第28章核苷酸代谢
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核苷磷酸激酶的作用下与ATP反应，生成腺嘌呤核苷酸。
★嘌呤核苷酸的从头合成与补救途径之间存在平衡。 Lesch-Nyan综合症就是由于次黄嘌呤：鸟嘌呤磷酸核糖 转移酶缺陷，AMP合成增加，大量积累尿酸，肾结石和 痛风。
2、嘧啶核苷酸合成的补救途径
⑪ 嘧啶核苷激酶途径（重要途径）
嘧啶碱与1-磷酸核糖生成嘧啶核苷，然后由尿苷激 酶催化尿苷和胞苷形成UMP和CMP。
氨甲酰磷酸的合成
NH2
CO2+ATP+Gln
氨甲酰磷酸合成酶II
O
C
O
O
P-OO-
氨甲酰磷酸
真核细胞中有两种氨甲酰磷酸合成酶（CPS）： (1)线粒体CPSⅠ利用游离NH3为氮源合成氨基甲酰磷酸， 参与尿素合成。 (2)胞液CPS-Ⅱ，利用谷氨酰胺作N源，参与嘧啶的从头合 成
谷胺酰胺 首先合成尿苷酸（UMP）。 由尿苷酸合成胞苷酸是在尿苷 三磷酸水平上进行的
（6）IMP合成AMP：由GTP提供能量，天冬酰胺提供氨 基，中间产物是腺苷酸琥珀酸。 （7）IMP合成GMP：由ATP提供能量，谷氨酰胺提供氨 基，中间产物是黄嘌呤核苷酸。
（8）嘌呤核苷酸合成的调控酶是：PRPP合成酶、次黄嘌 呤核苷酸脱氢酶和次黄嘌呤核苷酸脱氢酶。
IMP 、 AMP和GMP过量会抑制PRPP合成酶的活性。 AMP过量可反馈抑制腺苷琥珀酸合成酶的活性，控制 AMP合成，AMP合成时需GTP，所以GTP可促进AMP 合成。 ★GMP过量可反馈抑制次黄嘌呤核苷酸脱氢酶的活性， 控制GMP合成 ，GMP合成需要ATP，所以ATP可促进 GMP合成。
3、 AMP 和GMP的合成
腺苷酸代琥珀酸
4、嘌呤核苷酸合成小结 （1）合成嘌呤环的原料是：二氧化碳、谷氨酰胺、天冬 氨酸、甘氨酸和甲酸盐。甲酸盐的提供者是N10-甲酰四 氢叶酸。 （2）合成起始物是PRPP，在其上建造一个嘌呤环，首先 合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），由IMP再合成腺苷酸和 鸟苷酸 （3）嘌呤核苷酸合成分2个阶段，第一阶段合成咪唑环， 第二阶段合成嘧啶环，在第一阶段完成时，嘧啶环的 N9已经形成 （4）以PRPP为起始物合成IMP合成过程共消耗6（7个） 个高能键。整个反应过程不可逆。 （5）合成IMP的酶组成多酶复合体，可以提高催化作用 的效率。
嘌呤类似物 嘧啶类似物 叶酸类似物 Gln和Asp类似物
（八）
核苷酸的补救合成
嘌呤核苷酸合成的补救途径 嘧啶核苷酸合成的补救途径 脱氧核苷酸合成的补救途径
1、嘌呤核苷酸合成的补救途径
⑪ 磷酸核糖转移酶途径（重要途径）
嘌呤碱和PRPP在特异的磷酸核糖转移酶的作用下生成嘌 呤核苷酸 ⑫ 核苷激酶途径（但只发现有腺苷激酶） 腺嘌呤在核苷磷酸化酶作用下转化为腺嘌呤核苷，后者在
（三） 嘧啶核苷酸的合成
★与嘌呤核苷酸合成不同，在合成嘧啶核苷酸时，首先合 成嘧啶环（乳清酸），再与磷酸核糖结合，生成尿嘧啶核 苷酸，最后由尿嘧啶核苷酸转化为胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧 啶脱氧核苷酸。 ★合成前体：氨甲酰磷酸（或CO2,NH3）、Asp
1、嘧啶核苷酸各元素来源
2.乳清酸的生物合成途径
第28章
一 二 三
核苷酸代谢
核酸的酶促降解 嘌呤和嘧啶的分解 核苷酸的生物合成
一、 核酸和核苷酸的降解
核糖核酸酶(只水解RNA) 核酸酶（磷酸二酯酶）脱氧核糖核酸酶（只水解DNA） 按对底物的专一性 非特异性核酸酶（可水解DNA或RNA） 限制性核酸内酶 核酸酶（磷酸二酯酶） 内切酶：水解核酸内部的磷酸二酯键 按对底物的作用部位 外切酶 3/核酸外切酶 5/核酸外切酶
UDP
还原
dUDP
脱磷酸
dUMP
甲基化
dTMP
dUMP
胸腺嘧啶核苷酸合酶
dTMP
N5,N10-甲酰四氢叶酸 甘氨酸
Leabharlann Baidu丝氨酸羟甲基转移酶
二氢叶酸 NADPH + H+
二氢叶酸还原酶
丝氨酸
四氢叶酸
NADP+
（七）
核苷酸从头合成的抗代谢物
★核苷酸从头合成的抗代谢物可以抑制核苷酸的合成, 从而控制快速生长的肿瘤细胞,其主要类型有:
UTP
Glu
Gln
4、嘧啶核苷酸合成小结 （1）嘧啶环是由氨甲酰磷酸和天冬氨酸合成的。 （2）嘧啶核苷酸合成与嘌呤核苷酸合成不同，是先合成 嘧啶环（乳清酸）再与磷酸核糖合成乳清核苷酸，由乳 清核苷酸合成尿嘧啶核苷酸，由尿嘧啶核苷酸再合成其 他嘧啶核苷酸。 （3）氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ存在于胞质中，需谷氨酰胺作 氨基供体，与二氧化碳和ATP反应生成氨甲酰磷酸。 （4）在动物体内嘧啶核苷酸合成的前三个酶既氨甲酰磷 酸合成酶Ⅱ、天冬氨酸转氨甲酰酶和二氢乳清酸酶组成 一个多功能酶，缩写为CAD
（六） 脱氧 胸苷酸的合成
胸苷酸是由脱氧尿苷酸甲基化生成的：先由UDP还原形成dUDP， dUDP再脱去磷酸基变为dUMP，然后再经甲基化转变成胸腺嘧啶核苷 酸。 N5,N10-亚甲基-四氢叶酸是甲基的供体,这个反应是由胸苷酸 合成酶催化的。产物为脱氧胸苷酸（dTMP）和二氢叶酸。四氢叶酸 可以从二氢叶酸再生。还原反应经二氢叶酸还原酶催化，由NADPH 供给氢。下一步反应由丝氨酸羟甲基转移酶催化
（2）NDP还原为dNDP和水的氢传递过程 • 核苷二磷酸还原酶最终是NADPH的氢取代NDP碳2位的-OH,生 成dNDP和水,NADPH的氢传递到底物,需要电子运载体系的协助. 主要包括: 1）硫氧还蛋白，该蛋白质中含有2个半胱氨酸的-SH，可以可逆性 地氧化和还原，使NDP还原酶的-SH处于还原状态。 2）硫氧还蛋白还原酶，该酶是一个含FAD的黄素蛋白，可将硫氧 还蛋白分子上的-S-S-还原为-SH，同时将NADPH+H氧化为 NADP+。 3）谷氧还蛋白，研究发现E.coli变异株体内缺乏硫氧还蛋白，仍有 脱氧核苷酸的合成，谷氧还蛋白具有类似与硫氧还蛋白的功能。 谷氧还蛋白从还原型谷胱甘肽（GSH）接受电子，是GSH转变 为氧化型，在谷胱甘肽还原酶作用下，氧化型谷胱甘肽从 NADPH接受氢再形成还原型谷胱甘肽
NDP还原为dNDP和水的氢传递过程
P POCH2
O
碱 基
P POCH2
O
碱 基
核糖核苷还原酶
OH OH
H2 O
OH H
硫氧还蛋白
SH SH
硫氧还蛋白
S S
谷氧还蛋白
SH SH
谷氧还蛋白
S S
硫氧还蛋白还原酶
谷氧还蛋白还原酶
FAD NADPH+H+
FADH2
GSH
谷胱甘肽还原酶
2GSH NADP+
（d）CDP +ADP
(d)UMP + ATP
（d）UDP +ADP
※核苷二磷酸进一步转化为核苷三磷酸是由另一种激酶催化的。 此酶对碱基和戊糖都没有特殊的要求，磷酸供体为ATP。
（d）NDP + ATP
(d)NTP激酶
（d）NTP + ADP
（五）
脱氧核苷酸的合成
★生物体中的脱氧核糖核苷酸是由相应的核糖核苷酸还 原生成的。在大多数生物体内，如大肠杆菌、动物组织、 高等植物和肿瘤细胞，还原作用是在核苷二磷酸水平上 被还原的，由核糖核苷酸还原酶催化。
（5）尿嘧啶核苷酸转变为胞嘧啶核苷酸是在尿嘧啶核苷 三磷酸水平上进行的，因只有尿嘧啶核苷三磷酸才能氨 基化为胞嘧啶核苷三磷酸。在细菌中氨直接参与氨基化， 在动物体内谷氨酰胺提供氨基。 （6）细菌中嘧啶核苷酸合成的主要调节酶是：天冬氨酸 转氨甲酰酶（ATCase）CTP是该酶的负异促调节物； ATP是正异促调节物，在动物体中，ATCase不是调节 酶。动物体中的主要调节酶是按甲酰磷酸合成酶 Ⅱ.UDP和UTP是该酶的负异促效应物
3.胞嘧啶、尿嘧啶核苷酸的合成
▲UTP和CTP的合成与IMP的合成过程相同，起始物同样是PRPP ▲反应过程为：
PPi
CO2
PRPP+乳清酸
①
乳清苷酸
②
UMP
ATP ③ ADP
注: ①乳清苷酸焦磷酸化酶
②乳清苷酸脱羧酶 ③尿苷酸激酶 ④核苷二磷酸激酶 ⑤CTP合成酶 CTP
UDP
ATP
④
ADP Pi+ADP H2O+ATP ⑤
IMP的合成的总反应式
5-磷酸核糖+CO2+次甲基-四氢叶酸+甲酰-四氢叶酸 +2Gln+Gly+ Asp+5ATP → IMP+2四氢叶酸+2Glu +延胡 索酸+4ADP+ 1AMP+4Pi+PPi
IMP合成过程中的反应类型: • 氨基化反应：①,④是氨基化反应； • 酰胺化反应：②,③,⑥,⑧,⑩是合成酰胺键的反应 • 脱水闭环：⑤和⑾是脱水闭环反应。 • 转位：⑦是转位反应 • 裂解：⑨是裂解反应
★显然核酸不是必需的营养素 ★化疗药物和抗生素的作用靶点是核苷酸合成途径
（二）嘌呤核苷酸的从头合成 • 嘌呤核各原子的来源 • 合成嘌呤核苷酸的起始物 • 先合成次黄苷酸 • 由次黄苷酸再合成AMP和GMP
1、嘌呤核各原子的来源
1 2
6
5 4
7 8 9
3
2、 IMP的合成
★由5/-磷酸核糖-1/-焦磷酸（PRPP）开始，先合成 次黄嘌呤核苷酸，然后由次黄嘌呤核苷酸（IMP） 转化为腺嘌呤核苷酸（AMP）和鸟嘌呤核苷酸 （GMP）。
核酸
核酸酶
单核苷酸
核苷磷酸化酶
磷酸单酯酶
核苷+磷酸
核苷酶
嘧啶（嘌呤） 嘧啶（嘌呤） 核糖(脱氧核糖)
核糖-1-磷酸
脱氧核糖1-磷酸
核糖-5-磷酸 乙醛
磷酸戊糖途径
醛缩酶
甘油醛-3-磷酸
二、 碱基的分解 （一） 嘌呤的分解
腺嘌呤脱氨酶
黄嘌呤氧化酶
鸟嘌呤脱氨酶
黄嘌呤氧化酶
腺尿酸氧化酶
尿囊酸酶
• 黄嘌呤氧化酶是需氧氧化酶
⑫ 磷酸核糖转移酶途径（胞嘧啶不行）
嘧啶碱与PRPP直接生成嘧啶核苷酸
3、 脱氧核苷酸的补救（脱氧核苷激酶途径）
脱氧核苷酸也能利用已有的碱基或核苷进行 合成（补救途径），但只有脱氧核苷激酶途 径，不存在类似的磷酸核糖转移酶途径。
二、 碱基的分解 （二） 嘧啶的分解
NAD(P)H+H+
NAD(P)H+H+
胞嘧啶 尿嘧啶 β -丙氨酸+NH3+CO2
胸腺嘧啶
β -氨基异丁酸+NH3+CO2
三、核苷酸的生物合成
（一）核苷酸的生物合成有两条基本途径： ★“从头合成”途径或“从无到有”途径：所有生物体都 能利用基本原料(如核糖磷酸) 经一系列酶促反应合成核 苷酸，不经过碱基、核苷的中间阶段合成嘌呤和嘧啶核苷 酸 ★“补救途径”：所有生物体也能利用体内核酸降解产生 的和食物核酸消化生成的游离的碱基或核苷合成核苷酸。
1、核糖核苷酸还原酶
（1）结构：核糖核苷酸还原反应复杂，最先了解的是大 肠杆菌核糖核苷酸还原酶，包括2个亚基：R1和R2亚基。
R1含有2条相同的多肽链，每条多肽链上有2个变构调节 位点和1对-SH，ATP与调节位点结合，酶被活化， dATP与之结合酶被抑制；另1个调节位点与ATP或 dATP结合时，有利于酶催化UDP和CDP还原，当与 dTTP或dGTP结合时，酶催化GDP和ADP还原。 R2也含有2条多肽链，各有1个酪氨酰基和1个双核铁 （Fe3+）辅因子。 酶的活性部位在R1亚基和R2亚基的界面处。R1和R2只有 结合在一起时并有Mg2+存在时，才有催化活性。
（四）
核苷一磷酸酸转化成核苷三磷酸
※从核苷一磷酸酸转化为核苷二磷酸的反应是由相应的激酶催 化的。这些激酶对碱基专一，对其底物含核糖或脱氧核糖无特 殊要求。
（d）AMP + ATP ADP激酶
（d）ADP +ADP
(d) GMP + ATP
(d)CMP + ATP
GDP激酶 CDP激酶 UDP激酶
（d）GDP +ADP
★嘌呤核苷酸的从头合成与补救途径之间存在平衡。 Lesch-Nyan综合症就是由于次黄嘌呤：鸟嘌呤磷酸核糖 转移酶缺陷，AMP合成增加，大量积累尿酸，肾结石和 痛风。
2、嘧啶核苷酸合成的补救途径
⑪ 嘧啶核苷激酶途径（重要途径）
嘧啶碱与1-磷酸核糖生成嘧啶核苷，然后由尿苷激 酶催化尿苷和胞苷形成UMP和CMP。
氨甲酰磷酸的合成
NH2
CO2+ATP+Gln
氨甲酰磷酸合成酶II
O
C
O
O
P-OO-
氨甲酰磷酸
真核细胞中有两种氨甲酰磷酸合成酶（CPS）： (1)线粒体CPSⅠ利用游离NH3为氮源合成氨基甲酰磷酸， 参与尿素合成。 (2)胞液CPS-Ⅱ，利用谷氨酰胺作N源，参与嘧啶的从头合 成
谷胺酰胺 首先合成尿苷酸（UMP）。 由尿苷酸合成胞苷酸是在尿苷 三磷酸水平上进行的
（6）IMP合成AMP：由GTP提供能量，天冬酰胺提供氨 基，中间产物是腺苷酸琥珀酸。 （7）IMP合成GMP：由ATP提供能量，谷氨酰胺提供氨 基，中间产物是黄嘌呤核苷酸。
（8）嘌呤核苷酸合成的调控酶是：PRPP合成酶、次黄嘌 呤核苷酸脱氢酶和次黄嘌呤核苷酸脱氢酶。
IMP 、 AMP和GMP过量会抑制PRPP合成酶的活性。 AMP过量可反馈抑制腺苷琥珀酸合成酶的活性，控制 AMP合成，AMP合成时需GTP，所以GTP可促进AMP 合成。 ★GMP过量可反馈抑制次黄嘌呤核苷酸脱氢酶的活性， 控制GMP合成 ，GMP合成需要ATP，所以ATP可促进 GMP合成。
3、 AMP 和GMP的合成
腺苷酸代琥珀酸
4、嘌呤核苷酸合成小结 （1）合成嘌呤环的原料是：二氧化碳、谷氨酰胺、天冬 氨酸、甘氨酸和甲酸盐。甲酸盐的提供者是N10-甲酰四 氢叶酸。 （2）合成起始物是PRPP，在其上建造一个嘌呤环，首先 合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），由IMP再合成腺苷酸和 鸟苷酸 （3）嘌呤核苷酸合成分2个阶段，第一阶段合成咪唑环， 第二阶段合成嘧啶环，在第一阶段完成时，嘧啶环的 N9已经形成 （4）以PRPP为起始物合成IMP合成过程共消耗6（7个） 个高能键。整个反应过程不可逆。 （5）合成IMP的酶组成多酶复合体，可以提高催化作用 的效率。
嘌呤类似物 嘧啶类似物 叶酸类似物 Gln和Asp类似物
（八）
核苷酸的补救合成
嘌呤核苷酸合成的补救途径 嘧啶核苷酸合成的补救途径 脱氧核苷酸合成的补救途径
1、嘌呤核苷酸合成的补救途径
⑪ 磷酸核糖转移酶途径（重要途径）
嘌呤碱和PRPP在特异的磷酸核糖转移酶的作用下生成嘌 呤核苷酸 ⑫ 核苷激酶途径（但只发现有腺苷激酶） 腺嘌呤在核苷磷酸化酶作用下转化为腺嘌呤核苷，后者在
（三） 嘧啶核苷酸的合成
★与嘌呤核苷酸合成不同，在合成嘧啶核苷酸时，首先合 成嘧啶环（乳清酸），再与磷酸核糖结合，生成尿嘧啶核 苷酸，最后由尿嘧啶核苷酸转化为胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧 啶脱氧核苷酸。 ★合成前体：氨甲酰磷酸（或CO2,NH3）、Asp
1、嘧啶核苷酸各元素来源
2.乳清酸的生物合成途径
第28章
一 二 三
核苷酸代谢
核酸的酶促降解 嘌呤和嘧啶的分解 核苷酸的生物合成
一、 核酸和核苷酸的降解
核糖核酸酶(只水解RNA) 核酸酶（磷酸二酯酶）脱氧核糖核酸酶（只水解DNA） 按对底物的专一性 非特异性核酸酶（可水解DNA或RNA） 限制性核酸内酶 核酸酶（磷酸二酯酶） 内切酶：水解核酸内部的磷酸二酯键 按对底物的作用部位 外切酶 3/核酸外切酶 5/核酸外切酶
UDP
还原
dUDP
脱磷酸
dUMP
甲基化
dTMP
dUMP
胸腺嘧啶核苷酸合酶
dTMP
N5,N10-甲酰四氢叶酸 甘氨酸
Leabharlann Baidu丝氨酸羟甲基转移酶
二氢叶酸 NADPH + H+
二氢叶酸还原酶
丝氨酸
四氢叶酸
NADP+
（七）
核苷酸从头合成的抗代谢物
★核苷酸从头合成的抗代谢物可以抑制核苷酸的合成, 从而控制快速生长的肿瘤细胞,其主要类型有:
UTP
Glu
Gln
4、嘧啶核苷酸合成小结 （1）嘧啶环是由氨甲酰磷酸和天冬氨酸合成的。 （2）嘧啶核苷酸合成与嘌呤核苷酸合成不同，是先合成 嘧啶环（乳清酸）再与磷酸核糖合成乳清核苷酸，由乳 清核苷酸合成尿嘧啶核苷酸，由尿嘧啶核苷酸再合成其 他嘧啶核苷酸。 （3）氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ存在于胞质中，需谷氨酰胺作 氨基供体，与二氧化碳和ATP反应生成氨甲酰磷酸。 （4）在动物体内嘧啶核苷酸合成的前三个酶既氨甲酰磷 酸合成酶Ⅱ、天冬氨酸转氨甲酰酶和二氢乳清酸酶组成 一个多功能酶，缩写为CAD
（六） 脱氧 胸苷酸的合成
胸苷酸是由脱氧尿苷酸甲基化生成的：先由UDP还原形成dUDP， dUDP再脱去磷酸基变为dUMP，然后再经甲基化转变成胸腺嘧啶核苷 酸。 N5,N10-亚甲基-四氢叶酸是甲基的供体,这个反应是由胸苷酸 合成酶催化的。产物为脱氧胸苷酸（dTMP）和二氢叶酸。四氢叶酸 可以从二氢叶酸再生。还原反应经二氢叶酸还原酶催化，由NADPH 供给氢。下一步反应由丝氨酸羟甲基转移酶催化
（2）NDP还原为dNDP和水的氢传递过程 • 核苷二磷酸还原酶最终是NADPH的氢取代NDP碳2位的-OH,生 成dNDP和水,NADPH的氢传递到底物,需要电子运载体系的协助. 主要包括: 1）硫氧还蛋白，该蛋白质中含有2个半胱氨酸的-SH，可以可逆性 地氧化和还原，使NDP还原酶的-SH处于还原状态。 2）硫氧还蛋白还原酶，该酶是一个含FAD的黄素蛋白，可将硫氧 还蛋白分子上的-S-S-还原为-SH，同时将NADPH+H氧化为 NADP+。 3）谷氧还蛋白，研究发现E.coli变异株体内缺乏硫氧还蛋白，仍有 脱氧核苷酸的合成，谷氧还蛋白具有类似与硫氧还蛋白的功能。 谷氧还蛋白从还原型谷胱甘肽（GSH）接受电子，是GSH转变 为氧化型，在谷胱甘肽还原酶作用下，氧化型谷胱甘肽从 NADPH接受氢再形成还原型谷胱甘肽
NDP还原为dNDP和水的氢传递过程
P POCH2
O
碱 基
P POCH2
O
碱 基
核糖核苷还原酶
OH OH
H2 O
OH H
硫氧还蛋白
SH SH
硫氧还蛋白
S S
谷氧还蛋白
SH SH
谷氧还蛋白
S S
硫氧还蛋白还原酶
谷氧还蛋白还原酶
FAD NADPH+H+
FADH2
GSH
谷胱甘肽还原酶
2GSH NADP+
（d）CDP +ADP
(d)UMP + ATP
（d）UDP +ADP
※核苷二磷酸进一步转化为核苷三磷酸是由另一种激酶催化的。 此酶对碱基和戊糖都没有特殊的要求，磷酸供体为ATP。
（d）NDP + ATP
(d)NTP激酶
（d）NTP + ADP
（五）
脱氧核苷酸的合成
★生物体中的脱氧核糖核苷酸是由相应的核糖核苷酸还 原生成的。在大多数生物体内，如大肠杆菌、动物组织、 高等植物和肿瘤细胞，还原作用是在核苷二磷酸水平上 被还原的，由核糖核苷酸还原酶催化。
（5）尿嘧啶核苷酸转变为胞嘧啶核苷酸是在尿嘧啶核苷 三磷酸水平上进行的，因只有尿嘧啶核苷三磷酸才能氨 基化为胞嘧啶核苷三磷酸。在细菌中氨直接参与氨基化， 在动物体内谷氨酰胺提供氨基。 （6）细菌中嘧啶核苷酸合成的主要调节酶是：天冬氨酸 转氨甲酰酶（ATCase）CTP是该酶的负异促调节物； ATP是正异促调节物，在动物体中，ATCase不是调节 酶。动物体中的主要调节酶是按甲酰磷酸合成酶 Ⅱ.UDP和UTP是该酶的负异促效应物
3.胞嘧啶、尿嘧啶核苷酸的合成
▲UTP和CTP的合成与IMP的合成过程相同，起始物同样是PRPP ▲反应过程为：
PPi
CO2
PRPP+乳清酸
①
乳清苷酸
②
UMP
ATP ③ ADP
注: ①乳清苷酸焦磷酸化酶
②乳清苷酸脱羧酶 ③尿苷酸激酶 ④核苷二磷酸激酶 ⑤CTP合成酶 CTP
UDP
ATP
④
ADP Pi+ADP H2O+ATP ⑤
IMP的合成的总反应式
5-磷酸核糖+CO2+次甲基-四氢叶酸+甲酰-四氢叶酸 +2Gln+Gly+ Asp+5ATP → IMP+2四氢叶酸+2Glu +延胡 索酸+4ADP+ 1AMP+4Pi+PPi
IMP合成过程中的反应类型: • 氨基化反应：①,④是氨基化反应； • 酰胺化反应：②,③,⑥,⑧,⑩是合成酰胺键的反应 • 脱水闭环：⑤和⑾是脱水闭环反应。 • 转位：⑦是转位反应 • 裂解：⑨是裂解反应
★显然核酸不是必需的营养素 ★化疗药物和抗生素的作用靶点是核苷酸合成途径
（二）嘌呤核苷酸的从头合成 • 嘌呤核各原子的来源 • 合成嘌呤核苷酸的起始物 • 先合成次黄苷酸 • 由次黄苷酸再合成AMP和GMP
1、嘌呤核各原子的来源
1 2
6
5 4
7 8 9
3
2、 IMP的合成
★由5/-磷酸核糖-1/-焦磷酸（PRPP）开始，先合成 次黄嘌呤核苷酸，然后由次黄嘌呤核苷酸（IMP） 转化为腺嘌呤核苷酸（AMP）和鸟嘌呤核苷酸 （GMP）。
核酸
核酸酶
单核苷酸
核苷磷酸化酶
磷酸单酯酶
核苷+磷酸
核苷酶
嘧啶（嘌呤） 嘧啶（嘌呤） 核糖(脱氧核糖)
核糖-1-磷酸
脱氧核糖1-磷酸
核糖-5-磷酸 乙醛
磷酸戊糖途径
醛缩酶
甘油醛-3-磷酸
二、 碱基的分解 （一） 嘌呤的分解
腺嘌呤脱氨酶
黄嘌呤氧化酶
鸟嘌呤脱氨酶
黄嘌呤氧化酶
腺尿酸氧化酶
尿囊酸酶
• 黄嘌呤氧化酶是需氧氧化酶
⑫ 磷酸核糖转移酶途径（胞嘧啶不行）
嘧啶碱与PRPP直接生成嘧啶核苷酸
3、 脱氧核苷酸的补救（脱氧核苷激酶途径）
脱氧核苷酸也能利用已有的碱基或核苷进行 合成（补救途径），但只有脱氧核苷激酶途 径，不存在类似的磷酸核糖转移酶途径。
二、 碱基的分解 （二） 嘧啶的分解
NAD(P)H+H+
NAD(P)H+H+
胞嘧啶 尿嘧啶 β -丙氨酸+NH3+CO2
胸腺嘧啶
β -氨基异丁酸+NH3+CO2
三、核苷酸的生物合成
（一）核苷酸的生物合成有两条基本途径： ★“从头合成”途径或“从无到有”途径：所有生物体都 能利用基本原料(如核糖磷酸) 经一系列酶促反应合成核 苷酸，不经过碱基、核苷的中间阶段合成嘌呤和嘧啶核苷 酸 ★“补救途径”：所有生物体也能利用体内核酸降解产生 的和食物核酸消化生成的游离的碱基或核苷合成核苷酸。
1、核糖核苷酸还原酶
（1）结构：核糖核苷酸还原反应复杂，最先了解的是大 肠杆菌核糖核苷酸还原酶，包括2个亚基：R1和R2亚基。
R1含有2条相同的多肽链，每条多肽链上有2个变构调节 位点和1对-SH，ATP与调节位点结合，酶被活化， dATP与之结合酶被抑制；另1个调节位点与ATP或 dATP结合时，有利于酶催化UDP和CDP还原，当与 dTTP或dGTP结合时，酶催化GDP和ADP还原。 R2也含有2条多肽链，各有1个酪氨酰基和1个双核铁 （Fe3+）辅因子。 酶的活性部位在R1亚基和R2亚基的界面处。R1和R2只有 结合在一起时并有Mg2+存在时，才有催化活性。
（四）
核苷一磷酸酸转化成核苷三磷酸
※从核苷一磷酸酸转化为核苷二磷酸的反应是由相应的激酶催 化的。这些激酶对碱基专一，对其底物含核糖或脱氧核糖无特 殊要求。
（d）AMP + ATP ADP激酶
（d）ADP +ADP
(d) GMP + ATP
(d)CMP + ATP
GDP激酶 CDP激酶 UDP激酶
（d）GDP +ADP