生化核苷酸代谢

第十章核苷酸代谢MetabolismofNucleotides08四月20231现在是1页\一共有70页\编辑于星期三

核苷酸是核酸的基本结构单位。人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。核苷酸不属于营养必需物质。概述08四月20232现在是2页\一共有70页\编辑于星期三

食物中的核酸多数与蛋白质组成核蛋白。核蛋白在胃酸的作用下，被分开为核酸和蛋白质两部分，各自进行自己的代谢。核酸在各种核酸酶的作用下被逐步分解，糖和磷酸可被利用。而碱基在肠粘膜细胞内分解后直接排出体外。因此，核酸不是人体的必需营养物。08四月20233现在是3页\一共有70页\编辑于星期三

核酸的消化与吸收食物核蛋白蛋白质核酸（RNA及DNA）胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、肠核苷酸酶碱基戊糖核苷酶08四月20234现在是4页\一共有70页\编辑于星期三

核苷酸的生物学功用：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组成辅酶活化中间代谢物08四月20235现在是5页\一共有70页\编辑于星期三第一节

嘌呤核苷酸的合成与分解代谢

MetabolismofPurineNucleotides

08四月20236现在是6页\一共有70页\编辑于星期三

嘌呤核苷酸的结构：GMPAMP08四月20237现在是7页\一共有70页\编辑于星期三一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两种途径

利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸。

从头合成途径(denovosynthesis)

补救合成途径(salvagepathway)利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸。08四月20238现在是8页\一共有70页\编辑于星期三嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸甲酰基（一碳单位）甘氨酸甲酰基（一碳单位）谷氨酰胺（酰胺基）（一）嘌呤核苷酸的从头合成1.从头合成途径08四月20239现在是9页\一共有70页\编辑于星期三

合成过程（1）IMP的合成（2）AMP和GMP的生成08四月202310现在是10页\一共有70页\编辑于星期三（1）IMP的合成在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下08四月202311现在是11页\一共有70页\编辑于星期三R-5-P+ATPPRPP+AMP

PRPP合成酶PRPP的分子结构08四月202312现在是12页\一共有70页\编辑于星期三08四月202313酰胺转移酶现在是13页\一共有70页\编辑于星期三08四月202314甘氨酰胺核苷酸合成酶现在是14页\一共有70页\编辑于星期三08四月202315转甲酰基酶现在是15页\一共有70页\编辑于星期三08四月202316酰胺转移酶甲酰甘氨咪核苷酸现在是16页\一共有70页\编辑于星期三08四月2023175－氨基咪唑核苷酸合成酶现在是17页\一共有70页\编辑于星期三08四月202318羧化酶现在是18页\一共有70页\编辑于星期三08四月202319现在是19页\一共有70页\编辑于星期三08四月202320现在是20页\一共有70页\编辑于星期三08四月202321现在是21页\一共有70页\编辑于星期三08四月202322现在是22页\一共有70页\编辑于星期三08四月202323现在是23页\一共有70页\编辑于星期三08四月202324现在是24页\一共有70页\编辑于星期三IMP生成总反应过程脒08四月202325现在是25页\一共有70页\编辑于星期三①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶（2）AMP和GMP的生成08四月202326现在是26页\一共有70页\编辑于星期三AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶08四月202327现在是27页\一共有70页\编辑于星期三

嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠黏膜和胸腺。

IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。AMP或GMP的合成又需1个ATP。嘌呤核苷酸从头合成特点：08四月202328现在是28页\一共有70页\编辑于星期三2.从头合成的调节PRPP合成酶PRPP酰胺转移酶PRAIMP腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDPGTPIMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP调节方式：反馈调节和交叉调节R-5-PATP08四月202329现在是29页\一共有70页\编辑于星期三08四月202330(二)嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式

腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)

腺苷激酶(adenosinekinase)参与补救合成的酶现在是30页\一共有70页\编辑于星期三08四月2023311.利用嘌呤碱基合成嘌呤核苷酸，参与的酶主要有两种补救合成：细胞利用现成嘌呤碱或嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成途径。

腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)现在是31页\一共有70页\编辑于星期三08四月202332腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黄嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鸟嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi现在是32页\一共有70页\编辑于星期三08四月2023332.利用嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸，参与的酶主要有腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP腺苷激酶现在是33页\一共有70页\编辑于星期三08四月202334嘌呤核苷酸补救合成的生理意义节约从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗；体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。自毁容貌症（Lesch-Nyhan综合征）：次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)缺失现在是34页\一共有70页\编辑于星期三08四月202335（三）体内嘌呤核苷酸可以相互转变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现在是35页\一共有70页\编辑于星期三08四月202336（四）脱氧核糖核苷酸的生成在二核苷酸水平进行在核苷二磷酸水平上进行（N代表A、G、C、U）NDP（核苷二磷酸还原酶）现在是36页\一共有70页\编辑于星期三08四月202337dNDP

+

ATP

激酶dNTP+ADP二磷酸脱氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸还原酶，Mg2+还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化还原蛋白SS硫氧化还原蛋白还原酶(FAD)脱氧核苷酸的生成现在是37页\一共有70页\编辑于星期三08四月202338细胞可通过控制核苷酸还原酶的活性调节脱氧核苷酸的浓度外。还可以通过各种三磷酸核苷对还原酶的别构调节作用调节不同脱氧核苷酸生成。NDPdNDP

特定NTP其他NTP+核苷酸还原酶核苷酸还原酶的别构调节作用物主要促进剂主要抑制剂CDPATPdATP、dGTP、dTTPADPdGTPdATP、ATPUDPATPdATP、dGTPGDPdTTPdATP现在是38页\一共有70页\编辑于星期三08四月202339（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸类似物嘌呤类似物氨基酸类似物叶酸类似物6-巯基嘌呤6-巯基鸟嘌呤8-氮杂鸟嘌呤等氮杂丝氨酸等氨蝶呤甲氨蝶呤等现在是39页\一共有70页\编辑于星期三08四月202340

6-巯基嘌呤(6-Mercaptopurine,6-MP)次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)现在是40页\一共有70页\编辑于星期三08四月2023416-MP核苷酸是IMP的类似物。6-MP6-MP核苷酸补救合成途径HGPRTIMPAMP和GMP现在是41页\一共有70页\编辑于星期三08四月202342

氮杂丝氨酸(AS)是Gln的类似物。现在是42页\一共有70页\编辑于星期三08四月202343MTX

氨蝶呤(AP)和甲氨蝶呤(MTX)现在是43页\一共有70页\编辑于星期三08四月202344现在是44页\一共有70页\编辑于星期三08四月202345甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)PRPP谷氨酰胺(Gln)=PRA甘氨酰胺核苷酸(GAR)甲酰甘氨脒核苷酸(FGAM)5-氨基异咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(FAICAR)IMP次黄嘌呤(H)PRPPPPi=AMP=PRPPPPi腺嘌呤(A)GMP==PRPPPPi

鸟嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮杂丝氨酸=氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸=MTX=6-MP=MTX现在是45页\一共有70页\编辑于星期三08四月202346二、嘌呤核苷酸的分解代谢终产物是尿酸补救合成途径现在是46页\一共有70页\编辑于星期三08四月202347AMPIMPGMP腺苷次黄苷鸟苷H2ONH3H2OPiH2ONH31-磷酸核糖NH3NADP+NADPH+H+PiH2OH2OPiH2O+O2H2O2NH3H2O黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶次黄嘌呤黄嘌呤鸟嘌呤尿酸Pi1-磷酸核糖PiH2O+O2

H2O2现在是47页\一共有70页\编辑于星期三08四月202348嘌呤碱的最终代谢产物AMPGMPH（次黄嘌呤）GX（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶

主要部位：肝、肾、小肠现在是48页\一共有70页\编辑于星期三08四月202349

痛风症正常人血尿酸0.12~0.36mmol/L男性平均0.27mmol/L女性平均0.21mmol/L血尿酸>0.48mmol/L

结晶组织沉积痛风(gout)现在是49页\一共有70页\编辑于星期三08四月202350现在是50页\一共有70页\编辑于星期三08四月202351

痛风症的治疗机制别嘌呤醇次黄嘌呤现在是51页\一共有70页\编辑于星期三08四月202352鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤尿酸黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇现在是52页\一共有70页\编辑于星期三08四月202353第二节

嘧啶核苷酸的合成与分解代谢

MetabolismofPyrimidineNucleotides现在是53页\一共有70页\编辑于星期三08四月202354

嘧啶核苷酸的结构现在是54页\一共有70页\编辑于星期三08四月202355一、嘧啶核苷酸的合成同样有从头合成与补救合成两条途径(一)嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单

合成部位主要是肝细胞胞液先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连。先合成UMP，再转变成CTP和dTMP。

特点现在是55页\一共有70页\编辑于星期三08四月202356

嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸现在是56页\一共有70页\编辑于星期三08四月2023571.从头合成途径（1）UMP的合成2ADP+PiGln+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATPGlu+氨基甲酰磷酸现在是57页\一共有70页\编辑于星期三08四月202358CPS-Ⅰ

CPS-Ⅱ

分布线粒体（肝）

胞液（所有细胞）

氮源NH3

Gln

变构激活剂N-乙酰谷氨酸(AGA)

无

变构抑制剂无UMP功能尿素合成

嘧啶合成

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ和Ⅱ现在是58页\一共有70页\编辑于星期三08四月202359UMP的合成过程现在是59页\一共有70页\编辑于星期三08四月202360（2）CTP的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶GlnATPGluADP+Pi现在是60页\一共有70页\编辑于星期三08四月202361⑶脱氧嘧啶核苷酸的合成：

磷酸酶CTPCDPH2OPi核糖核苷酸还原酶dCDPNADPH+H+NADP++H2ON5,N10-CH2-FH4FH2dTMP胸苷酸合酶dUMPH2ONH3脱氨酶dCMPH2OPi磷酸酶核苷二磷酸激酶dCTPATPADPUDPdUDP磷酸酶核糖核苷酸还原酶核苷单磷酸激酶dTDP合成DNAdTTP核苷二磷酸激酶现在是61页\一共有70页\编辑于星期三08四月202362--ATP+CO2+谷氨酰胺氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸-嘌呤核苷酸ATP+5-磷酸核糖嘧啶核苷酸PRPP-从头合成的调节哺乳动物细菌现在是62页\一共有70页\编辑于星期三08四月202363（二）嘧啶核苷酸的补救合成途径与嘌呤核苷酸类似嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi