌呤核苷酸合成和 嘧啶核苷酸合成
氨蝶呤和甲 氨蝶呤
叶酸
①急性白血病 ②头颈部肿瘤 ③妊娠滋养细 胞瘤 ④成骨肉瘤 ⑤淋巴癌 ⑥肝癌 ⑦乳腺癌 ⑧卵巢癌
嘌呤核苷酸合成
部分核苷酸代谢类似物的临床应用
原 因
调节失常
遗传缺陷
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
氮杂丝氨酸 5-氨基咪唑-4甲酰胺核苷酸 腺嘌呤 次黄嘌呤 鸟嘌呤 甲酰甘氨咪 核苷酸
部分核苷酸代谢类似物的临床应用
药物名称 正常代谢物 治疗的疾病 ①白血病 ②自身免疫性病 ③妊娠滋养细胞肿 瘤 主要作用的酶 ①IMP脱氢酶 ②腺苷酸代琥珀 酸合成酶 黄嘌呤氧化酶 作用的代谢途径 嘌呤核苷酸合成 6-巯基嘌呤 嘌呤核苷酸
第二节 核酸的降解与核苷酸代谢
食物核蛋白
一、 核 酸 与 核 苷 酸 降 解
核苷酸代谢
（三）嘌呤核苷酸的合成代谢
从头合成与补救途径合成
1 ．从头合成途径：
通过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。
在临床上应用较多的嘌呤核苷酸类似物 主要是6-巯基嘌呤（6-MP）。6-MP的化学结 构与次黄嘌呤类似，因而可以抑制 IMP 转变 为AMP或GMP，从而干扰嘌呤核苷酸的合成。
4、嘌呤核苷酸的抗代谢物
（1）嘌呤类似物
6－巯基嘌呤（6－MP） 6－巯基鸟嘌呤 8－氮杂鸟嘌呤 结构类似次黄嘌呤 抑制核苷酸正常合成
嘧啶核苷酸的主要合成步骤为：
（1）尿苷酸（uridine monophosphate)的合成： 在氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ的催化下，以Gln， CO2，ATP为原料合成氨基甲酰磷酸。后者在天冬氨 酸转氨甲酰酶的催化下，转移一分子天冬氨酸，从 而合成氨甲酰天冬氨酸，然后再经脱氢、脱羧、环 化等反应，合成第一个嘧啶核苷酸，即UMP。乳清 酸是关键性的中间产物。(P321) Gln+CO2+2ATP 氨基甲酰磷酸＋Asp 氨甲酰天冬氨酸 二氢乳清 酸 乳清酸 UMP
由天冬氨酸提供氨基合成腺苷酸代琥珀酸
（AMP-S），然后裂解产生AMP；
IMP也可在IMP脱氢酶的催化下，以NAD+为
受氢体，脱氢氧化为黄苷酸（XMP），后者再
在鸟苷酸合成酶催化下，由谷氨酰胺提供氨基
合成鸟苷酸（GMP）。
（3）三磷酸嘌呤核苷的合成
P322
2、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：
生物化学之核苷酸代谢
生尿酸，同时补救途径不通会引起嘌呤核苷
酸从头合成速度增加，更加大量累积尿酸， 从而导致肾结石和痛风
3、脱氧核苷酸的生成
O P -P O N 核糖核苷酸还原酶 OH
硫 化 原 白 氧 还 蛋
CH2
O P -P CH2 O
N
OH NDP
SH
硫 化 原 白 氧 还 蛋
OH S S
H dNDP
SH 硫氧化还原蛋白还原酶 NADP NADP H
次黄嘌呤核苷酸 IMP
ATP和GTP的生成
HOOCCH CHCOOH 2 O C C N O OH OH C N N CH GTP Asp H N P O CH2 HC NH C C N O OH OH OH 腺苷酸代琥珀酸 OH C N N CH 延胡索酸 HC P O CH2 N O C N CH
Glu
P O CH2 OH
OH
OH
XMP
GMP
(Xanthosine monophosphate)
嘌呤核苷酸从头合成的调节
原则之一：满足需求，防止供过于求。
(-) (+) R-5-P
PRPP合 成 酶
(-) (+) PRPP (-) PAR (-) IMP XMP (-) GMP GDP GTP
次黄嘌呤
6-巯 基 嘌 呤 6MP (6-mercaptopurine)
SH
OH H N HC P O CH2 OH C C N O OH C N N CH H N HC P O CH2 OH
C C N O OH C N N CH
次 黄 嘌 呤 核 苷 酸 (IMP)
6-巯 基 嘌 呤 核 苷 酸
嘌呤核苷酸的抗代谢物-2
生物化学核苷酸代谢
生物化学核苷酸代谢核苷酸代谢是生物体内重要的生化过程，涉及到核酸合成、降解、修复、信号传递等多个方面。
核苷酸由碱基、糖和磷酸组成，其代谢在细胞中是高度调控和平衡的。
核苷酸合成主要通过转氨基树酸循环和核苷酸分子的合成反应进行。
在转氨基树酸循环中，核苷酸前体物质首先被转化为碱基，然后与多磷酸核糖（PRPP）反应生成核苷酸。
在核苷酸分子的合成过程中，磷酸化反应是关键步骤。
首先，核苷酸前体物质通过化学反应与其他辅助分子发生磷酸化，生成亲核试剂；然后亲核试剂与其他原子或分子发生进一步反应，最终形成核苷酸分子。
核苷酸降解是核酸的代谢终点。
核苷酸降解主要通过核苷酸酶和核酸酶的作用进行。
核苷酸首先被分解为核苷和糖酸，然后再被分解为碱基、磷酸和其他代谢产物。
核苷酸的降解产物在细胞中可以被重新利用，参与核酸合成或其他代谢途径。
核苷酸修复是为了纠正核苷酸中的损伤或错误。
核酸在细胞中会受到化学、物理和生物性的损伤。
这些损伤可能导致突变和疾病的发生。
核苷酸修复过程中的多个酶参与到检测和修复核酸中的损伤。
例如，碱基切割酶可以识别含有损伤碱基的DNA链，然后切割并去除这些损伤碱基。
然后，DNA聚合酶、连接酶和重排序酶等修复酶可以填补被切割的DNA链，并确保修复后的DNA链的完整性。
核苷酸在细胞中还扮演着重要的信号传递和调控作用。
一些核苷酸可以作为二级信使，传递细胞内外的信号，调控细胞的生理和代谢过程。
例如，环磷酸腺苷（cAMP）和磷腺苷酸（cGMP）是细胞内常见的二级信使，它们通过激活蛋白激酶A、蛋白激酶G等酶的信号通路，参与细胞的增殖、分化、凋亡等生理过程。
总结起来，核苷酸代谢是生物体内重要的生化过程，它涉及核酸的合成、降解、修复以及信号传递等多个方面。
核苷酸代谢的平衡和调控对细胞活动的正常进行至关重要，异常的核苷酸代谢可能导致疾病的发生。
因此，对核苷酸代谢的深入研究，有助于揭示生命活动的机制和疾病发生的原因，也为药物研发和治疗提供了理论基础。
核苷酸代谢生物化学
核苷一磷酸的分解
核苷一磷酸在磷酸酶的作用下，将其中的特殊化学键转移给特殊化学物质，生成 相应的单糖和磷酸。
单糖进一步发生代谢，而磷酸则参与其他生化反应。
核苷二磷酸的分解
核苷二磷酸在磷酸酶的作用下，将其中的特殊化学键转移给特殊化学物质，生成相应的单糖和磷酸。
单糖进一步发生代谢，而磷酸则参与其他生化反应。
04
核苷酸代谢的调控
酶的调节
01
酶的激活与抑制
酶的活性可以通过共价修饰（如磷酸化、去磷酸化）、变构效应、与配
体的结合等方式进行激活或抑制，从而调节核苷酸代谢的速度和方向。
Hale Waihona Puke 02酶的浓度调节酶的合成和降解可以调节其在细胞内的浓度，进而影响核苷酸代谢的速
率。
核苷酸的分解代谢
嘌呤核苷酸的分解
嘌呤核苷酸首先在核苷酸酶的作用下 ，将其中的特殊化学键转移给特殊化 学物质，生成相应的嘌呤衍生物和磷 酸核糖。
嘌呤衍生物进一步分解为尿酸，而磷 酸核糖则进一步发生代谢。
嘧啶核苷酸的分解
嘧啶核苷酸在核苷酸酶的作用下，将 其中的特殊化学键转移给特殊化学物 质，生成相应的嘧啶衍生物和磷酸核 糖。
合成过程包括脱氧、磷酸化等步骤，最终 形成脱氧核苷酸。
脱氧核苷酸是DNA的重要组成部分，对 维持生物体的遗传信息具有重要意义。
核苷三磷酸的合成
核苷三磷酸是由核苷二磷酸在激酶催化下 合成的。
合成过程需要消耗能量，如ATP等。
核苷三磷酸是RNA的重要组成部分，对 维持生物体的正常代谢具有重要意义。
03
细胞信号转导的调节
信号转导蛋白
细胞内的信号转导蛋白可以感知 核苷酸代谢产物的浓度，进而调 节核苷酸代谢酶的活性。
11章核苷酸代谢
二、嘧啶核苷酸的生物合成
嘧啶环原子的来源
4 3 2
NH3 CO2
C
N C
1
5
C
天冬氨酸
6
C
N
嘧啶环原子来源：NH3、CO2、Asp 特点： 先利用小分子化合物形成嘧啶环，再与核糖 磷酸（PRPP提供）结合成乳清酸，(与嘌呤核苷 合成的区别)然后生成UMP。其他嘧啶核苷酸由 尿苷酸转变而成。
此过程主要在肝细胞的胞液中进行。除了二氢乳清酸脱 氢酶位于线粒体内膜上外，其余均位于胞液中。
嘌呤的各个原子是在PRPP的C1上逐渐加上 去的（由Asp、Gln、 Gly、甲酸、CO2 提供N和 C）。
PP-1-R-5-P
5’－磷酸核糖－1’－焦磷酸
AMP ATP PRPP合成酶
（5-磷酸核糖）
R-5-P
PRPP
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
二、嘌呤核苷酸的从头合成 嘌呤环上原子的来源
甘氨酸
天冬氨 酸
甲 酸 或甲酰基
甲 酸 谷 酰 氨 胺
嘌呤环原子来源：Asp、Gln、 Gly、甲酸、CO2 合成部位：胞液 特点： 嘌呤最初不是以游离碱基的形式合成，而 是从5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP) 开始，经一系 列酶促反应，先生成次黄嘌呤核苷酸(肌苷酸, IMP)，然后再转变为AMP和GMP。
甲酰甘氨脒核苷酸FGAM
－5′－P
磷酸核糖甲酰 甘氨脒合成酶
－5′－P
⑤甲酰甘氨脒核苷酸FGAM
5-氨基咪唑核苷酸(AIR)
－5′－P
氨基咪唑核 苷酸合成酶
－5′－P
⑥ ⑦ 5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸的生成：
核苷酸代谢
核苷酸代谢
核苷酸代谢是生物体内一系列生化反应的过程，用于合成和分解核苷酸分子，包括腺嘌呤核苷酸和胞嘌呤核苷酸。
这些核苷酸是DNA 和RNA 的构建单元，同时还在细胞内参与能量转化和信号传递等生物过程。
核苷酸代谢在维持细胞生存和功能中起着重要作用。
核苷酸代谢包括以下主要过程：
1.核苷酸合成：细胞需要合成新的核苷酸来满足DNA 和RNA
的合成需求。
这包括腺嘌呤核苷酸和胞嘌呤核苷酸的合成。
合成的过程需要多个中间产物，如核糖核苷酸、二磷酸核糖核苷酸等。
2.核苷酸降解：细胞需要分解核苷酸来回收核苷酸单体或能量。
核苷酸降解包括核苷酸的酶解和分解成较小的分子，如核苷、碱基、糖和磷酸。
3.核苷酸储存：一些细胞会储存核苷酸以供以后使用，以应对细
胞周期或环境变化。
4.调控：核苷酸代谢受到多种调控机制的调节，包括反馈抑制、
激活、废物排除和信号传递。
这有助于维持核苷酸浓度在细胞内的平衡。
核苷酸代谢与细胞的生长、分裂、DNA 修复、RNA 合成以及能量代谢等过程密切相关。
失调的核苷酸代谢可能会导致遗传疾病，如类风湿性关节炎、DNA损伤修复缺陷疾病、免疫系统疾病等。
因此，核苷酸代谢的研究对于理解生物体内的基本生物学过程和开发相关药
物非常重要。
核苷酸代谢
第十章核苷酸代谢1. 核苷酸的分解代谢1)核酸的降解：核酸+H2O+核酸酶→单核苷酸+核苷酸酶→核苷+PPi+核苷酶→戊糖+碱基（嘌呤/嘧啶） +核苷酸酸化酶→戊糖-1-磷酸+碱基※核苷水解酶不对脱氧核糖核苷生效。
2)限制性内切酶：3)嘌呤核苷酸的降解：代谢中间产物——黄嘌呤，终产物尿酸（彻底分解为CO2和NH3）。
嘌呤核苷酸→嘌呤核苷→①腺嘌呤（脱氨→次黄嘌呤+黄嘌呤氧化酶→黄嘌呤）②鸟嘌呤（脱氨→黄嘌呤）黄嘌呤+黄嘌呤氧化酶→尿酸肌肉中的嘌呤核苷酸循环生成氨；AMP+AMP脱氨酶→IMP，肌肉中的IMP→AMP，这一过程为嘌呤核苷酸循环。
4)嘧啶核苷酸的降解：分解成磷酸、核糖和嘧啶碱。
①胞嘧啶+胞嘧啶脱氢酶→尿嘧啶+二氢尿嘧啶脱氢酶（开环）→β-脲基丙酸→β-丙氨酸（脱氨参与有机代谢）+NH3+CO2+H2O②胸腺嘧啶+二氢尿嘧啶脱氢酶→二氢胸腺嘧啶+二氢嘧啶酶→β-脲基异丁酸→β-氨基异丁酸（监测放化疗程度）+NH3+CO2+H2O5)尿酸过高与痛风：尿酸在体内过量积累会导致痛风症，别嘌呤醇可治疗痛风，因与次黄嘌呤相似，可抑制黄嘌呤氧化酶从而抑制尿酸生成。
尿酸中体内彻底分解形成CO2和氨。
2. 核苷酸的合成代谢：分布广、功能强；从头合成：利用核糖磷酸、氨基酸CO2和NH3等简单的前提分子，经过酶促反应合成核苷酸。
补救合成：简单、省能，无需从头合成碱基；利用体内现有的核苷和碱基再循环。
嘌呤核苷酸合成前体：次黄嘌呤核苷酸（IMP/肌苷酸）+5-磷酸核糖（起始物）↓活化形式1)嘌呤核糖核苷酸的从头合成途径：主要调节方式——反馈调节；ATP+5-磷酸核糖+5-磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRPP合成酶）→5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）腺嘌呤核苷酸AMP鸟嘌呤核苷酸GMPIMP+Asp+腺苷酸琥珀酸合成酶→腺苷酸琥珀酸+腺苷酸琥珀酸裂合酶→延胡索酸+AMPIMP+IMP脱氢酶→黄嘌呤核苷酸+鸟嘌呤核苷酸合成酶→GMP补救合成途径：脑、骨髓组织缺乏从头合成所需要的酶，依靠嘌呤碱或嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸。
核苷酸代谢专业知识
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 尿苷激酶 UMP +ADP
胸腺嘧啶核苷 +核苷酸代谢专业知识
第40页
二、嘧啶核苷酸分解代谢
核苷酸酶
嘧啶核苷酸
核苷
PPi
1-磷酸核糖
核苷磷酸化酶
嘧啶碱
核苷酸代谢专业知识
第41页
NH2 H2O
激酶
AMP
ADP
ATP ADP
ATP ADP
鸟苷激酶
激酶
GMP
GDP
ATP ADP
ATP ADP
ATP GTP
核苷酸代谢专业知识
第16页
• 5. 嘌呤核苷酸从头合成特点
• 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成。 • IMP合成需5个ATP，6个高能磷酸键。
AMP或GMP合成又需1个ATP。
核苷酸代谢专业知识
HN
C
CH2
O OP
O
氨甲酰磷酸 HO C
CH2
C CH
O N COOH
Pi
H
氨甲酰天冬氨酸
H2O
C CH O N COOH
H
二氢乳清酸
CH H2N COOH
Asp
二氢乳清酸 脱氢酶
NAD + NADH+H +
O HN
脱羧酶
O HN
O
磷酸核糖转移酶 HN
ON
CO2
R-5'-P
UMP
O N COOH
NH3
IMP
核苷酸代谢专业知识
GMP XMP
第22页
（四） 脱氧核糖核苷酸生成
《核苷酸代谢 》课件
要点二
脱氧核糖一磷酸与脱氧核糖一磷 酸一腺苷的相互转化
在细胞内，脱氧核糖一磷酸可被转化为脱氧核糖一磷酸一 腺苷，反之亦然。这种转化对于DNA的合成和修复同样具 有重要意义。
04 嘌呤核苷酸代谢
嘌呤核苷酸的合成
总结词
描述嘌呤核苷酸合成的起始物质、关键酶、合成途径 和调节机制。
详细描述
嘌呤核苷酸的合成是从磷酸戊糖开始，经过一系列酶 促反应，最终生成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。合 成过程中需要磷酸戊糖、谷氨酰胺等物质作为起始物 质，同时需要多种酶的参与，如氨基甲酰磷酸合成酶 、天冬氨酸氨基转移酶等。合成途径分为两条，一是 从头合成，二是补救合成。合成过程受到多种因素的 调节，如磷酸戊糖的浓度、谷氨酰胺的供应等。
核糖核苷酸的分解是核苷酸代谢的重要环节，涉及到多种酶的参与和能量的释放。
详细描述
核糖核苷酸的分解首先从特定的核糖核苷酸开始，经过水解、氧化、磷酸化等反应，最终形成磷酸、 糖类、氨基酸等物质。这个过程中需要特定的酶来催化每一步反应，同时伴随着能量的释放。分解产 生的物质可以用于合成其他重要的生物分子。
详细描述
核苷酸的合成主要通过磷酸戊糖途径、糖酵解途径和三羧酸循环等途径，从简单的原料合成核苷一磷酸，再合成 核苷二磷酸和核苷三磷酸。核苷酸的降解主要通过核苷酶和核苷酸酶的作用，将核苷一磷酸、核苷二磷酸和核苷 三磷酸分别降解为相应的单磷酸、二磷酸和三磷酸核苷。
02 核糖核苷酸代谢
核糖核苷酸的合成
总结词
核苷酸代谢的重要性
总结词
核苷酸代谢对于维持生物体的正常生理功能至关重要。
详细描述
核苷酸是细胞内重要的生物分子，参与DNA和RNA的合成与修复，影响基因的 表达和遗传信息的传递。核苷酸代谢的异常会导致一系列疾病，如代谢性疾病 、癌症等。
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
生物化学_核苷酸代谢
生物化学_核苷酸代谢核苷酸是生物体内重要的代谢产物和信号分子，参与了细胞的许多生理活动。
核苷酸代谢是指从核苷酸的合成到降解的过程。
核苷酸合成主要发生在细胞的核糖体内，而降解则发生在细胞质中。
核苷酸代谢是一个复杂的过程，涉及许多酶的参与和调节。
核苷酸的合成一般分为两个部分：碱基合成和糖磷酸合成。
碱基合成是指通过一系列酶催化反应将无机盐和二氧化碳转化为核苷酸中的碱基。
碱基合成的过程中需要ATP提供能量，并且还需要其他物质作为辅助因子。
例如，嘌呤核苷酸的合成需要甲硫氨酸、腺苷酸、尿苷酸和腺苷酸等物质参与。
嘌呤核苷酸的合成主要发生在细胞核中，具体包括腺苷酸合成、纯化核苷酸合成和底物识别。
嘌呤核苷酸的合成是一个反应级联，涉及多个酶的参与和调控。
嘌呤核苷酸的合成过程是一个调控复杂的过程，它受到多种酶的调控以及许多物质的调节。
糖磷酸合成是指通过一系列酶催化反应将碱基与糖磷酸结合形成核苷酸。
例如，嘧啶核苷酸的合成主要发生在细胞质中，主要包括嘧啶核苷酸合成和底物识别。
嘧啶核苷酸合成是一个反应级联，也涉及多个酶的参与和调控。
嘧啶核苷酸的合成过程也受到多种酶的调控以及许多物质的调节。
核苷酸的降解主要发生在细胞质中。
核苷酸的降解是一个逆反应，通过一系列酶催化反应将核苷酸转化为底物，最终分解为无机盐和二氧化碳。
例如，嘌呤核苷酸的降解主要发生在肝脏和肾脏中，主要包括核苷酸降解和底物识别。
嘌呤核苷酸的降解是一个反应级联，涉及多个酶的参与和调控。
嘌呤核苷酸的降解过程也受到多种酶的调控以及许多物质的调节。
核苷酸代谢是一个复杂的过程，涉及多个酶的参与和调控。
核苷酸的合成和降解过程需要消耗能量，并且还需要其他物质作为辅助因子。
核苷酸代谢酶的异常表达或活性异常都可能导致核苷酸代谢紊乱，进而影响细胞的生理活动。
核苷酸代谢异常与许多疾病有关，如肿瘤、免疫系统疾病和遗传代谢病等。
因此，研究核苷酸代谢的调控机制和相关疾病的发生机制对于疾病的预防和治疗具有重要意义。
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第十章核苷酸代谢一、A型选择题1．从头合成嘌呤核苷酸，首先合成出来的是A．PRPP B．GMP C．XMP D．AMP E．IMP 2．下列哪种物质不是嘌呤核苷酸从头合成的直接原料A．甘氨酸B．天冬氨酸C．谷氨酸D．CO2 E．一碳单位3．嘧啶环中的两个氮原子来自A．谷氨酰胺和氨B．谷氨酰胺和天冬酰胺C．谷氨酰胺和谷氨酸D．谷氨酰胺和氨甲酰磷酸E．天冬氨酸和氨甲酰磷酸4．下列关于氨基甲酰磷酸的叙述哪项是正确的A．主要用来合成谷氨酰胺B．用于尿酸的合成C．合成胆固醇D．为嘧啶核苷酸合成的中间产物E．为嘌呤核苷酸合成的中间产物5．提供嘌呤环N-3和N-9的化合物是A．天冬氨酸B．丝氨酸C．丙氨酸D．甘氨酸E．谷氨酰胺6．嘧啶合成所需的氨基甲酰磷酸的氨源来自A．NH3 B．天冬氨酸C．天冬酰胺D．谷氨酸E．谷氨酰胺7．临床上常用哪种药物治疗痛风症A．消胆胺B．5-氟尿嘧啶C．6-巯基嘌呤D．氨甲蝶呤E．别嘌呤醇8．5-FU的抗癌作用机制为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的合成9．下列关于嘌呤核苷酸从头合成的叙述哪些是正确的A．嘌呤环的氮原子均来自氨基酸的α-氨基B．合成过程中不会产生自由嘌呤碱C．氨基甲酰磷酸为嘌呤环提供氨甲酰基D．由IMP合成AMP和GMP均由A TP供能E．次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶催化IMP转变成GMP10．体内进行嘌呤核苷酸从头合成最主要的组织是A．胸腺B．小肠粘膜C．肝D．脾E．骨髓11．能在体内分解产生β-氨基异丁酸的核苷酸是A．CMP B．AMP C．TMP D．UMP E．IMP 12．关于天冬氨酸氨基甲酰基转移酶的下列说法，哪一种是错误的A．GTP是其反馈抑制剂B．是嘧啶核苷酸从头合成的调节酶C．是由多个亚基组成D．是变构酶E．服从米-曼氏方程13．嘧啶核苷酸合成中，生成氨基甲酰磷酸的部位是A．线粒体B．微粒体C．胞浆D．溶酶体E．细胞核14．下列哪种化合物对嘌呤核苷酸的生物合成不产生直接反馈抑制作用A．TMP B．IMP C．AMP D．GMP E．ADP 15．氮杂丝氨酸干扰核苷酸合成，因为它是下列哪种化合物的类似物A．丝氨酸B．甘氨酸C．天冬氨酸D．谷氨酰胺E．天冬酰胺16．催化dUMP转变为dTMP的酶是A．核苷酸还原酶B．胸苷酸合成酶C．核苷酸激酶D．甲基转移酶E．脱氧胸苷激酶17．下列哪种代谢异常，可引起血中尿酸含量增高（1992年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）A．蛋白质分细代激增加B．胆红素代谢增加C．胆汁酸代谢增加D．嘌呤核苷酸分解代谢增加E．嘧啶核苷酸分解代谢增加18．人体内嘌呤分解代谢的最终产物是（1997年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）A．尿素B．胺C．肌酸D．β-丙氨酸E．尿酸19．dTMP是由下列哪种核苷酸直接转变而来（1999、2008年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）A．TMP B．TDP C．dUDP D．dUMP E．dCMP 20．下列不属于嘌呤核苷酸的抗代谢物是A．6-巯基嘌呤B．8-氮杂鸟嘌呤C．氮杂丝氨酸D．甲氨蝶呤E．5-氟尿嘧啶二、X型选择题1．核苷酸在体内的生物学功用有A．体内能量的利用形式B．作为合成核酸的原料C．组成辅酶D．参与代谢和生理调节 E. 携带遗传信息2．从头合成核苷酸时，嘌呤环的元素来源是A．谷氨酰胺B．甘氨酸C．天冬氨酸D．二氧化碳E．一碳单位3．嘌呤核苷酸从头合成的原料包括A．磷酸核糖B．CO2 C．一碳单位D．Gln E．Asp 4．PRPP参与的代谢途径有A．嘌呤核苷酸的从头合成B嘧啶核苷酸的从头合成C．嘌呤核苷酸的补救合成D．NMP→NDP→NTPE．糖酵解途径5．对嘌呤核苷酸合成产生反馈抑制作用的化合物有A．IMP B．AMP C．GMP D．尿酸E．CMP 6．尿酸是下列哪些化合物分解的终产物A．AMP B．UMP C．IMP D．TMP E．尿素7．下列关于由核糖核苷酸还原成脱氧核糖核苷酸的叙述，哪些是正确的A．4种核苷酸都涉及到相同的还原酶体系B．多发生在二磷酸核苷水平上C．还原酶系包括氧化还原蛋白和硫氧化蛋白还原酶D．有NADPH+H+参与E．多发生在一磷酸核苷水平上8．嘧啶核苷酸合成反馈抑制的酶是A．氨基甲酰磷酸合成酶ⅡB．二氢乳清酸酶C．天冬氨酸氨基甲酰转移D．乳清酸核苷酸脱羧酶E．磷酸核糖转移酶9．叶酸类似物抑制的反应有A．嘌呤核苷酸的从头合成B．嘌呤核苷酸的补救合成C．胸腺嘧啶核苷酸的生成D．IMP生成GMP的过程E．腺嘌呤与PRPP生成AMP的过程10．嘧啶核苷酸分解代谢产物有A．NH3B．尿酸C．CO2D．β-氨基异丁酸E．β-甘氨酸11．尿酸是下列哪些化合物分解代谢的终产物（2000年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）A．AMP B．CMP C．GMP D．IMPE．TMP三、填空题1．嘧啶碱分解代谢的终产物是_______、_______、 _______ 、_______。
2．嘌呤核苷酸从头合成的原料是 _______、_______、_______ 及 _______等简单物质。
3．体内嘌呤核苷酸首先生成 _______然后再转变成 _______和_______。
4．痛风症是_______ 生成过多而引起的。
5．嘌呤核苷酸从头合成的调节酶是、和。
6．在嘌呤核苷酸补救合成中HGPRT催化合成的核苷酸是________和_______。
7．体内常见的两种环核苷酸是_______和_______。
8．核苷酸合成代谢调节的主要方式是_____________，其生理意义是。
四、名词解释1．嘌呤核苷酸的补救合成2．嘧啶核苷酸的从头合成3．嘧啶核苷酸的补救合成4．核苷酸合成的抗代谢物5．嘌呤核苷酸的从头合成途径6．痛风症7．核苷酸酶五、简答题1．讨论核苷酸在体内的主要生理功能。
2．讨论PRPP（磷酸核糖焦磷酸）在核苷酸代谢中的重要性。
3．试从合成原料、合成程序、反馈调节等方面比较嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸从头合成的异同点。
六、问答题1．试从原料、合成过程方面，比较嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸从头合成的特点。
2．体内脱氧核糖核苷酸是如何生成的。
参考答案一、A型选择题1.E;2.C;3.E;4.D;5.E;6.E;7.E;8.D;9.B; 10.C;11.C; 12.E; 13.C; 14.A; 15.D; 16.B; 17.D; 18.E; 19.D; 20.E二、X型选择题1.ABCDE;2.ABCDE;3.ABCDE;4.ABC5.ABC;6.AC;7.ABCD;8.AC;9.AC; 10.ACD;11.ACD;三、填空题1．NH3、CO2、β-丙氨酸、β-氨基异丁酸2．磷酸核糖、氨基酸、一碳单位、CO23．IMP、AMP、GMP4．尿酸5．PRPP合成酶、PRPP酰胺转移酶6．IMP、GMP7．cAMP、cGMP8．反馈调节、既满足对核苷酸的需要又避免营养物质及能量的浪费四、名词解释1．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。
2．嘧啶核苷酸的从头合成：机体细胞从谷氨酰胺、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。
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简单反应合成嘧啶核苷酸的过程，又称为重新利用途径。
4．核苷酸合成的抗代谢物：指某些嘌呤、嘧啶、叶酸以及某些氨基酸类似物具有通过竞争性抑制或以假乱真等方式干扰或阻断核苷酸的正常合成代谢，从而进一步抑制核酸、蛋白质合成以及细胞增殖的作用，即为核苷酸合成的抗代谢物。
5．嘌呤核苷酸的从头合成途径：嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。
6．痛风症：因核酸大量摄入和分解产生大量尿酸，或尿酸排泄障碍，造成血中尿酸含量过高，尿酸盐晶体即可沉积于关节、软骨组织而导致痛风症。
7．核苷酸酶：指能使核苷酸水解为核苷和磷酸的酶。
五、简答题1．答：核苷酸具有多种生物学功用，表现在：①作为核酸DNA和RNA合成的基本原料；②体内的主要能源物质，如ATP、GTP等；③参与代谢和生理性调节作用，如cAMP 是细胞内第二信号分子，参与细胞内信息传递；④作为许多辅酶的组成部分，如腺苷酸是构成辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ、FAD、辅酶A等的重要部分；⑤活化中间代谢物的载体，如UDP-葡萄糖是合成糖原等的活性原料，CDP-二酰基甘油是合成磷脂的活性原料，PAPS是活性硫酸的形式，SAM是活性甲基的载体等。
2．答：PRPP（磷酸核糖焦磷酸）在嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸从头合成与补救合成过程中都是不可缺少的成分，表现在：①核苷酸补救合成中，PRPP与游离碱基直接生成各种磷酸核苷；②嘌呤核苷酸从头合成过程中，PRPP作为起始原料与谷氨酰胺生成PRA，然后逐步合成各种嘌呤核苷酸；③嘧啶核苷酸从头合成过程中，PRPP参与乳清酸核苷酸的生成，再逐渐合成尿嘧啶—磷酸核苷等。
3．答：嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸从头合成过程中在原料、合成程序及反馈调节等方面的异同点如下表所示：嘌呤核苷酸嘧啶核苷酸原料天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、CO2、一碳单位、PRPP 天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2、PRPP、一碳单位（仅胸苷酸合成）程序在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环，从而形成嘌呤核苷酸首先合成嘧啶环，再与磷酸核糖结合形成核苷酸反馈调节嘌呤核苷酸产物反馈抑制PRPP合成酶、酰胺转移酶等起始反应的酶嘧啶核苷酸产物反馈抑制PRPP合成酶、氨基甲酰磷酸合成酶、天冬氨酸氨基甲酰转移酶等起始反应的酶六、问答题1．答：（1）嘌呤核苷酸合成特点：①不是先形成游离的嘌呤碱，再与核糖、磷酸生成核苷酸，而是直接形成次黄嘌呤核苷酸，再转变为其它嘌呤核苷酸；②合成首先从5’-磷酸核糖开始，形成PRPP；③由PRPP的C l’原子开始先形成咪唑五元环，再形成六元环，生成IMP。
原料来源：甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2、甲酸盐；（2）嘧啶核苷酸合成特点：①先形成嘧啶环，生成尿苷酸，由此转变为其它嘧啶核苷酸；②氨甲酰磷酸与天冬氨酸先形成乳清酸；③乳清酸再与PRPP结合生成乳清酸核苷酸，脱羧后生成UMP。
原料来源：氨基甲酰磷酸(CO2和NH3)、天冬氨酸。
2．答：体内脱氧核糖核苷酸所含的脱氧核糖是通过相应的核糖核苷酸的直接还原作用，以氢取代其核糖分子中C2上的羟基而生成的，此还原作用是在二磷酸核苷（NDP）水平上进行的（这里N代表A；G；U；C等碱基），由核糖核苷酸还原酶催化，由NADPH+H+作为供氢体。