核苷酸代谢
核苷酸的代谢医学课件
对于嘌呤核苷酸代谢紊乱的患者， 应采用低嘌呤饮食，限制高嘌呤食 物的摄入，如动物内脏、海鲜等。
药物治疗
对于高尿酸血症和痛风患者，可以 使用抑制尿酸合成的药物，如别嘌 呤醇、丙磺舒等。
酶抑制治疗
对于嘌呤核苷酸分解代谢紊乱的患 者，可以使用酶抑制药物，如环孢 素、他克莫司等。
细胞移植治疗
对于嘌呤核苷酸合成途径受阻的患 者，可以考虑进行造血干细胞移植 治疗。
核苷酸代谢在医学中有重要的应用价值，如治疗疾病 和进行生物医学研究。
核苷酸代谢是生物体内一个重要的生化过程，包括合 成和降解两个主要途径。
核苷酸代谢物和相关酶在代谢调控中具有重要作用， 可以影响细胞生长、分化、凋亡等生物学过程。
下一步研究方向
深入研究核苷酸代谢及相关酶的分子机制和调节 作用，探讨其在医学中的应用价值。
背景
核苷酸是核酸的基本组成单位，而核酸是生命活动中至关重 要的物质之一。核苷酸代谢是生物体内维持生命活动所必需 的基本过程之一，涉及到许多医学领域，如遗传学、分子生 物学、肿瘤学、药物学等。
核苷酸代谢在医学中的重要性
遗传性疾病
许多遗传性疾病是由于核苷酸代谢中的基因突变 或缺陷所引起的，如嘌呤、嘧啶代谢障碍等。
THANKS
嘌呤核苷酸合成是细胞生存和增殖的基本条件，如果合成减少，会导致细胞生长和代谢异常。
嘌呤核苷酸分解代谢紊乱
由于嘌呤核苷酸分解代谢紊乱，会产生过多的尿酸，引起高尿酸血症和痛风等疾病。
嘌呤核苷酸合成途径受阻
由于嘌呤核苷酸合成途径受阻，会导致细胞内DNA和RNA合成受阻，影响细胞的正常分裂和增殖。
核苷酸代谢紊乱的医学治疗
03
核苷酸代谢与医学
核苷酸代谢与能量代谢
生物化学-核苷酸代谢(共41张PPT)
尿嘧啶磷酸核糖转移酶
尿嘧啶+PRPP
UMP+PPi
1-磷酸核糖
Pi
尿嘧啶核苷
尿苷激酶 Mg2+
UMP
ATP
ADP
胸苷激酶 脱氧胸苷
Mg2+
dTMP
ATP
ADP
x-染色体连锁隐性遗传 缺乏的酶：次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶（HGPRT） 免疫缺陷症,
(ribonucleotide) ADA缺乏症患者体内腺苷酸分解代谢严重障碍，T、B淋巴细胞受损，引起反复感染等症状。
痛 风（GOUT）
痛风原因：高嘌呤饮食、体内核 酸分解增强、肾脏疾病
表现：尿酸盐沉积造成损害
别嘌呤醇治疗痛风：机制是别嘌 呤醇在结构上与次黄嘌呤相似 ，抑制黄嘌呤氧化酶
腺苷脱氨酶（ADA）基因位于20q13-qter，编码一条含363个氨 基酸残基的多肽链。
腺苷脱氨酶（ADA）缺乏引起重症免疫缺陷症，即ADA缺乏症。ADA缺乏 症患者体内腺苷酸分解代谢严重障碍，T、B淋巴细胞受损，引起反 复感染等症状。
硫氧还蛋白
S S
谷氧还蛋白还原酶
硫氧还蛋白还原酶
G SSG
2G SH
谷胱甘肽还原酶
NADPH +H +
N A D P+
FAD
FA D H 2
硫氧还蛋白还原酶
NADPH +H +
NADP+
脱氧胸苷酸（dTMP）的生成
尿苷一磷酸激酶
尿苷二磷酸激酶
UMP
UDP
UTP
ATP合酶
CTP
ATP
ADP
ATP
ADP 谷氨酰胺
鸟苷一磷酸 (GMP) 鸟苷二磷酸 (GDP) 鸟苷三磷酸 (GTP)
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。
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。
细胞生物学中的核苷酸代谢途径
细胞生物学中的核苷酸代谢途径细胞是生物体的基本单位，其中核酸是构成核糖体和DNA序列的关键组成部分。
核酸由核苷酸单元组成，核苷酸代谢是维持细胞正常功能的重要过程。
这一过程涉及到核苷酸的合成、降解和再利用，为了维持细胞正常的功能和稳态，细胞需要控制核苷酸代谢途径的平衡。
本文将探讨细胞生物学中的核苷酸代谢途径，包括核苷酸合成、降解和再利用等方面的内容。
一、核苷酸合成途径核苷酸合成是细胞中核苷酸代谢的重要组成部分，它涉及到细胞中氮代谢途径和葡萄糖代谢途径。
核苷酸的合成途径不同于降解途径，它是通过一系列酶催化的反应来完成的。
首先，核苷酸合成途径需要合成核苷酸的前体物质。
在动物细胞中，核苷酸的合成起始物质包括核碱基、糖和磷酸。
细胞通过葡萄糖、胱氨酸和甲硫氨酸等原料，经过一系列的酶催化反应，合成核苷酸的前体物质。
其次，核苷酸合成途径需要核苷酸的合成酶。
核苷酸的合成酶是完成核苷酸合成的催化剂。
不同类型的核苷酸合成酶以及参与核苷酸合成的酶协同作用，使细胞能够有效地合成各种类型的核苷酸。
最后，核苷酸合成途径需要能量和NADPH供给。
核苷酸的合成需要大量的能量和还原物质NADPH。
细胞通过葡萄糖代谢途径中的糖酵解和线粒体的呼吸链来提供能量和NADPH。
总之，核苷酸合成途径是细胞为了维持正常功能所需的重要过程。
细胞通过合成核苷酸的前体物质、核苷酸的合成酶、能量和还原物质来完成核苷酸的合成过程。
二、核苷酸降解途径核苷酸降解是细胞中的另一个核苷酸代谢途径。
核苷酸的降解途径通常发生在葡萄糖代谢途径的线粒体中。
首先，核苷酸降解途径需要核苷酸酶。
核苷酸酶是完成核苷酸降解的催化剂。
不同类型的核苷酸酶以及参与核苷酸降解的酶协同作用，使细胞能够有效地降解各种类型的核苷酸。
其次，核苷酸降解途径需要核苷酸降解的前体物质。
核苷酸降解会产生一些化合物，如尿素和氨基酸等。
这些化合物可以进一步参与细胞的代谢途径，如氮代谢途径和葡萄糖代谢途径。
最后，核苷酸降解途径还需要能量供给。
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PPT演示课件
ON H
胞嘧啶
ON H
尿嘧啶
O CH3
HN
ON H 胸腺嘧啶
β-脲 基 丙 酸
HOOC
NH2 CH2
O
N CH2
H
H 2O
HOOC
NH2 CH CH3
O
N C H 2 β-脲 基 异 丁 酸
H
H 2O
H 2N
CH2
CH2 COOH
CO2 + NH3
H 2N
CH2
CH COOH
CH3
•59
β-丙 氨 酸
腺嘌呤核苷酸
H2O
Pi NH2
N
N H2O
脱氨酶 核苷酸酶
NH3
NN R- 5'-P
次黄嘌呤核苷酸
H2O
OH Pi
N
N
N N 腺嘌呤核苷脱氨酶
R
NN
•27
R
OH
N
N
Pi
OH
核糖1-磷酸 N
N
N NR
次黄嘌呤核苷
OH
N
N
HO N N H
尿酸
核苷磷酸化酶
NN H
2H++O_.2
次黄嘌呤
O2+H2O
黄嘌呤氧化酶
G
（-）
PRPP
Azas
•69
嘧啶核苷酸的分解代谢
•70
NH3 尿嘧啶←胞嘧啶
β-脲基丙酸
胸腺嘧啶 β-脲基异丁酸
β-丙氨酸
β-氨基异丁酸
•71
= =
= =
PRPP
谷氨酰胺 （Gln）
=
6-MP
PRA 氮杂丝氨酸
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
核苷酸代谢讲座
人在20岁以后，肠胃功能和肝脏功能开始下降，机 体合成核酸日渐不足，新陈代谢活动受到影响，凋
？ 亡细胞逐渐残留并累积于体内，疾病和衰老随之产
生。 规格：350mg/粒×60粒*3瓶装 ￥450元 功效成份：核酸（DNA+RNA）≥200毫克/粒 保健功能：免疫调节 适宜人群：年老、体弱多病、术后、免疫力低下等 不宜人群：痛风病患者 食用量：每日2次，每次2-3粒
IMP
21
• 参加嘌呤碱基合成旳物质:
谷胺酰胺旳酰胺基N 甘氨酸 CO2 天冬氨酸旳α-氨基N N10-甲酰四氢叶酸（N10-formyl-FH4）
• 关键酶 PRPP激酶（PRPPK） 谷氨酰胺PRPP酰胺转移酶(GPAT)
22
IMP生成总反应过程
（二）AMP和GMP可由IMP转变生成
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶 ②腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ④GMP合成酶
• 合成过程 首先合成嘌呤核苷酸旳共同前体IMP，然后
由IMP转化为AMP和GMP。
19
（一）嘌呤核苷酸从头合成途径
IMP合成途径可分为二阶段11步反应
第一阶段生成 5′磷酸核糖-1′-焦磷酸（PRPP） 5 ′-磷酸核糖与ATP，经PRPP激酶 (PRPPK；
或称PRPP合成酶 ，PRPP synthetase)催化，生成 PRPP。 第二个阶段生成IMP
谷氨酰胺 + HCO3-
氨基甲酰磷酸合成酶II，CPS II
carbamoyl phosphate synthetase II
谷氨酸
2ATP ①
2ADP+Pi
氨基甲酰磷酸
carbamoyl phosphate, CP
43
核苷酸代谢与其他物质代谢之间的联系
核苷酸代谢与其他物质代谢之间的联系一、引言核苷酸代谢是生物体内重要的代谢过程之一，其在维持生物体正常功能方面起着重要作用。
与核苷酸代谢密切相关的还有其他物质的代谢，这些代谢过程之间存在着紧密的联系和相互影响。
本文将探讨核苷酸代谢与其他物质代谢之间的联系。
二、核苷酸代谢1. 核苷酸结构及种类核苷酸是由碱基、糖和磷酸组成的化合物，包括腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸两类。
其中，腺嘌呤核苷酸包括AMP、ADP和ATP三种；而鸟嘌呤核苷酸包括GMP、GDP和GTP三种。
2. 核苷酸合成途径核苷酸合成途径主要分为两个部分：脱氧核糖核苷酸（dNTPs）合成途径和脱氧核糖基（dNMPs）合成途径。
其中，dNTPs合成途径主要通过ribonucleotide reductase（RNR）酶催化核苷酸的还原反应完成；而dNMPs合成途径则主要通过核苷酸合成酶（NS）催化反应完成。
3. 核苷酸代谢的生物学作用核苷酸在生物体内有着重要的生物学作用，包括能量转移、信号转导、DNA和RNA合成等。
此外，核苷酸还能参与一些重要代谢途径，如糖原分解、脂肪代谢等。
三、其他物质代谢1. 糖代谢糖代谢是生物体内最基本的代谢途径之一，其主要功能是提供能量和碳源。
糖代谢过程包括糖原合成和分解、糖酵解和三羧酸循环等。
2. 脂质代谢脂质是生物体内最主要的能量来源之一，其在维持生命活动方面起着重要作用。
脂质代谢过程包括脂肪合成、脂肪分解等。
3. 氨基酸代谢氨基酸是构成蛋白质的基本单元，其在维持生命活动方面起着重要作用。
氨基酸代谢过程包括氨基酸合成和分解等。
四、核苷酸代谢与其他物质代谢之间的联系1. 核苷酸代谢与糖代谢之间的联系核苷酸代谢与糖代谢之间存在着紧密的联系。
在糖原分解过程中，AMP能够促进糖原分解，从而提供能量；而ATP则能够抑制糖原分解，从而维持生物体内能量平衡。
此外，在三羧酸循环中，ATP也是重要的参与者。
2. 核苷酸代谢与脂质代谢之间的联系核苷酸代谢与脂质代谢之间也存在着一定的联系。
《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。
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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dNTP + ADP
第二节 核苷酸的分解代谢
Catabolism of Nucleotides
核苷酸酶
核苷酸
核苷
Pi
核苷磷酸化酶
磷酸核糖 碱基
嘌呤核苷酸的分解
AMP GMP
H 黄嘌呤氧化酶
（次黄嘌呤）呤
氧化酶
嘌呤碱的最终 代谢产物
痛 风（GOUT）
正常人血尿酸含量： 0.12mmol/L～o.36mmol/L.
（三）核糖核苷酸的补救合成途径
参与补救合成的酶
（碱基磷酸核糖转移酶 核苷激酶） 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(adenosine kinase)等
合成过程
腺嘌呤 + PRPP APRT AMP + PPi 鸟嘌呤 + PRPP HGPRT GMP + PPi 次黄嘌呤 + PRPP HGPRT IMP + PPi 嘧啶 + PRPP 嘧啶磷酸核糖转移酶 嘧啶核苷酸+ PPi
UDP
ATP ADP
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
CMP
◆dTMP的合成：
O
O
C
HN
CH
TMP合成酶
C
CH3
HN
C
C
CH
C
CH
ON
N5,N10-CH2-FH4 FH2 O
N
dR-5-P dUMP
dR-5-P FH4
dTMP
dTMP→dTDP→dTTP→参与DNA合成。
别嘌呤醇
嘧啶核苷酸的分解
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
胞嘧啶 NH3
尿嘧啶
胸腺嘧啶
二氢尿嘧啶 H2O
β-脲基异丁酸 H2O
β-丙氨酸 丙二酸单酰CoA 乙酰CoA
TAC
CO2 + NH3
肝 尿素
β-氨基异丁酸 甲基丙二酸单酰CoA
琥珀酰CoA
TAC
糖异生
第三节 核苷酸的抗代谢物
ATP ADP
AMP
腺苷激酶 ATP ADP
ADP
底物水平磷酸化或 氧化磷酸化
ATP
（五） 脱氧核苷酸的生成
在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）
NADPH+H＋
NADP＋ + H2O
NDP 二磷酸核糖核苷
dNDP 二磷酸脱氧核苷
核糖核苷酸还原酶，Mg2+
羟基脲
激酶 dNDP + ATP
• 遗传方式：X连锁隐性遗传。 • 缺乏的酶：次黄嘌呤鸟嘌呤
磷酸核糖基转移酶（HGPRT） • 基因定位：Xq26-q27。 • 临床表现：高尿酸血症和高
尿酸尿症，痛风性 • 关节炎，智力迟钝，大脑瘫
痪，舞蹈样动作， • 自残行为
（ 四 ）三磷酸核苷的生成（NTP）
NMP
激酶
激酶
NDP
NTP
ATP ADP
男均0.27mmol/L, 女均0.21mmol/L 痛风患者：>0.48mmol/L 痛风原因：高嘌呤饮食、体内
核酸分解增强、肾脏疾病 表现：尿酸盐沉积造成损害 别嘌呤醇治疗痛风：机制是别
嘌呤醇在结构上与次黄嘌呤 相似，抑制黄嘌呤氧化酶
痛风
痛风症的治疗机制
鸟嘌呤 次黄嘌呤
黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤
尿酸
（磷酸单酯酶）
磷酸
H2O H3PO4
核苷
核苷酶(nucleosidase) （水解或磷酸解）
碱基
戊糖（或磷酸戊糖）
第一节 核苷酸的合成代谢
Anabolism of Nucleotides
一、核糖核苷酸的合成代谢
从头合成途径 (de novo synthesis pathway)
补救合成途径 (salvage synthesis pathway)
AMP
GMP
（ 1 ） IMP的合成过程
① 磷酸核糖酰胺转移酶 ② GAR合成酶 ③ 转甲酰基酶 ④ FGAM合成酶 ⑤ AIR合成酶
（ 2 ）AMP和GMP的生成
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶 ②腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ④GMP合成酶
（二）嘧啶核糖核苷酸的从头合成途径
嘧啶合成的元素来源
谷氨酰胺
CO2
天冬氨酸
过程
1. 先合成嘧啶环，再与在
PRPP相连，首先合成
UMP 2. 再由UMP
CMP
氨基甲酰磷酸合成酶 I、II 的区别
CPS-I
分布 氮源
肝细胞线粒体中 氨
变构激活剂 N-乙酰谷氨酸
功能
尿素合成
CPS-II
胞液（所有细胞） 谷氨酰胺 无 嘧啶 合成
CMP的合成
尿苷酸激酶
利用体内游离 的嘌呤或嘌呤 核苷，经过简 单的反应，合 成核糖核苷酸
的过程
利用磷酸核糖、
氨基酸、一碳 单位及CO2等 简单物质为原
料，经过一系
列酶促反应，
合成核糖核苷 酸的途径
（一）嘌呤核糖核苷酸的从头合成
AMP
GMP
•嘌呤碱合成的元素来源
CO2
甘氨酸
天冬氨酸
甲酰基 （一碳单位）
甲酰基 （一碳单位）
尿嘧啶核苷 + ATP 尿苷激酶 UMP +ADP
胸腺嘧啶核苷 + ATP 腺嘌呤核苷
胸苷激酶
TMP +ADP
腺苷激酶
AMP
ATP ADP
补救合成的生理意义
节省能量和一些原料的消耗 某些组织器官，如脑、骨髓、红细
胞等只能进行补救合成
自毁容貌综合征(Lesch-Nyhan syndrome, LNS)
嘌呤类似物 6-巯基嘌呤 6-巯基鸟嘌呤 8-氮杂鸟嘌呤等
氨基酸类似物 氮杂丝氨酸等
叶酸类似物 氨基蝶呤 氨甲蝶呤等
次黄嘌呤 (H)
6-巯基嘌呤 (6-MP)
（一）嘌呤核苷酸的抗代谢物：
嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基 酸、叶酸的类似物。
方式：竞争性抑制或“以假乱真”等。
作用：干扰或阻断嘌呤核苷酸的合成，进 而影响核酸和蛋白的合成，抗肿瘤。
第十一章
核苷酸代谢
Metabolism of Nucleotides
核酸的消化
食物核蛋白 胃酸
蛋白质
核酸（RNA及DNA）
H2O
胰核酸酶
水解3’，5’-磷酸二酯键 （磷酸二酯酶）
核糖核酸酶（RNase） 脱氧核糖核酸酶 (DNase)
单核苷酸
单核苷酸
H2O
胰、肠核苷酸酶（nucleotidase）
（谷氨酰胺）
•过程
1. 在PRPP基础上逐步合成嘌呤环， 首先合成IMP
2. 再由IMP
AMP和GMP
PP-1-R-5-P
AMP ATP
R-5-P
（磷酸核糖焦磷酸） PRPP合成酶 （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
嘌呤类似物：6-巯基嘌呤（6-MP）、 6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等
OH
SH
6-MP的作用：
CN
C N 在体内转变为