生物化学.第十章 核苷酸代谢
生物化学-课件10.第十章-核苷酸代谢
UTP CTP
嘌呤核苷酸 ATP + 5-磷酸核糖
嘧啶核苷酸
(二)嘧啶核苷酸的补救合成
1.补救合成的过程
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 + ATP 胸苷激酶
TMP +ADP
2.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。
(三)嘧啶核苷酸的抗代谢物
1. 嘧啶类似物
O
O
HN
CH3
F HN
ON
ON
胸腺嘧啶(T)
5-氟尿嘧啶(5-FU)
2.某些改变了核糖结构的核苷类似物
NH2
NH2
NHHCl
N
N
N
ON
HO-CH2 O HH
H
H
OH OH
胞苷
ON
HO-CH2 O H HO
OH OH
N
次黄嘌呤核苷酸 (IMP)
(2)AMP和GMP的生成
HOOC-CH2-CH-COOH
O HN
N
NH
GDP+Pi N
N
NH2 延胡索酸
N
N
GTP
NN
②
NN
Asp
N
①
R 5/ P
腺苷酸代琥珀酸
H2ONADH+H+
N
O
R 5/ P AMP
O
NAD+
R 5/ P ③
HN
Gln Glu ATP HN
生物化学核酸与核苷酸代谢
生物化学核酸与核苷酸代谢核酸是生物体内重要的生物大分子之一，它在细胞中起着重要的功能。
核苷酸是核酸的基本组成单元，包括核苷和磷酸。
在生物体内，核酸通过一系列复杂的代谢途径参与了许多重要生物过程，如DNA和RNA的合成、信息传递和遗传改变等。
本文将对核酸与核苷酸的代谢过程进行详细介绍。
核酸的合成主要包括两个过程，即碱基合成功能的合成和核苷酸合成功能的合成。
在碱基合成功能的合成中，脱氨核苷酸（dNTP）被氨基酸转氨酶催化生成脱氨核苷酸（dNDP）和谷氨酸。
在核苷酸合成过程中，核苷酸被核苷酸合成酶催化，通过与降解核酸的反应途径相反的途径将核苷酸合成为核苷酸骨架。
核苷酸的合成主要发生在细胞核内。
在细胞质中生成的核苷酸会通过细胞核膜进行运输，然后通过核孔复合体进入细胞核。
核苷酸的合成过程非常复杂，涉及多个酶和辅酶的参与。
核苷酸代谢的主要途径包括核苷酸的降解、拆分和再利用。
核苷酸降解主要通过核苷酸酶催化，将核苷酸分解成核苷和磷酸。
然后，核苷被腺苷脱氨酶催化，去除氨基团形成脱氨核苷。
最后，脱氨核苷被核苷酸酶催化，分解成基础核糖和异黄嘌呤酸。
核苷酸代谢的拆分过程可以产生能量和分子间的信号分子。
其中，核苷酸降解产生的能量在生物体内的许多代谢过程中发挥重要作用。
核苷酸的再利用过程主要发生在细胞质中。
在这个过程中，核苷酸通过多个酶和辅酶的催化作用，被合成为新的核苷酸。
这个过程称为核苷酸逆转录。
核酸和核苷酸代谢的异常可能导致许多疾病的发生。
例如，核酸代谢疾病在新生儿中比较常见，表现为尿中有大量的核苷、核糖和核苷酸。
遗传性疾病X染色体连锁性核苷酸酶缺乏症是由于核苷酸酶缺乏引起的，会导致血清脱氨核苷水平升高。
碱基合成功能的异常或缺陷也会引发一些疾病，如DNA合成的紊乱可能导致DNA复制错误和突变。
总之，核酸和核苷酸在生物体内发挥着重要的生理和生化功能，包括DNA和RNA的合成、遗传修复、能量和信号传导等重要过程。
核酸与核苷酸的代谢过程非常复杂，涉及多个酶和辅酶的参与。
生物化学考研题库(名校真题-核苷酸代谢)【圣才出品】
第10章核苷酸代谢一、选择题1．生物体嘌呤核苷酸合成途径中首先合成的核苷酸是（）。
[四川大学2015研] A．ANPB．GNPC．IMPD．NMP【答案】C【解析】在嘌呤核苷酸生物合成中首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），次黄嘌呤核苷酸先氧化成黄嘌呤核苷酸（XMP），再氨基化生成嘌呤核苷酸。
2．嘌呤核苷酸从头合成的原料不包括（）。
[华东理工大学2017研]A．R-5′-PB．一碳单位C．天冬氨酸、甘氨酸D．Gln、CO2E．S-腺苷蛋氨酸【答案】E3．嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸合成所需的共同原料为（）。
[华东理工大学2017研] A．天冬氨酸B．甲酸C．谷氨酸D．丙氨酸E．鸟氨酸【答案】A【解析】嘌呤核苷酸从头合成需要5-磷酸核糖、谷氨酰胺、甘氨酸、天冬氨酸、一碳单位和CO2等原料；而嘧啶核苷酸的从头合成需要谷氨酰胺、天冬氨酸和CO2等原料，因此嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸合成所需的共同原料为天冬氨酸。
4．下列哪种物质在人体内分解代谢中不能产生尿酸？（）[厦门大学2014研] A．CoAB．FADC．UMPD．ADP-葡萄糖【答案】C【解析】UMP最终分解生成NH3、CO2及β-丙氨酸。
二、填空题1．在嘌呤核苷酸合成过程中，AMP由前体转变而来，需要消耗______作为能量来源。
[中山大学2018研]【答案】ATP2．核苷酸合成时，GMP是由______核苷酸转变而来。
[中山大学2018研]【答案】次黄嘌呤【解析】嘌呤核苷酸从头合成时先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），然后由IMP再分别转变成AMP和GMP。
3．尿素分子中两个N原子，一个来自______，另一个来自______，通过______由其他氨基酸提供。
[华中农业大学2017研]【答案】氨分子；天冬氨酸；尿素循环4．核苷酸合成包括______途径和______途径。
对某些缺乏前者的组织器官，如脑、骨髓等，后者具有更重要的生理意义。
若______酶活性下降或缺失，会导致______水平升高，引起痛风或自毁容貌症（Lesch Nyhan综合征）。
生物化学第十章核酸的酶促降解和核苷酸代谢
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶
②腺苷酸代琥珀酸裂医解学p酶pt ④GMP合成酶
19
• 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的。 • IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。
AMP或GMP的合成又需1个ATP。
医学ppt
20
（3）嘌呤核苷酸合成补救途径
参与补救合成的酶:
医学ppt
27
（4）. dTMP或TMP的生成
脱氧核苷酸还原酶
UDP
dUDP
CTP CDP dCDP dCMP
TMP合酶
dUMP
N5, N10-甲烯FH4
FH2
FH4 FH2还原酶 NADP+ NADPH+H+
脱氧胸苷一磷酸
dTMP
医学ppt
28
（5） 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
六核苷酸，粘端切口 六核苷酸，粘端切口
Sal I
‥ ‥G T C G A C ‥‥ ‥ ‥C A G C T G ‥‥
六核苷酸，粘端切口
Sma I
‥ ‥
‥C ‥G
C G
CG GC
G C
G C
‥‥ ‥‥医学ppt
六核苷酸，平端切口 9
限制性内切酶的命名和意义
例：Eco R I，这是从大肠杆菌（Ecoli）R菌珠中分离出的一种限
AMP
AT医P学ppt ADP
21
•补救合成的生理意义
补救合成节省从头合成时的能量和一些氨 基酸的消耗。
体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进 行补救合成。
医学ppt
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
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。
10核苷酸代谢
ATP
R-5-P
-
PRPP合成酶
PRPP 酰胺转移酶 PRA IMP
+
+
-
XMP GMP GDP GTP
腺苷酸代琥珀酸
AMP ADP ATP 图5-9 嘌呤核苷酸从头合成的调节
IMP
XMP ATP GMP + GDP GTP
GTP
-
+ 腺苷酸代琥珀酸
AMP ADP
ATP
图9-5 嘌呤核苷酸从头合成的调节
二、核苷酸的代谢动态
食物核酸
cAMP与cGMP NTP
生物合成
核苷酸
组织核酸 活性中间物质
组织核酸
某些辅酶
第二节
核苷酸的合成代谢
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。
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。 一、嘌呤核苷酸的合成代谢
腺苷激酶 AMP
1. 器官： 脑、骨髓 2. 原料：嘌呤碱（由红细胞从肝脏运输来） 3. 生理意义： •节省能量和原料 •是脑和骨髓合成嘌呤核苷酸的唯一途径
（三）嘌呤核苷酸的相互转变 AMP GMP
NH3
腺苷酸代琥珀酸
IMP
XMP
图9-7 AMP、GMP、IMP的相互转变
C
氨基甲酰磷酸
{
N
3
4
5
（二） 补救合成途径（或重新利用）
salvage pathway
APRT
腺嘌呤 + PRPP 次黄嘌呤 + PRPP 鸟嘌呤 + PRPP
《生物化学与分子生物学》第十章 核苷酸代谢教案
一、教学目的与要求：1、掌握嘌呤核苷酸合成的两种途径—从头合成途径及补救合成途径的原料、主要步骤及特点。
嘌呤核苷酸的分解代谢的终产物。
嘧啶核苷酸合成的两种途径—从头合成途径及补救合成途径的原料、主要步骤及特点。
嘧啶核苷酸的分解代谢的终产物。
脱氧核苷酸的生成。
2、熟悉核苷酸的多种生物功能。
嘌呤核苷酸的抗代谢物及其抗肿瘤作用的生化机理。
嘧啶核苷酸的抗代谢物及其抗肿瘤作用的生化机理。
3、了解食物中核酸的消化吸收。
尿酸以及痛风症与血中尿酸含量的关系。
二、教学重点，难点：教学重点：嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸从头合成的原料及关键步骤、关键酶，嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成代谢调节机制。
核苷酸合成代谢过程中的一些抗代谢物，以及它们的作用机理。
教学难点：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成代谢调节机制。
核苷酸合成代谢过程中的一些抗代谢物，以及它们的作用机理。
三、教学方法设计：课程名称生物化学与分子生物学授课地点黄金校区教学楼选用教材“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材《生物化学与分子生物学》（第八版）（人民卫生出版社，查锡良、药立波主编）授课章节课题第十章核苷酸代谢第一节嘌呤核苷酸的合成与分解代谢第二节嘧啶核苷酸的合成与分解代谢（共4学时）1、结合第二章核酸的结构和功能来导入本章内容。
结合核酸是生命活动中的生物信息大分子的特点来分析核苷酸代谢特点。
2、联系临床有关实例、结合实际进行教学、激发学生的学习兴趣。
3、突出重点、讲透难点、抓住关键、做到深入浅出、通俗易懂。
4、通过多种方式加强与学生的交流。
可适当提问充分调动学生的积极性。
四、教具和教学手段：教具：电脑、投影仪、话筒、粉笔、教鞭、多媒体课件。
教学手段：充分利用现代化教学手段与方法、制作好多媒体课件、做到图文并茂，语言表达，适当板书与多媒体教学相结合。
五、教学过程与板书设计：（一）组织教学：结合核酸的特点、进一步学习嘌呤、嘧啶核苷酸的代谢特点并适当例举临床实例、以激发学生的兴趣。
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。
第十章 氨基酸及核苷酸的代谢
具有很强的专一性， 有特异的识别位点，通常具有 二重旋转对称性的回文序列
常用的DNA限制性内切酶的专一性
酶
辨认的序列和切口
说明
Alu I Bam H I Bgl I
‥ ‥A G C T ‥‥ ‥ ‥T C G A ‥ ‥
‥ ‥G G A T C C ‥‥ ‥ ‥C C T A G G ‥‥
‥ ‥A G A T C T ‥‥ ‥ ‥T C T A G A ‥‥
四核苷酸，平端切口 六核苷酸，粘端切口 六核苷酸，粘端切口
Eco R I Hind Ⅲ
‥ ‥G A A T T C ‥‥ ‥ ‥C T T A A G ‥‥
5
精氨酸
延胡索酸
4
精氨琥珀酸
谷氨酸
谷氨酸
2ATP+CO2+NH3+H2O
鸟氨酸 1 2ADP+Pi
氨甲酰磷酸 线
2
粒
体
瓜氨酸
AMP+PPi
3
ATP
瓜氨酸
基质
天冬氨酸
-酮戊二酸
草酰乙酸
谷氨酸
氨基酸
（二）α-酮酸的代谢转变
氨基酸碳骨架
葡萄糖
磷酸烯醇 式丙酮酸
丙氨酸 苏氨酸 甘氨酸 丝氨酸 半胱氨酸
丙酮酸
一、 核酸的酶促降解
核酸酶
核苷酸酶 核苷酸磷酸化酶
核酸
核苷酸
核苷 磷酸
碱基+戊糖
一、核 酸 酶
1、核酸酶的分类
（1）根据对底物的 专一性分为
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1.定义 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为原料，合成 嘌呤核苷酸的途径。
2. 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。
3.嘌呤碱合成的元素来源
天冬氨酸
甲酰基 (一碳单位)
CO2
甘氨酸
C6
N7
N1
C5
C8
C2
C4
N3
N9
H2O NH3
Pi R-1-P
黄嘌呤 氧化酶
GMP
核苷酸酶
鸟苷
核苷酶
鸟嘌呤
鸟嘌呤酶 黄嘌呤
尿酸
H2O Pi
Pi R-1-P
H2O NH3
(一)尿酸的生成
AMP
GMP
嘌呤碱的最终 代谢产物
H 黄嘌呤氧化酶
（次黄嘌呤）
X
G
(黄嘌呤)
OH N
黄嘌呤氧化酶
N OH
HO N N
H
尿酸
(二)痛风症的治疗机制
O
R 5/ P AMP
O
NAD+
R 5/ P ③
HN
Gln Glu ATP HN
N
IMP
O N N H2O ADP+Pi H2N N N
R 5/ P XMP
R 5/ P GMP
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
(3)ATP与GTP的生成
激酶
AMP
激酶
ADP
NN
6-巯基嘌呤(6-MP) H
= =
= =
PRPP
谷氨酰胺 (Gln)
=
6-MP
PRA 氮杂丝氨酸
6-MP
PRPP PPi
次黄嘌呤
=
IMP
(H)
MTX
氮杂丝氨酸
甘氨酰胺 核苷酸
(GAR)
甲酰甘氨酰 胺核苷酸
(FGAR)
甲酰甘氨 脒核苷酸
(FGAM)
5-甲酰胺基咪唑4-甲酰胺核苷酸
(FAICAR)
HH
H
H
OH OH
尿嘧啶核苷酸(UMP)
(2)胞嘧啶核苷酸的合成
O
HN
ON R-5/-P
UMP
尿苷酸激酶
UDP
ATP
ADP
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
NH2
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
N
ON R-5/-PPP
CTP
(3) dTMP或TMP的生成
脱氧核苷酸还原酶
UDP
CTP CDP dCDP
CH2
二氢乳清酸酶
HN
NADPH+H+ NADPH+
脱氢酶
C
H2O O N COOH
O N COOH
H
H
氨基甲酰天冬氨酸
二氢乳清酸
O HN
HN
O
PRPP
乳清酸磷酸 核糖转移酶
PPi
HN
O
脱羧酶
O N COOH H
乳清酸
O N COOH CO2 R-5/-P
乳清酸核苷酸(OMP)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱON
P O-CH2 O
救合成。
(三)嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
GMP XMP
(四) 脱氧核糖核苷酸的生成
在核苷二磷酸水平上进行（N代表A、G、U、C等碱基）
核糖核苷酸还原酶，Mg2+
NDP
dNDP
二磷酸核糖核苷
二磷酸脱氧核苷
还原型硫氧化 还原蛋白-(SH)2
氧化型硫氧 化还原蛋白
S
S
NADP+ 硫氧化还原蛋白还原酶 NADPH + H+ （FAD）
乙酰CoA
β-脲基异丁酸
H2O
CH3
CO2 + NH3 H2N-CH2-CH-COOH
肝
尿素
β-氨基异丁酸 甲基丙二酰CoA
琥珀酰CoA
TCA循环
TCA循环 糖异生
MTX
5-氨基异咪唑4-甲酰胺核苷酸
(AICAR)
6-MP AMP
6-MP PPi
6-MP
氮杂丝氨酸
PPi PRPP
GMP
鸟嘌呤(G)
=
PRPP 腺嘌呤(A)
6-MP
二、嘌呤核苷酸的分解代谢
核苷酸酶
核苷磷酸化酶
核苷酸
核苷
Pi
AMP
核苷酸酶
腺苷
脱氨酶
次黄苷 核苷酶
1-磷酸核糖
碱基
次黄嘌呤
H2O Pi
C
N
HOOC
H2N-C 裂解酶
N
N10-COH-FH4
CH
K+
FH4
延胡索酸
C H2N
N
转甲酰基酶
R 5/ P
R 5/ P
5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸)
5-氨基咪唑-4-甲酰胺
甲酰胺核苷酸(SAICAR)
核苷酸(AICAR) O
O
H2N-C
N
N
N
CH OHC-NH C N
环水解酶
P O-CH2 O N
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
IMP
XMP GMP GDP GTP
腺苷酸代
琥珀酸 +
AMP
IMP GTP
+
XMP ATP GMP
ADP GDP
ATP GTP
(二) 补救合成途径
1.定义 利用游离的嘌呤或嘌呤核苷，合成嘌呤核 苷酸的过程，称为补救合成(或重新利用)途径。
嘌呤核苷酸 ATP + 5-磷酸核糖
嘧啶核苷酸
(二)嘧啶核苷酸的补救合成
1.补救合成的过程
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 + ATP 胸苷激酶
TMP +ADP
2.补救合成的特点 (1) 节省从头合成时的能量和氨基酸。
第十章 核苷酸代谢
(Metabolism of Nucleotides)
核苷酸功能
组成核酸及储存能量。 组成辅酶(辅基)，参与代谢及调节。
食物核蛋白
蛋白质
胃酸
核苷
核酸
核酸酶
核苷酸
核苷酸酶
磷酸
碱基
核苷酶
戊糖
第一节 嘌呤核苷酸的代谢
(Metabolism of Purine Nucleotides)
一、嘌呤核苷酸的合成代谢
N
天冬氨酸
4. 合成过程
(1)尿嘧啶核苷酸的合成
氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ(CPS-Ⅱ)是尿嘧啶核苷酸的合 成的主要调节酶。
氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ
CO2 +谷氨酰胺
(CPS-Ⅱ)
NH2 C=O
天冬氨酸氨基 甲酰转移酶
2×ATP 2×(ADP+Pi) 谷氨酸 O-PO32- Asp Pi
氨基甲酰磷酸
O
O
HO-C NH2
第二节 嘧啶核苷酸的代谢
(Metabolism of Pyrimidine Nucleotides)
一、嘧啶核苷酸的合成代谢
(一) 从头合成途径
1.定义 是指利用磷酸核糖、氨基酸及二氧化 碳等为原料，合成嘧啶核苷酸的途径。
2.合成部位 主要是肝等。
3.嘧啶合成的元素来源
谷氨酰胺 CO2
C
N
C
C
C
HH
R 5/ P
H2O
H
H
5-甲酰胺咪唑-4-氨基甲酰核苷酸(FAICAR)
OH OH
N
次黄嘌呤核苷酸 (IMP)
(2)AMP和GMP的生成
HOOC-CH2-CH-COOH
O HN
N
NH
GDP+Pi N
N
NH2 延胡索酸
N
N
GTP
NN
②
NN
Asp
N
①
R 5/ P
腺苷酸代琥珀酸
H2ONADH+H+
N
2.参与补救合成的酶 (1)腺嘌呤磷酸核糖转移酶
(adenine phosphoribosyl transferase, APRT)
(2)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶
(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT)
(3)腺苷激酶(adenosine kinase)
1.尿酸含量为0.12～0.36mmol/L，超过0.48 mmol/L时， 沉积于关节等处，导致痛风症。
2.别嘌呤醇可竞争性抑制黄嘌呤氧化酶，使生成减少， 达到治疗痛风症的目的。
鸟嘌呤
黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤
尿酸
次黄嘌呤
OH
NCC N
CH
HC
C N
N
H
次黄嘌呤
别嘌呤醇
OH H
NCC C
N
HC
C N
N
H
别嘌呤醇
3.合成过程
腺嘌呤 + PRPP
APRT
AMP + PPi
次黄嘌呤 + PRPP HGPRT IMP + PPi