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CO

2和NH

3

）。

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）+NH

3+CO

2

+H

2

O

②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）+NH

3+CO

2

+H

2

O

5)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CO

2

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CO

2和NH

3

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GMP

IMP+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+AMP

IMP+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。

5-磷酸核糖焦磷酸合成酶

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶

腺嘌呤磷酸核糖转移酶

补救合成途径满足了生物体嘌呤核苷酸需要，有效“回收”了核苷酸的分解代谢产物，节省了原料和能量。若体内的代谢产物无法及时利用或排出，大量积累尿酸可导致Lesch-Nyhan综合征（自毁容貌征），这是由于HGPRT的缺乏引起的。

核苷激酶途径：碱基+1-磷酸核糖+特异核苷磷酸化酶→核苷+磷酸激酶→核苷酸（ATP提供磷酸基）※由于生物体缺乏除腺苷激酶以外的激酶，故此途径在嘌呤核苷酸合成中非必要。

嘧啶核苷酸合成前体：尿嘧啶核苷酸（UMP）→尿嘧啶碱基+5-磷酸核糖（起始物）

2)嘧啶核糖核苷酸的从头合成途径：在胞液中进行；嘧啶环与磷酸核糖反应生成乳清甘酸，

然后生成尿嘧啶核苷酸。中间产物OMP（乳清酸核苷酸）。

A.鸟嘧啶核苷酸的合成：从氨甲酰磷酸起始；

①供能

氨基甲酰磷酸+天冬氨酸+②天冬氨酸氨甲酰转移酶→氨甲酰天冬氨酸+③二氢乳清酸酶→二氢乳清酸+④二氢乳清酸脱氢酶→乳清酸（合成UMP的重要中间产物，形成嘧啶环）+⑤乳清磷酸核糖转移酶+PRPP→乳清苷酸+⑥乳清苷酸脱羧酶→UMP

B.胞嘧啶核苷酸的合成（CTP）：UMP→CTP是在尿嘧啶核苷三磷酸的水平上进行的；

补救合成途径：通过磷酸核糖转移酶活性，直接由碱基形成核苷酸；

尿嘧啶+PRPP+UMP磷酸核糖转移酶→UMP+PPi

尿嘧啶+1-磷酸核糖+尿苷磷酸化酶→尿嘧啶核苷+Pi

+→尿嘧啶核苷酸+ADP

尿嘧啶核苷+ATP+尿苷激酶+Mg

2

+→胞嘧啶核苷酸+ADP。

胞嘧啶不能与PRPP直接反应：胞嘧啶核苷+ATP+尿苷激酶+Mg

2

脱氧核糖核苷酸的合成

核苷二磷酸A/G/C/UDP+核苷二磷酸还原酶→脱氧核苷二磷酸dA/G/C/UDP+核苷二磷酸激酶（磷酸化）→核苷三磷酸dA/G/C/UTP