第九章核苷酸代谢
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生物化学-核苷酸代谢
药物名称 羟基脲和羟 基胍 正常代谢物 脱氧核苷 治疗的疾病 主要作用的酶 作用的代谢途径 脱氧核苷酸合成 ①慢性粒细胞 核苷酸还原酶 白血病 ②恶性淋巴瘤 ③其它骨髓增 生性疾病 ①急性淋巴细 DNA聚合酶 胞性白血病 ②病毒感染性 疾病 如单纯疱疹病 毒、牛痘病毒、 带状疱疹病毒 ①乳腺癌 天冬氨酸氨基甲酰 ②胰腺癌 转移酶（ACT） ③软组织肉瘤
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
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
chapter 9核苷酸代谢
核苷酸的从头合成概况 5-磷酸核糖
Gln
Gly 一碳单位
Gln CO2 Asp
一碳单位
PRPP
IMP
GMP
AMP
GTP
ATP
CO2 + Gln 氨基甲酰磷酸
Asp 乳清酸
UMP dTMP
UTP CTP
第一节
嘌呤核苷酸代谢
Metabolism of Purine Nucleotides
一、嘌呤核苷酸的合成代谢
分布 氮源 变构激活剂 变构抑制剂
CPSⅠ 线粒体 (肝)
NH3 AGA
无
CPSⅡ 胞液 (所有细胞)
Gln 无 UMP
功能
尿素合成
嘧啶合成
O
O
NH 2 C
天冬氨酸 氨甲酰转移酶
HO C NH 2
CH2
二氢乳清酸酶
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
UTP
CTP
（二） 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
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
（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物
• 嘧啶类似物
5-氟尿嘧啶(5-FU) 是胸腺嘧啶的类似物。
O
O
F HN
N
HC
C
N
N H
A别llo嘌pu呤rin醇ol
鸟嘌呤
第9章 核苷酸代谢
进入磷酸戊糖途径 或重新合成核酸
分解 p 合成 a
戊糖 （磷酸戊糖） 何处去？ r 何处去？ s i u bd g oe a so r ex y
核苷酸的生物功能
①合成核酸原料 ②是多种生物合成的活性中间物 糖原合成、UDP-Glc、磷脂合成、CDP-乙醇胺、CDP糖原合成、UDP-Glc、磷脂合成、CDP-乙醇胺、CDP二脂酰甘油。 二脂酰甘油。 ③生物能量的载体 ATP、GTP、 CTP、 ATP、GTP、 CTP、UTP 腺苷酸是三种重要辅酶的组分 ④腺苷酸是三种重要辅酶的组分 NAD、FAD、 NAD、FAD、CoA 信号分子： ⑤信号分子： cAMP、cGMP（参与代谢和生理调节） cAMP、cGMP（参与代谢和生理调节）
第一节 核酸的酶促降解
1、外切酶作用
2、内切酶作用
识别位点一般 为4-8个碱基对
6
第二节 核苷酸的分解代谢
？嘌呤 嘧啶如何去路 嘌呤/嘧啶如何去路
核苷酸分解代谢一览图
一、嘌呤的分解代谢
AMP 1-磷酸核糖 次黄嘌呤
黄嘌呤氧化酶
GMP
黄嘌呤
尿酸
嘌 呤 核 苷 酸 的 分 解 代 谢
(PNP)习题来自UMPUTPCTP
CDP
dCDP
MTX UDP dUDP dUMP 5FU dTMP
四、脱氧核苷酸的生物合成
1、 、 脱 氧 核 苷 酸 的 生 成
Mg2+
脱氧核苷酸的生成
O P-P CH2 O
2
N 核核核核核核核核 SH
O P-P CH2
O
N
OH NDP
OH
硫硫硫核核硫硫
硫硫硫核核硫硫
OH S S
3、嘧啶核苷酸合成的药物抑制
第九章核酸的酶促降解及核苷酸代谢
c、UMP转变为CTP
CTP合成酶
UMP UDP UTP
CTP
ATP Gln H2O
嘧啶环上各原子的来源
来自NH3 来自CO2
4
C
N3
C5
C2
C6
1
N
来自天冬氨酸
尿嘧嘧啶+PRPP 尿嘧啶+1-P-核糖 尿嘧啶核苷+ATP
UMP+PPi 尿嘧啶核苷+Pi UMP+ADP
-CH=NH
H-CO-CH2OH -CH= -CH2-CH3
亚氨甲基 甲酰基 甲醇基 次甲基 亚甲基
甲基
一碳基团转移酶的辅酶：FH4 一碳基团四氢叶酸化合物的结构和命名
叶酸和 四氢叶酸（FH4）
叶 酸
四
氢
H
叶
10
酸
5
H
CHOCH2
N5N，5-NC1H0-OC-HF2H-F4 H4
一碳基团的 S-腺苷蛋氨酸 来源与转变
参与 甲基化反应
N5-CH2-FH4
丝氨酸 FH4
NAD+
NDAH+H+ N5 ， N10 -CH2-FH4还原酶
N5 N10 - CH2-FH4
为胸腺嘧啶合 成提供甲基
NAD+ NDAH+H+
N5 ， N10 -CH2-FH4脱氢酶
组氨酸 FH4 苷氨酸
N5， N10 = CH-FH4
参与嘌呤合成
核酸的酶促降解和核苷酸代谢
本章重点讨论核酸酶的类别和特点，对核 苷酸的生物合成和分解代谢作一般介绍。
第一节 核酸的酶促降解 第二节 核苷酸的分解代谢 第三节 核苷酸的合成代谢
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
生物化学第九章-核苷酸代谢
第九章核苷酸代谢一、核苷酸类物质的生理功用：核苷酸类物质在人体内的生理功用主要有：①作为合成核酸的原料：如用ATP，GTP，CTP，UTP合成RNA，用dA TP，dGTP，dCTP，dTTP合成DNA。
②作为能量的贮存和供应形式：除ATP之外，还有GTP，UTP，CTP等。
③参与代谢或生理活动的调节：如环核苷酸cAMP和cGMP作为激素的第二信使。
④参与构成酶的辅酶或辅基：如在NAD+，NADP+，FAD，FMN，CoA中均含有核苷酸的成分。
⑤作为代谢中间物的载体：如用UDP携带糖基，用CDP携带胆碱，胆胺或甘油二酯，用腺苷携带蛋氨酸（SAM）等。
二、嘌呤核苷酸的合成代谢：1．从头合成途径：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。
嘌呤环中各原子分别来自下列前体物质：Asp → N1；N10-CHO FH4 → C2 ；Gln → N3和N9 ；CO2 → C6 ；N5,N10=CH-FH4 → C8 ；Gly → C4 、C5 和N7。
合成过程可分为三个阶段：⑴次黄嘌呤核苷酸的合成：在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下，消耗ATP，由5'-磷酸核糖合成PRPP(1'-焦磷酸-5'-磷酸核糖)。
然后再经过大约10步反应，合成第一个嘌呤核苷酸——次黄苷酸（IMP）。
⑵腺苷酸及鸟苷酸的合成：IMP在腺苷酸代琥珀酸合成酶的催化下，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）。
⑶三磷酸嘌呤核苷的合成：AMP/GMP被进一步磷酸化，最后生成A TP/GTP，作为合成RNA的原料。
ADP/GDP则可在核糖核苷酸还原酶的催化下，脱氧生成dADP/dGDP，然后再磷酸化为dATP/dGTP，作为合成DNA的原料。
第九章 核苷酸代谢
图9-7
嘧啶的元素来源
（2）嘧啶核苷酸从头合成的特点 嘧啶核苷酸从头合成途径不同于嘌呤核苷酸 的合成。其特点是： ①合成所需要的酶系大多在胞液内，但个别酶 如二氢乳清酸脱氢酶则位于线粒体内。 ②合成从CO2和谷氨酰胺开始，经6步反应先合 成出尿嘧啶核苷酸（UMP）。 ③由UMP出发再合成其它的嘧啶核苷酸。
2) 嘧啶核苷酸的负性调节同样由合成产物的反 馈抑制进行调节。主要集中在对4个关键酶的反 馈抑制上。
第一个关键酶是氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ （CPSⅡ），由UMP反馈抑制。 第二个关键酶是天冬氨酸转氨基甲酰酶 (CAT)，由UMP和CTP反馈抑制。
第三个关键酶是磷酸核糖焦磷酸激酶 （OPRT），由ADP和GDP反馈抑制。 第四个关键酶是CTP合成酶(CTPS)，由CTP反 馈抑制。CTP对天冬氨酸转氨酶的反馈调节为变 构调节。该酶有6个催化亚基和6个调节亚基。当 CTP浓度升高时，CTP就与调节亚基结合，使调节 亚基和催化亚基逐步变构，从而使酶由活性状态 逐步转变为无活性状态，实现反馈抑制调节。
图9-3
嘌呤核苷酸的从头合成
图9-4
由IMP合成AMP和GMP
(5) 嘌呤核苷酸从头合成的调节 细胞和机体能够对嘌呤核苷酸的从头合成 进行调节，以保持细胞和机体内相对稳定的嘌呤 核苷酸供应。嘌呤核 苷酸从头合成的调节包 括正性调节和负性调节两种方式。 正性调节是指促进嘌呤核苷酸合成的调节。 而负性调节是指抑制嘌呤核苷酸合成的调节。
1）正性调节表现为前后两端调节 前端正性调节主要是对两个关键酶的促进作用。这 两个关键酶是PRPPK和GPAT，底物ATP、5’-磷酸核糖和 PRPP分别促进其活性，增加IMP的合成。 后端正性调节主要是由ATP促进GMP合成酶和GTP促 进腺苷酸代琥珀酸合成酶这两个关键酶的活性，增加 GTP和ATP的合成。
核酸的降解
第九章核酸的酶促降解和核苷酸代谢核酸在生物体内核酸酶、核苷酸酶、核苷酶等的作用下，分解为氨、尿素、尿囊素、尿囊酸、尿酸等终产物，排泄到体外。
在核酸的分解过程中，产生的核糖可以沿磷酸戊糖途径代谢，产生的核苷酸及其衍生物几乎参与细胞的所有生化过程。
如A TP是生物体内的通用能源；腺苷酸还是几种重要辅酶的组成成分；cAMP和cGMP作为激素作用的第二信使，是生物体内物质代谢的重要调节物质。
第一节核酸的分解代谢动物和异养型微生物可以分泌消化酶来分解食物中的核蛋白和核酸类物质，以获得各种核苷酸、核苷及嘌呤碱、嘧啶碱和戊糖。
植物一般不能消化体外的有机物质。
但所有生物细胞都含有与核酸代谢有关的酶类，能使细胞内的核酸分解，促使核酸更新。
在体内，核酸的分解过程如下：嘌呤碱和嘧啶碱+ 戊糖—1—磷酸。
一、核酸的降解（解聚）在生物体内能催化磷酸二酯键水解而使核酸解聚的酶，称为核酸酶。
其中专一作用于RNA的称为核糖核酸酶（RNase）；专一水解DNA的称为脱氧核糖核酸酶（DNase）。
核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶中，能水解核酸分子内部磷酸二酯键的酶称为核酸内切酶（Endonuclease）；而能从DNA或RNA以及低聚多核苷链的一端逐个水解下单核苷酸的酶称为核酸外切酶（Exonuclease)。
二、核苷酸的降解各种单核苷酸受细胞内磷酸单酯酶或核苷酸酶的作用水解为核苷和磷酸。
核苷在核苷酶的作用下进一步分解。
核苷酶的种类很多，可以分为两大类：一类是核苷磷酸化酶（Nucleoside Phosphorylase），一类是核酸水解酶（Nucleoside hydrolase）。
三、碱基的分解1．嘌呤的分解嘌呤碱的分解首先是在各种脱氨酶的作用下脱去氨基。
在许多动物体内广泛含有鸟嘌呤脱氨酶，可以催化鸟嘌呤水解脱氨生成黄嘌呤。
但腺嘌呤脱氨酶含量极少，而腺苷脱氨酶和腺苷酸脱氨酶活性很高。
因此，腺嘌呤的脱氨反应是在腺苷酸和腺苷的水平上进行的。
第九章核酸的酶促降解和核苷酸代谢
嘧啶的分解
第二节．核苷酸的合成代谢
植物、动物和微生物，一般都能够合成各 种嘌呤和嘧啶核苷酸，它们的合成途径大致 相同。通常核苷酸的生物合成有两条主要途 径: 一条是利用简单的原料如氨基酸、甲酸 盐和CO2等的从头合成(de novo synthesis); 另一条是利用核酸降解的中间产物或外 源的核苷，嘌呤碱和嘧啶碱合成新的核苷酸 、此途径称补救(salvage)途径。
限制性内切酶:识别并水解特异核 酸序列的核酸内切酶。
3. Nuclease(核酸酶)
既可水解RNA又可水解 DNA磷酸二酯键的核酸酶称 非特异核酸酶，例如小球菌核 酸酶S1是内切酶，可作用 RNA或变性DNA，产生3’-核 苷酸。
４．PDase(磷酸二酯酶)
蛇毒磷酸二酯酶则能从RNA链 或DNA链的3’-羟基末端逐个切割核 苷酸，生成5’-核苷酸。牛脾磷酸二 酯酶从RNA链或DNA链的５’-羟 基末端逐个切割核苷酸，生成３’核苷酸。
dTMP的来源: a.dUDP+H2O--------→dUMP+Pi b.dCMP+H2O--------→dUMP + NH3 7,8-FH2 +NADPH+H+==========5,6,7,8-FH
Ser羟甲基转移酶 还原酶
+ +NADP 4
脱氨
Ser+FH4==============Gly+M5、N10-甲叉FH4+H2O
ATP ADP ATP ADP
AMP
ADP 激 酶
ATP
GMP
GDP 激 酶 GTP
(2)补救合成途径:
依靠外源的或体内分解的嘌呤核苷合成嘌呤核苷 酸。 G GMP
专科(生物化学)第9章 核苷酸代谢
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，
脱氢氧化为黄嘌呤核苷酸（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）。
2、AMP和GMP的生成
HOOCCH2CHCOOH
NH2 NH C N C N C 延胡索酸 N HN C CH CH HC C N N HC C 腺苷酸代琥珀 N N R-5'-P
1.嘌呤类似物:
6-巯基嘌呤(6MP)、6-巯基鸟嘌呤、 8-氮杂鸟嘌呤
其中, 6MP临床应用较多.其化学结构与次黄嘌
呤相似,并可在体内转变成6MP核苷酸.因而可抑 制IMP转变为AMP及GMP;可通过竞争性抑制影 响次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)而 阻止了补救合成途径;还可反馈抑制PRPP酰基转
MTX
AICAR FAICAR
6MP
IMP
AMP
PPi
A
PRPP
6MP
GMP
PPi
I G
PRPP
氮杂丝氨酸
嘌呤核苷酸抗代谢物的作用
6MP
二、
嘧啶核苷酸的合成
合成途径：
从头合成
补救合成
嘧啶核苷酸的结构
（一）嘧啶核苷酸的从头合成
•定义
嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷
酸核糖、氨基酸、二氧化碳等简单物
2.体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补
救合成。
（基因缺陷导致HGPRT完全缺乏的患儿,表现为自
毁容貌征或称: Lesch-Nyhan综合征 ）
1、病因：
自毁容貌症（Lesch-Nyhan综合症）
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五、核酸酶对核酸的核酸的解聚 作用
核酸 核酸酶 DNA酶 RNA酶
第九章核苷酸代谢
核 酸
第九章核苷酸代谢
核酸酶
核酸酶催化水解连接核苷酸之间的磷酸二酯键， 其最终产物是各种核苷酸 1．外切酶能连续水解多核苷酸链末端磷酯键， 它们是非特异性的磷酸二酯酶 ①蛇毒磷酸二酯酶 从DNA或RNA的3´-羟基末 端开始，逐个地水解下5´-核苷酸 ②牛脾磷酸二酯酶 从DNA或RNA的5´-磷酸末 端逐个地水解下3´-核苷酸 2．内切酶能特异地切断多核苷酸链内部的磷 酸二酯键，特异性很强。
作为核酸合成的原料 体内能量的利用形式 参与代谢和生理调节 构成辅酶 活化中间代谢物
第九章核苷酸代谢
作为核酸合成的原料
dATP 、 dGTP 、 dCTP 、 dTTP可作为 DNA的合成原料； ATP、GTP、CTP、UTP 可作为RNA的合 成原料
第九章核苷酸代谢
参与代谢和生理调节
如cAMP是第二信使，也作为效应剂参与 调节。 AMP、ADP、ATP均可作为效应剂。
戊糖 （磷酸戊糖）
ribose
sugar
deoxyribose
三、核酸消化产物的吸收
核酸的消化产物——核苷酸及核苷都能 被吸收进入体内。 动物体并不一定需要依靠食物供给核苷 酸，这是因为体内可由其它物质合成核 苷酸。
第九章核苷酸代谢
四、核苷酸代谢概况
分解代谢
分解代谢主要分为嘌呤核苷酸分解代谢和嘧 啶核苷酸代谢
第九章核苷酸代谢
RNA酶
①RNA酶T1 (霉菌)作用于RNA分子内部的5´磷酯键，要求其3´-磷酯键与鸟苷酸相连，产物 是以G-3´-P为3´-末端的核苷酸片段及残留部 分。 ②RNA酶I(牛胰)作用于RNA分子内部的5´-磷 酯键，要求其3´-磷酯键与嘧啶核苷酸相连，获 得以嘧啶核苷3´-P为3´-末端的核苷酸片段及 残留部分。 ③RNA酶T2作用RNA分子内部的5´磷酯键， 产物以腺苷-3´-P为3´-末端的核苷酸片段及残 留部分。
第九章核苷酸代谢
核酸酶的切割方式
核酸内切酶
3´-核苷酸
5´-核苷酸
牛脾磷酸二酯酶 蛇毒磷酸二酯酶
第九章核苷酸代谢
DNA酶
① DNA酶I(牛胰)作用于DNA分子内部的3´— 磷酯键，获得平均由四个核苷酸组成的以3´-羟 核苷酸为3´-末端的核苷酸片段及残留部分 ② DNA酶II(脾、胸腺、各种细菌)作用于 DNA分子内部的5´-磷酯键，产生以5´-羟核苷 酸为5´-末端的核苷酸片断及残留部分。 ③ DNA限制性内切酶是在特定核苷酸顺序处 切开核苷酸之间的磷酯键，使DNA产生双链裂 口。如果这个识别顺序中的碱基被修饰，限制 性内切酶就不再作用。
蛋白质 氨基酸
食物核蛋白 胃酸
二、核酸的消化
核酸（RNA,DNA) 胰核酸酶
（磷酸二酯酶）
nucleic acid 核糖核酸酶
脱氧核糖核酸酶
单核苷酸
nucleotide
胰肠核苷酸酶 （磷酸单酯酶）
磷酸 phosphate
核苷 核苷酶
base
碱基 purine 第p九y r章i核m i苷d酸i代n e谢
头合成的主要器官，其次是小肠和胸腺， 而脑和骨髓不能合成
３．合成过程：
（1）IMP的合成 （2）AMP和GMP的合成
第九章核苷酸代谢
嘌呤碱合成的元素来源
Asp 一碳单位
CO2
Gly
C
N1
6
C 5
C2 3 4C N
N
7 8C
9 N
一碳单位
Gln
第九章核苷酸代谢
IMP的合成
5-磷酸核糖（PRPP）的合成 5-磷酸核糖胺的合成 通过９步反应合成次黄核苷酸
Pi H2O
, OH OH
5-磷 酸 核 糖 胺
第九章核苷酸代谢
P O CH 2 O
NH 2
H H
HH
OH OH
NH 2
H2C 甘 氨 酸
OC
OH
P
GAR合 成 酶
Mg 2 +
AT P
ADP+Pi
NH 2 H2C OC
O CH 2 H N N 5 ,N 1 0 - 甲 炔 FH 4
合成代谢
第九章核苷酸代谢
合成代谢
从头合成途径：利用磷酸核糖、氨基酸、 一碳单位和CO2 等简单物质为原料，经过 一系列酶促反应，合成核苷酸的途径。这 是主要合成途径。主要在肝脏进行。 补救合成途径：利用游离的碱基或核苷， 经过简单的反应过程，合成核苷酸的途径。 脑、骨髓等只能进行此途径。
第九章核苷酸代谢
第九章核苷酸代谢
5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的合成
P O CH 2 OH
P OCH 2
AT P AM P Mg 2+
OH
H H
HOHPRPP合成酶
HH
H
OP OP
OHOH
OHOH
5-磷酸核糖
磷酸核糖焦磷酸 （PRPP）
PRPP是重要的中间代谢物，它不仅参 与嘌呤核苷酸的从头合成，而且参与嘧 啶核苷酸的从头合成及两类核苷酸的补
N N
N N H
N N
第九章核苷酸代谢
第九章 核苷酸代谢 第一节 核苷酸代谢概述 第二节 嘌呤核苷酸代谢 第三节 嘧啶核苷酸代谢
第九章核苷酸代谢
第一节 核苷酸代谢概述
一、核苷酸的生理功能 二、核酸的消化 三、核酸消化产物的吸收 四、核苷酸代谢概况 五、核酸酶对核酸的解聚作用
第九章核苷酸代谢
一、核苷酸的生理功能
第九章核苷酸代谢
第二节 嘌呤核苷酸代谢
一、嘌呤核苷酸的合成代谢 二、嘌呤核苷酸的分解代谢
第九章核苷酸代谢
一、嘌呤核苷酸的合成
（一）从头合成途径 （二）补救合成途径 （三）从头合成途径的调节 （四）嘌呤核苷酸的相互转换 （五）嘌呤核苷酸的抗代谢物
第九章核苷酸代谢
嘌呤核苷酸的从头合成途径
１． 嘌呤碱合成的元素来源 ２．合成部位：在胞液中进行，肝脏是从
第九章核苷酸代谢
构成辅酶
腺苷酸可参与组成NAD＋、FAD、辅酶A等
CONH 2
NH 2 N
N
+
N
H
H
O
O
N
N
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CH2 O P O P O CH2 O
OH HO H OH
OH OH
H
H
H
H
OH OH
NAD 第九章核+ 苷酸代谢
AMP
活化中间代谢物
如UDPG、CDP－胆碱等、SAM、PAPS等
第九章核苷酸代谢
救合成，是5-磷酸第核九章核糖苷酸代的谢 活性供体。
5-磷酸核糖胺的合成
O 3 P 2- O C H 2
O
O
O
OPO P O
OH OH O
O
PRPP合成酶
Gln
H2O
和酰胺转移酶为
谷 氨 酰 胺 -PRPP-转 酰 胺 酶
Glu
关键酶，受到多 O 3 P 2- O C H 2
种因素的调节。
O
PPi NH2