核苷酸代谢 (3)PPT讲稿

第三节 核苷酸的生物合成
一、核苷酸生物合成的基本途径
1. 从头合成途径－主要是肝组织 以核糖磷酸、氨基酸、一碳单位及CO2等简
单物质为原料，经一系列酶促反应合成核苷 酸 2. 补救途径－脑、骨髓等
利用体内游离的碱基或核苷合成核苷酸
二、嘌呤核苷酸的从头合成 嘌呤环上原子的来源
天冬氨酸
甘氨酸
甲酸
谷氨酰胺
C HN
NH O
ATP
R-5'-P
Βιβλιοθήκη BaiduR-5'-P
R-5'-P
5-氨基咪唑-4-羧酸 核苷酸（CAIR）
5-氨基咪唑核苷酸 （AIR）
甲酰甘氨咪核苷酸 （FGAM）
O
C
HO
C
C H2N
N Asp
H2O
ATP
CH
N
合成酶
R-5'-P
COOH O
C
HC N C H
CH2
C
H2N COOH
延胡索酸 N
CH
N
R-5'-P
NADH + H+ O
IMP脱氢酶
HN
O
Gln
Glu
N
ATP
HN
N
ON H
N
GMP 合成酶
H2N
N
R-5'-P
N R-5'-P
XMP
GMP
三、嘧啶核苷酸的合成
嘧啶环原子的来源
NH3
4C 3N 5C
CO2
2C 6C
1N
天冬氨酸
嘧啶环原子来源：NH3、CO2、Asp 特点：
先利用小分子化合物形成嘧啶环， 再与核糖磷酸（PRPP提供）结合成乳 清酸，然后生成UMP。其他嘧啶核苷 酸由尿苷酸转变而成。
1. IMP的合成
(1) IMP的合成
ATP AMP
R-5-P
PRPP
PRPP合成酶
Gln
Glu
酰胺转移酶
5-磷酸核糖胺 (PRA)
O
HN
N
NN R- 5'-P
次黄嘌呤核苷酸
( IM P )
9 步反应
P O CH2
P O CH2
OH
ATP
AMP
Mg2+
OH
H H
H OH
PRPP合成酶
HH
H
OPOP
核苷酶
嘧啶（嘌呤） 嘧啶（嘌呤） 核糖(脱氧核糖)
核糖-1-磷酸
核糖-5-磷酸
磷酸戊糖途径
脱氧核糖-1-磷酸
醛缩酶
乙醛 甘油醛-3-磷酸
第二节 嘌呤和嘧啶的分解
一、嘌呤的分解 人体内嘌呤分解代谢特点: 1、氧化降解，环不打破;
2、最终产物:尿酸;
3、嘌呤代谢障碍:
痛风症
嘌 呤 的 分 解
嘌呤代谢的终产物
核苷酸代谢 (3)课件
核苷酸的功能
1、核酸合成的原料（最主要） 2、体内能量的利用形式：
ATP是细胞的主要能量形式；GTP也可提供能量
3、参与代谢和生理调节： ATP/ADP/AMP, 第二信使cAMP、cGMP
4、组成辅酶:如腺苷酸→CoA、FAD、 NAD+、 NADP+ 5、活化中间代谢产物：UDP-葡萄糖→糖原合成
甲酸
嘌呤环原子来源：Asp、Gln、 Gly、甲酸、 CO2
合成部位：胞液 特点：
嘌呤最初不是以游离碱基的形式合成，而 是从5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP) 开始，经一
系 列酶促反应，先生成次黄嘌呤核苷酸(肌苷酸, IMP)，然后再转变为AMP和GMP。
嘌呤的各个原子是在PRPP的C1上逐渐加 上
OH OH
OH OH
5-磷酸核糖 (R-5-P)
5-磷酸核糖1-焦磷酸 （PRPP）
PPi
P O CH2 O NH2
H H
HH
OH OH
5-磷酸核糖胺
Gln 酰胺转移酶
Glu
NH2 Gly H2C
NH2 H2C
P O CH2 O
OC
OH
NH2
GAR合成酶
P
O
O CH2
C N10-CHO FH4 HN
O
FH4
H
N
H2C
CH
H H
HH
OH OH ATP
PRA
ADP+Pi
HH
H
H
OH OH
转甲酰基酶
甘氨酰胺核苷酸
O
C
O NH
R-5'-P
甲酰甘氨酰胺 核苷酸（FGAR）
（GAR）
O
H
Gln
HO
C C
N
羧化酶
HC N
H2O ATP
N
H2C
CH
FGAM 合成酶
CH
CH
Glu
C H2N
N
CO2
C H2N
N
AIR合成酶
1. 从头合成途径 1、尿嘧啶核苷酸的合成
2ATP 2ADP+Pi
Gln + HCO3氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ
(CPS-Ⅱ )
H2N C OPO3H2 + Glu
O
氨甲酰磷酸
氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ和 Ⅱ的区别
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)
CDP-二脂酰甘油→磷脂合成
第一节 核酸的酶促降解
核
酸
酶
－－作用于核酸磷酸二酯键的酶称为核酸酶
核 （1）根据对底物的 酸 专一性分为 酶
核糖核酸酶(RNase) 脱氧核糖核酸酶(DNase)
非特异性核酸酶
的 分
核酸内切酶
类（2）根据切割位点分为 核酸外切酶
核酸
核酸酶 单核苷酸
磷酸单脂酶 核苷
核苷磷酸化酶
H
CH
OC NC N
FH4
H
R-5'-P
5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸（FAICAR）
N10-CHO FH4
IM P的 生 物 合 成
IMP的合成要点：
• 在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环； • 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救合成。 是5-磷酸核糖的活性供体；
• PRPP合成酶和酰胺转移酶为关键酶。
2、AMP和GMP的合成
O HN
HOOC CH CH2 COOH
NH
H2O HN
N
延胡索酸
N
N AMPS 裂解酶
Asp GTP AMPS
R-5'-P
合成酶 腺苷酸代琥珀酸
N
（AMPS）
NH2
HN
N
NN R-5'-P
AMP
N
N NAD+ + H2O
H IMP
Gln 无 UMP
功能
尿素合成
嘧啶合成
AGA: N-乙酰谷氨酸
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
H2O
C CH O N COOH
裂解酶
R-5'-P
O
C
H2N
C
C H2N
N CH
N R-5'-P
5-氨基咪唑-4-羧酸 核苷酸（CAIR）
5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸) 甲酰胺核苷酸 (SAICAR)
5-氨基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸 （AICAR）
O
C
HN
C
HC
C
N
N CH
N
R-5'-P
IMP
H2O 环水解酶
O
转甲酰基酶
H2N C C N
尿酸
尿囊素 尿囊酸 尿素 氨
灵长类，鸟类、爬虫类、软体动物、 海鞘类、昆虫
哺乳动物（灵长类除外）、腹足类 硬骨鱼 大多数鱼类、两栖类、淡水瓣鳃类 甲壳类、咸水瓣鳃类
二、嘧啶的分解
嘧啶分解代谢特点 1、还原降解，环被打破 2、终产物: NH3 、CO2 、β-丙氨酸、 β-氨基异丁酸
嘧 啶 的 分 解