核苷酸的代谢课件

第八章核苷酸代谢核苷酸的化学组成核苷酸的合成脱氧核糖核苷酸的生成核苷酸合成的抗代谢物核苷酸的分解代谢第八章核苷酸代谢核苷酸的化学组成第一节核苷酸的化学组成（P34）核苷酸(nucleotide)是核酸的构件分子核苷酸有核糖、碱基及磷酸三个组成成分第一节核苷酸的化学组成（P34）核苷酸(nucle核苷酸的代谢课件嘌呤碱基：鸟嘌呤（G)、腺嘌呤(A)嘧啶碱基：胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)----DNA

尿嘧啶（U)-----RNA

一、碱基嘌呤碱基：鸟嘌呤（G)、腺嘌呤(A)一、碱基核苷酸的代谢课件腺嘌呤鸟嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶胺式与

亚胺式互变异构胺式与

亚胺式互变异构酮式与烯醇式互变异构酮式与烯醇式互变异构含共轭双键:紫外吸收（260nm）含共轭双键:紫外吸收（260nm）二、核糖（pentose）碳原子编号：C’1，C’2等表示核糖：C’2-OH(RNA)脱氧核糖（deoxyribose）：C’2-H(DNA)Innucleotides,pentosesareintheirβ-furanoseform.

二、核糖（pentose）碳原子编号：C’1，C’2等表核糖和脱氧核糖核糖和脱氧核糖三、核苷核苷（nucleoside）：核糖与碱基之间以N-C键（N-糖苷键）相连接

三、核苷核苷（nucleoside）：核糖与碱基之间以N-

四、核苷酸核苷（脱氧核苷）中核糖5’碳原子上羟基被磷酸酯化形成核苷酸。磷酸基团之间通过磷酸酸酐键（phosphoanhydridesbond）连接。一磷酸（脱氧）核苷酸（d）NMP二磷酸（脱氧）核苷酸（d）NDP三磷酸（脱氧）核苷酸（d）NTP四、核苷酸核苷（脱氧核苷）中核糖5’碳原子上羟基被磷酸酯化磷酯键磷酸酸酐键磷酯键磷酸酸酐键五、核苷酸的生物学功能1、核酸的基本结构单位2、参与能量的转移：ATP/GTP/UTPATP：能量的货币单位3、第二信使:cAMP和cGMP4、是一些重要物质（如辅酶、SAM等）的构成成分5.某些核苷酸的衍生物是多种生物合成过程的活性中间物质:如UDP—葡萄糖和CDP—甘油二酯。五、核苷酸的生物学功能1、核酸的基本结构单位第二节核苷酸的合成（P192）第二节核苷酸的合成（P192）Thecellularpoolsofnucleotides(otherthanATP)arequitesmall,perhapsonly1%orlessoftheamountsrequiredtosynthesizethecell’sDNA.Therefore,cellsmustcontinuetosynthesizenucleotidesduringnucleicacidsynthesis,andinsomecasesnucleotidesynthesismaylimittheratesofDNAreplicationandtranscription.Thecellularpoolsofnucleoti核苷酸的从头合成途径（denovosynthesis）是利用简单的前体分子（如AA、CO2和R-5-P等）合成核苷酸的途径

肝、小肠、胸腺等的胞液Thedenovopathwaysforpurineandpyrimidinebiosynthesisappeartobenearlyidenticalinalllivingorganisms.

核苷酸的从头合成途径（denovosynthesis）补救合成途径（salvagepathway）直接利用核苷酸降解产生的嘌呤、嘧啶碱基或核苷重新合成核苷酸的过程。

脑组织、骨髓补救合成途径（salvagepathway）先合成IMP,再以IMP合成AMP和GMPIMP的合成是在磷酸核糖的基础上合成嘌呤环一、嘌呤核苷酸的从头合成途径Inthedenovopurinepathway,theenzymesarepresentaslarge,ultienzymecomplexesinthecell.先合成IMP,再以IMP合成AMP和GMP一、嘌呤核苷酸的从（一）IMP的合成1.原料R-5-PGln：N-3、N-9Gly：C-4、C-5及N-7N10-甲酰四氢叶酸：

C-2C-8CO2：C-6Asp:N-1

消耗ATP嘌呤碱合成的元素来源（一）IMP的合成嘌呤碱合成的元素来源2.R-5-P的活化

ATPAMP

R-5-P

PRPP

磷酸核糖焦磷酸合成酶PRPP:5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸合成酶：调节酶（变构调节）3.IMP的合成过程2.R-5-P的活化

Gln

Glu+ppi（1）PRPP

5-磷酸核糖胺

PRPP酰胺转移酶

IMP合成途径的调节酶：变构酶

GlnGl

（2）GlyATPADP+Pi5-磷酸核糖胺

甘氨酰胺核苷酸

甘氨酰胺核苷酸合成酶

（2）GlyATP（3）N10-甲酰FH4FH4

GAR甲酰甘氨酰胺核苷酸

FGAR

甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶

甘氨酰胺核苷酸（3）N10-甲酰FH4FH4甘氨酰（4）ATP+GlnGlu+ADP+Pi甲酰甘氨酰胺核苷酸

甲酰甘氨脒核苷酸

甲酰甘氨脒核苷酸合成酶甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸（4）ATP+Gln(5)甲酰甘氨脒核苷酸5－氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸合成酶

甲酰甘氨脒核苷酸5－氨基咪唑核苷酸(5)甲酰甘氨脒核苷酸5－氨基咪唑核苷酸甲酰甘氨(6)ATP+CO2ADP+Pi5－氨基咪唑核苷酸

5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸

氨基咪唑核苷酸羧化酶

氨基咪唑核苷酸羧化酶

(6)ATP+CO2(7)Asp＋ATPADP+Pi5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸

N-琥珀基-5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(7)(8)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸的生成

N-琥珀基-5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸裂解酶

(8)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸的生成(9)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸

5-甲酰氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸酶：氨基咪唑氨甲酰核苷酸转甲酰基酶

N10－甲酰四氢叶酸(9)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸N10－甲酰四氢叶酸(10)IMP的生成

IMP环化水解酶(IMP合成酶）5-甲酰胺咪唑-4甲酰胺核苷酸(10)IMP的生成5-甲酰胺咪唑-4甲酰胺核苷酸反应共需要：1分子PRPP

（5-R-P的活化形式)

、2分子谷酰胺、1分子甘氨酸、1分子天冬氨酸和1分子CO2和2个甲酰基（N10－甲酰四氢叶酸)，消耗了7

分子ATP反应共需要：1分子PRPP（5-R-P的活化形式)、2XMP-谷氨酰胺氨基转移酶腺苷酸代琥珀酸黄嘌呤核苷酸

（二）AMP和GMP的生成XMP-谷氨酰胺氨基转移酶腺苷酸代琥珀酸黄嘌呤核苷酸（二）1．AMP的生物合成

GTP

GDPAsp+IMP腺苷酸代琥珀酸(AMPS)

AMPS合成酶（变构酶）延胡索酸+AMPAMPS裂解酶1．AMP的生物合成2.GMP的生物合成H2O+NAD+NADH+H+(1)IMP黄嘌呤核苷酸（XMP）

IMP脱氢酶（变构酶）

ATP+GlnAMP+PPi+Glu(2)XMPGMPGMP合成酶（XMP-谷氨酰胺氨基转移酶)2.GMP的生物合成H2O+NAD+NAMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPRPP是5-磷酸核糖的活性供体；是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环的；先合成IMP，再转变成AMP或GMP。3.嘌呤核苷酸从头合成的特点PRPP是5-磷酸核糖的活性供体；3.嘌呤核苷酸从头合成（三）嘌呤核苷酸从头合成的调节主要受反馈抑制（feedbackinhibition）调节1.PRPP合成酶（变构酶，单体形式有活性）抑制剂：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸2.PRPP酰胺转移酶（变构酶）

抑制剂：IMP/AMP/GMP

激活剂：PRPP

（三）嘌呤核苷酸从头合成的调节主要受反馈抑制（feedbac2AMP、GMP、IMPPRPP有活性，MW133000无活性，MW270000

PRPP酰胺转移酶的变构2AMP、GMP、IMPPRPP有活性，MW133003.AMPS合成酶

抑制剂：AMP4.IMP脱氢酶

抑制剂：GMP3.AMPS合成酶核苷酸的代谢课件二、嘧啶核苷酸的从头合成途径（一）特点：先合成嘧啶环，再与磷酸核糖连接（二）原料原料：Gln、HCO3-

、Asp、5-P-R（三）过程5-P-R的活化先合成UMP再以UTP合成CTP以dUMP合成dTMP二、嘧啶核苷酸的从头合成途径（一）特点：先合成嘧啶环，再与1.UMP的合成（1)氨甲酰磷酸的合成

2ATP2ADP+PiGln＋HCO3-+H2OO=C-O-+Glu

氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ

NH2限速反应:UMP是该酶的变构抑制剂P1.UMP的合成（1)氨甲酰磷酸的合成P

2.CTP的合成

ATPADPATPADP

UMP

UDP

UTPUMP激酶UDP激酶

ATP

ADP+PiUTP+Gln

CTP+Glu

CTP合成酶

是由UMP在三磷酸水平上转化而来的2.CTP的合成是由UMP在三磷酸水平上转化而来的核苷酸的代谢课件（四）嘧啶核苷酸合成的调节

PRPP合成酶：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸（－）

氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ：UMP(－）

天冬氨酸氨甲酰转移酶:CTP(－）（细菌）

（四）嘧啶核苷酸合成的调节（五）嘧啶环各原子的来源C-2：HCO3－N-3：Gln的酰胺基团其余原子：Asp

（五）嘧啶环各原子的来源C-2：HCO3－三、核苷酸的补救合成途径（一）碱基与PRPP直接合成(1)腺嘌呤+PRPPAMP+PPi

腺嘌呤磷酸核糖转移酶

（2）次黄嘌呤(或鸟嘌呤）＋PRPPIMP（GMP)

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）

HGPRT不足或完全缺乏：X染色体连锁的隐性遗传病不足:高尿酸尿症和高尿酸血症完全缺乏：自毁容貌症（self-mutilatingbehaviors）

三、核苷酸的补救合成途径Lesch-NyhansyndromeChildrenwiththisgeneticdisorder,whichbecomesmanifestbytheageof2years,aresometimespoorlycoordinatedandmentallyretarded.Inaddition,theyareextremelyhostileandshowcompulsiveself-destructivetendencies:theymutilatethemselvesbybitingofftheirfingers,toes,andlips.Lesch-NyhansyndromeChildrenwi（3）尿嘧啶+PRPP

UMP＋PPi

嘧啶磷酸核糖转移酶

嘧啶磷酸核糖转移酶：不能将胞嘧啶转移到PRPP（3）尿嘧啶+PRPPUMP＋PPi（二）核苷被磷酸化1.碱基＋R-1-P

核苷＋Pi

腺（鸟/胞/尿）苷磷酸化酶

核苷＋ATPNMP+ADP腺（鸟/胞/尿）苷激酶（二）核苷被磷酸化（三）dTMP的补救合成胸腺嘧啶＋dR-1-P

脱氧胸苷（dT）＋Pi

dT+ATPdTMP+ADP

胸苷激酶（三）dTMP的补救合成（四）补救合成的意义（1）简单，消耗ATP少，节省AA（2）脑主要以补救合成途径合成核苷酸

骨髓（四）补救合成的意义四、嘌呤核苷酸的相互转变IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脱氨酶鸟苷酸还原酶NADPH+H+NADP+NH3四、嘌呤核苷酸的相互转变IMPAMP腺苷酸代XMPGMPNH第三节脱氧核糖核苷酸的生成1.脱氧核糖核苷酸：由相应的NDP还原生成（除dTMP）

NADPH+H+

H2O+NADP+NDPdNDP

核糖核苷酸还原酶（RR)

第三节脱氧核糖核苷酸的生成1.脱氧核糖核苷酸：由相应的ND2.核糖核苷酸还原酶的结构2.核糖核苷酸还原酶的结构3.核糖核苷酸还原酶的调节

变构调节

激活剂:ATP

抑制剂:dATP，dTTP,dCTP3.核糖核苷酸还原酶的调节

变构调节

激活剂4.dTMP的生成是在脱氧一磷酸水平上进行的胸腺嘧啶核苷酸合成酶4.dTMP的生成是在脱氧一磷酸水平上进行的胸腺嘧啶核苷酸合4.dTMP的生成是在脱氧一磷酸水平上进行的胸腺嘧啶核苷酸合成酶4.dTMP的生成是在脱氧一磷酸水平上进行的胸腺嘧啶核苷酸合

ATPADPATPADPdTMPdTDPdTTP

激酶激酶

核苷酸的代谢课件一、碱基类似物二、氨基酸类似物三、叶酸类似物四、核苷酸类似物第四节核苷酸合成的抗代谢物一、碱基类似物第四节核苷酸合成的抗代谢物次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)一、碱基似物（一）6-巯基嘌呤(6-Mercaptopurine，6-MP)

次黄嘌呤6-巯基嘌呤一、碱基似物1.抑制作用（1）可转变成6-巯基嘌呤核苷酸(IMP的类似物)

抑制核苷酸的从头合成途径1）可抑制

PRPP合成酶

PRPP酰胺转移酶

2）可抑制

IMP转变为AMP、GMP

1.抑制作用（1）可转变成6-巯基嘌呤核苷酸(IMP的类似物（2）6-巯基嘌呤的抑制作用

抑制嘌呤核苷酸的补救合成途径竞争抑制次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）

2.6-巯基嘌呤的应用抗癌药物（通过抑制嘌呤核苷酸的合成，最终抑制细胞分裂）主要用于：急性白血病（尤其是急性淋巴细胞型）急慢性粒细胞白血病、绒毛膜上皮癌、恶性葡萄胎、恶性淋巴瘤、多发性骨髓瘤（2）6-巯基嘌呤的抑制作用

6-MP6-MP核苷酸从头合成途径补救合成途径HGPRTPRPP酰胺转移酶IMPAMP和GMP-----6-MP6-MP核苷酸从头合成途径补救合成途径HGPRTP(二)嘧啶类似物

5-氟尿嘧啶(5-Flurouracil,5-FU)：可转化为FdUMP和5-FUTP1.FdUMP与胸腺核苷酸合成酶结合，抑制dTMP的合成。

(二)嘧啶类似物5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成RNA破坏RNA的结构2.5-FUTP可以结合到RNA分子中，破坏RNA的结构5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成RNA二、氨基酸类似物氮杂丝氨酸

(AS)：Gln的类似物二、氨基酸类似物氮杂丝氨酸(AS)：Gln的类似物1.抑制嘌呤核苷酸的从头合成途径

2.抑制嘧啶核苷酸的从头合成途径及CTP的合成

ATPADP+Pi

UTP+GlnCTP+GluCTP合成酶1.抑制嘌呤核苷酸的从头合成途径三、叶酸类似物

叶酸还原酶和二氢叶酸还原酶的抑制剂氨蝶呤(AP)和甲氨蝶呤(MTX)：抗肿瘤药

MTX三、叶酸类似物

叶酸还原酶和二氢叶酸还原酶的抑制叶酸还原酶叶酸类似物为什么可作为抗肿瘤药？叶酸还原酶叶酸类似物为什么可作为抗肿瘤药？四、核苷类似物阿糖胞苷（胞苷类似物）：抑制CDP还原为dCDP，抑制脱氧胞嘧啶核苷酸的生成。阿糖胞苷四、核苷类似物阿糖胞苷甲氧苄氨嘧啶

甲氧苄氨嘧啶嘌呤核苷酸合成小结

IMP6-巯基嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸合成小结IMP6-巯基嘌呤核苷酸嘧啶核苷酸合成小结

UMPFdUMP嘧啶核苷酸合成小结UMPFdUMP

磷酸核酸核苷酸核糖

核酸酶核苷

碱基

第五节核苷酸的分解代谢

一、嘌呤核苷酸的分解代谢一、嘌呤核苷酸的分解代谢1.嘌呤碱基的降解嘌呤环分解的终产物：尿酸

PiNH3(d)R(d)AMP(d)腺苷(d)次黄苷次黄嘌呤

腺苷脱氨酶(ADA)

黄嘌呤

尿酸

NH3黄嘌呤氧化酶

鸟嘌呤1.嘌呤碱基的降解核苷酸的代谢课件嘌呤碱的最终代谢产物AMPGMPH（次黄嘌呤）GX（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶嘌呤碱的最终AMPGMPHGX黄嘌呤氧化酶2.核苷酸代谢相关疾病及机制（1）腺苷脱氨酶（ADA）基因缺陷常染色体隐性遗传病造成AMP\dAMP\dATP(RR的抑制剂）蓄积

dGDP、dCDP、dTTP合成受阻

淋巴细胞分裂受阻导致重症联合免疫缺陷病（SCID）

TlymphocytesandBlymphocytesdonotdevelopproperly.

2.核苷酸代谢相关疾病及机制核糖核苷酸还原酶的结构核糖核苷酸还原酶的结构（2）痛风症(goutdisease)

1）机制：嘌呤核苷酸补救合成途径受阻引起原因之一：HGPRT缺陷（嘌呤核苷酸补救合成途径受阻）机制：嘌呤碱基回收下降

尿酸导致关节炎、尿路结石及肾疾病Gout:"thediseaseofkings"or"richman'sdisease".

Why？（2）痛风症(goutdisease)鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤尿酸IMP脱氢酶黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇别嘌呤醇次黄嘌呤Allopurinol

2）痛风病的治疗药物治疗：别嘌呤醇食物疗法：减少含核酸、核苷酸食物的摄入鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤尿酸IMP脱氢酶黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇别嘌二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷

核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷

嘧啶碱基分解代谢终产物：β-丙氨酸（U,C)、β-氨基异丁酸（T)、CO2、NH3嘧啶碱基分解代谢终产物：β-丙氨酸（U,C)、β-氨

本章要点一、概念：核苷酸的从头合成途径、核苷酸的补救合成途径二、符号解释:PRPP、HGPRT、IMP、UMP、XMP,(d)NMP,(d)NDP,(d)NTP、RR三、主要内容：1、核苷酸的生物学功能；2、嘌呤核苷酸从头合成的原料、嘌呤环的元素来源、调节特点及关键酶；以IMP合成AMP和GMP的途径及关键酶；3、嘌呤核苷酸补救合成（途径及HGPRT异常引起的疾病）；4、嘧啶核苷酸从头合成的原料、嘧啶环的元素来源、调节方式及关键酶；以UMP合成CTP的途径。5、脱氧核糖核苷酸的生成及其酶(RR)的调控；dTMP的从头合成途径；6、核苷酸合成的抗代谢物；7、嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸分解代谢的终产物；嘌呤核苷酸分解代谢异常的相关疾病.本章要点一、概念：核苷酸第八章核苷酸代谢核苷酸的化学组成核苷酸的合成脱氧核糖核苷酸的生成核苷酸合成的抗代谢物核苷酸的分解代谢第八章核苷酸代谢核苷酸的化学组成第一节核苷酸的化学组成（P34）核苷酸(nucleotide)是核酸的构件分子核苷酸有核糖、碱基及磷酸三个组成成分第一节核苷酸的化学组成（P34）核苷酸(nucle核苷酸的代谢课件嘌呤碱基：鸟嘌呤（G)、腺嘌呤(A)嘧啶碱基：胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)----DNA

尿嘧啶（U)-----RNA

一、碱基嘌呤碱基：鸟嘌呤（G)、腺嘌呤(A)一、碱基核苷酸的代谢课件腺嘌呤鸟嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶胺式与

亚胺式互变异构胺式与

亚胺式互变异构酮式与烯醇式互变异构酮式与烯醇式互变异构含共轭双键:紫外吸收（260nm）含共轭双键:紫外吸收（260nm）二、核糖（pentose）碳原子编号：C’1，C’2等表示核糖：C’2-OH(RNA)脱氧核糖（deoxyribose）：C’2-H(DNA)Innucleotides,pentosesareintheirβ-furanoseform.

二、核糖（pentose）碳原子编号：C’1，C’2等表核糖和脱氧核糖核糖和脱氧核糖三、核苷核苷（nucleoside）：核糖与碱基之间以N-C键（N-糖苷键）相连接

三、核苷核苷（nucleoside）：核糖与碱基之间以N-

四、核苷酸核苷（脱氧核苷）中核糖5’碳原子上羟基被磷酸酯化形成核苷酸。磷酸基团之间通过磷酸酸酐键（phosphoanhydridesbond）连接。一磷酸（脱氧）核苷酸（d）NMP二磷酸（脱氧）核苷酸（d）NDP三磷酸（脱氧）核苷酸（d）NTP四、核苷酸核苷（脱氧核苷）中核糖5’碳原子上羟基被磷酸酯化磷酯键磷酸酸酐键磷酯键磷酸酸酐键五、核苷酸的生物学功能1、核酸的基本结构单位2、参与能量的转移：ATP/GTP/UTPATP：能量的货币单位3、第二信使:cAMP和cGMP4、是一些重要物质（如辅酶、SAM等）的构成成分5.某些核苷酸的衍生物是多种生物合成过程的活性中间物质:如UDP—葡萄糖和CDP—甘油二酯。五、核苷酸的生物学功能1、核酸的基本结构单位第二节核苷酸的合成（P192）第二节核苷酸的合成（P192）Thecellularpoolsofnucleotides(otherthanATP)arequitesmall,perhapsonly1%orlessoftheamountsrequiredtosynthesizethecell’sDNA.Therefore,cellsmustcontinuetosynthesizenucleotidesduringnucleicacidsynthesis,andinsomecasesnucleotidesynthesismaylimittheratesofDNAreplicationandtranscription.Thecellularpoolsofnucleoti核苷酸的从头合成途径（denovosynthesis）是利用简单的前体分子（如AA、CO2和R-5-P等）合成核苷酸的途径

肝、小肠、胸腺等的胞液Thedenovopathwaysforpurineandpyrimidinebiosynthesisappeartobenearlyidenticalinalllivingorganisms.

核苷酸的从头合成途径（denovosynthesis）补救合成途径（salvagepathway）直接利用核苷酸降解产生的嘌呤、嘧啶碱基或核苷重新合成核苷酸的过程。

脑组织、骨髓补救合成途径（salvagepathway）先合成IMP,再以IMP合成AMP和GMPIMP的合成是在磷酸核糖的基础上合成嘌呤环一、嘌呤核苷酸的从头合成途径Inthedenovopurinepathway,theenzymesarepresentaslarge,ultienzymecomplexesinthecell.先合成IMP,再以IMP合成AMP和GMP一、嘌呤核苷酸的从（一）IMP的合成1.原料R-5-PGln：N-3、N-9Gly：C-4、C-5及N-7N10-甲酰四氢叶酸：

C-2C-8CO2：C-6Asp:N-1

消耗ATP嘌呤碱合成的元素来源（一）IMP的合成嘌呤碱合成的元素来源2.R-5-P的活化

ATPAMP

R-5-P

PRPP

磷酸核糖焦磷酸合成酶PRPP:5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸合成酶：调节酶（变构调节）3.IMP的合成过程2.R-5-P的活化

Gln

Glu+ppi（1）PRPP

5-磷酸核糖胺

PRPP酰胺转移酶

IMP合成途径的调节酶：变构酶

GlnGl

（2）GlyATPADP+Pi5-磷酸核糖胺

甘氨酰胺核苷酸

甘氨酰胺核苷酸合成酶

（2）GlyATP（3）N10-甲酰FH4FH4

GAR甲酰甘氨酰胺核苷酸

FGAR

甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶

甘氨酰胺核苷酸（3）N10-甲酰FH4FH4甘氨酰（4）ATP+GlnGlu+ADP+Pi甲酰甘氨酰胺核苷酸

甲酰甘氨脒核苷酸

甲酰甘氨脒核苷酸合成酶甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸（4）ATP+Gln(5)甲酰甘氨脒核苷酸5－氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸合成酶

甲酰甘氨脒核苷酸5－氨基咪唑核苷酸(5)甲酰甘氨脒核苷酸5－氨基咪唑核苷酸甲酰甘氨(6)ATP+CO2ADP+Pi5－氨基咪唑核苷酸

5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸

氨基咪唑核苷酸羧化酶

氨基咪唑核苷酸羧化酶

(6)ATP+CO2(7)Asp＋ATPADP+Pi5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸

N-琥珀基-5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(7)(8)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸的生成

N-琥珀基-5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸裂解酶

(8)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸的生成(9)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸

5-甲酰氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸酶：氨基咪唑氨甲酰核苷酸转甲酰基酶

N10－甲酰四氢叶酸(9)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸N10－甲酰四氢叶酸(10)IMP的生成

IMP环化水解酶(IMP合成酶）5-甲酰胺咪唑-4甲酰胺核苷酸(10)IMP的生成5-甲酰胺咪唑-4甲酰胺核苷酸反应共需要：1分子PRPP

（5-R-P的活化形式)

、2分子谷酰胺、1分子甘氨酸、1分子天冬氨酸和1分子CO2和2个甲酰基（N10－甲酰四氢叶酸)，消耗了7

分子ATP反应共需要：1分子PRPP（5-R-P的活化形式)、2XMP-谷氨酰胺氨基转移酶腺苷酸代琥珀酸黄嘌呤核苷酸

（二）AMP和GMP的生成XMP-谷氨酰胺氨基转移酶腺苷酸代琥珀酸黄嘌呤核苷酸（二）1．AMP的生物合成

GTP

GDPAsp+IMP腺苷酸代琥珀酸(AMPS)

AMPS合成酶（变构酶）延胡索酸+AMPAMPS裂解酶1．AMP的生物合成2.GMP的生物合成H2O+NAD+NADH+H+(1)IMP黄嘌呤核苷酸（XMP）

IMP脱氢酶（变构酶）

ATP+GlnAMP+PPi+Glu(2)XMPGMPGMP合成酶（XMP-谷氨酰胺氨基转移酶)2.GMP的生物合成H2O+NAD+NAMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPRPP是5-磷酸核糖的活性供体；是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环的；先合成IMP，再转变成AMP或GMP。3.嘌呤核苷酸从头合成的特点PRPP是5-磷酸核糖的活性供体；3.嘌呤核苷酸从头合成（三）嘌呤核苷酸从头合成的调节主要受反馈抑制（feedbackinhibition）调节1.PRPP合成酶（变构酶，单体形式有活性）抑制剂：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸2.PRPP酰胺转移酶（变构酶）

抑制剂：IMP/AMP/GMP

激活剂：PRPP

（三）嘌呤核苷酸从头合成的调节主要受反馈抑制（feedbac2AMP、GMP、IMPPRPP有活性，MW133000无活性，MW270000

PRPP酰胺转移酶的变构2AMP、GMP、IMPPRPP有活性，MW133003.AMPS合成酶

抑制剂：AMP4.IMP脱氢酶

抑制剂：GMP3.AMPS合成酶核苷酸的代谢课件二、嘧啶核苷酸的从头合成途径（一）特点：先合成嘧啶环，再与磷酸核糖连接（二）原料原料：Gln、HCO3-

、Asp、5-P-R（三）过程5-P-R的活化先合成UMP再以UTP合成CTP以dUMP合成dTMP二、嘧啶核苷酸的从头合成途径（一）特点：先合成嘧啶环，再与1.UMP的合成（1)氨甲酰磷酸的合成

2ATP2ADP+PiGln＋HCO3-+H2OO=C-O-+Glu

氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ

NH2限速反应:UMP是该酶的变构抑制剂P1.UMP的合成（1)氨甲酰磷酸的合成P

2.CTP的合成

ATPADPATPADP

UMP

UDP

UTPUMP激酶UDP激酶

ATP

ADP+PiUTP+Gln

CTP+Glu

CTP合成酶

是由UMP在三磷酸水平上转化而来的2.CTP的合成是由UMP在三磷酸水平上转化而来的核苷酸的代谢课件（四）嘧啶核苷酸合成的调节

PRPP合成酶：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸（－）

氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ：UMP(－）

天冬氨酸氨甲酰转移酶:CTP(－）（细菌）

（四）嘧啶核苷酸合成的调节（五）嘧啶环各原子的来源C-2：HCO3－N-3：Gln的酰胺基团其余原子：Asp

（五）嘧啶环各原子的来源C-2：HCO3－三、核苷酸的补救合成途径（一）碱基与PRPP直接合成(1)腺嘌呤+PRPPAMP+PPi

腺嘌呤磷酸核糖转移酶

（2）次黄嘌呤(或鸟嘌呤）＋PRPPIMP（GMP)

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）

HGPRT不足或完全缺乏：X染色体连锁的隐性遗传病不足:高尿酸尿症和高尿酸血症完全缺乏：自毁容貌症（self-mutilatingbehaviors）

三、核苷酸的补救合成途径Lesch-NyhansyndromeChildrenwiththisgeneticdisorder,whichbecomesmanifestbytheageof2years,aresometimespoorlycoordinatedandmentallyretarded.Inaddition,theyareextremelyhostileandshowcompulsiveself-destructivetendencies:theymutilatethemselvesbybitingofftheirfingers,toes,andlips.Lesch-NyhansyndromeChildrenwi（3）尿嘧啶+PRPP

UMP＋PPi

嘧啶磷酸核糖转移酶

嘧啶磷酸核糖转移酶：不能将胞嘧啶转移到PRPP（3）尿嘧啶+PRPPUMP＋PPi（二）核苷被磷酸化1.碱基＋R-1-P

核苷＋Pi

腺（鸟/胞/尿）苷磷酸化酶

核苷＋ATPNMP+ADP腺（鸟/胞/尿）苷激酶（二）核苷被磷酸化（三）dTMP的补救合成胸腺嘧啶＋dR-1-P

脱氧胸苷（dT）＋Pi

dT+ATPdTMP+ADP

胸苷激酶（三）dTMP的补救合成（四）补救合成的意义（1）简单，消耗ATP少，节省AA（2）脑主要以补救合成途径合成核苷酸

骨髓（四）补救合成的意义四、嘌呤核苷酸的相互转变IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脱氨酶鸟苷酸还原酶NADPH+H+NADP+NH3四、嘌呤核苷酸的相互转变IMPAMP腺苷酸代XMPGMPNH第三节脱氧核糖核苷酸的生成1.脱氧核糖核苷酸：由相应的NDP还原生成（除dTMP）

NADPH+H+

H2O+NADP+NDPdNDP

核糖核苷酸还原酶（RR)

第三节脱氧核糖核苷酸的生成1.脱氧核糖核苷酸：由相应的ND2.核糖核苷酸还原酶的结构2.核糖核苷酸还原酶的结构3.核糖核苷酸还原酶的调节

变构调节

激活剂:ATP

抑制剂:dATP，dTTP,dCTP3.核糖核苷酸还原酶的调节

变构调节

激活剂4.dTMP的生成是在脱氧一磷酸水平上进行的胸腺嘧啶核苷酸合成酶4.dTMP的生成是在脱氧一磷酸水平上进行的胸腺嘧啶核苷酸合4.dTMP的生成是在脱氧一磷酸水平上进行的胸腺嘧啶核苷酸合成酶4.dTMP的生成是在脱氧一磷酸水平上进行的胸腺嘧啶核苷酸合

ATPADPATPADPdTMPdTDPdTTP

激酶激酶

核苷酸的代谢课件一、碱基类似物二、氨基酸类似物三、叶酸类似物四、核苷酸类似物第四节核苷酸合成的抗代谢物一、碱基类似物第四节核苷酸合成的抗代谢物次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)一、碱基似物（一）6-巯基嘌呤(6-Mercaptopurine，6-MP)

次黄嘌呤6-巯基嘌呤一、碱基似物1.抑制作用（1）可转变成6-巯基嘌呤核苷酸(IMP的类似物)

抑制核苷酸的从头合成途径1）可抑制

PRPP合成酶

PRPP酰胺转移酶

2）可抑制

IMP转变为AMP、GMP

1.抑制作用（1）可转变成6-巯基嘌呤核苷酸(IMP的类似物（2）6-巯基嘌呤的抑制作用

抑制嘌呤核苷酸的补救合成途径竞争抑制次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）

2.6-巯基嘌呤的应用抗癌药物（通过抑制嘌呤核苷酸的合成，最终抑制细胞分裂）主要用于：急性白血病（尤其是急性淋巴细胞型）急慢性粒细胞白血病、绒毛膜上皮癌、恶性葡萄胎、恶性淋巴瘤、多发性骨髓瘤（2）6-巯基嘌呤的抑制作用

6-MP6-MP核苷酸从头合成途径补救合成途径HGPRTPRPP酰胺转移酶IMPAMP和GMP-----6-MP6-MP核苷酸从头合成途径补救合成途径HGPRTP(二)嘧啶类似物

5-氟尿嘧啶(5-Flurouracil,5-FU)：可转化为FdUMP和5-FUTP1.FdUMP与胸腺核苷酸合成酶结合，抑制dTMP的合成。

(二)嘧啶类似物5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成RNA破坏RNA的结构2.5-FUTP可以结合到RNA分子中，破坏RNA的结构5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成RNA二、氨基酸类似物氮杂丝氨酸

(AS)：Gln的类似物二、氨基酸类似物氮杂丝氨酸(AS)：Gln的类似物1.抑制嘌呤核苷酸的从头合成途径

2.抑制嘧啶核苷酸的从头合成途径及CTP的合成

ATPADP+Pi

UTP+GlnCTP+GluCTP合成酶1.抑制嘌呤核苷酸的从头合成途径