第11章-核苷酸代谢

第十一章核苷酸代谢核苷酸

是构成核酸的基本单位，人体所需的核苷酸大都是由机体自身合成的。食物中的核酸或核苷酸类物质

基本上不能被人体所利用。在核酸类物质的水解产物中，只有磷酸和戊糖可被吸收利用。食物中的核酸

大多与蛋白质结合成为核蛋白，在胃内受胃酸作用分离为核酸与蛋白质。

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）小肠单核苷酸胰核酸酶核苷酶小肠戊糖含氮碱核苷酸酶磷酸核苷小肠核蛋白胃HCl蛋白质核酸食物中核酸的消化生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）核苷酸的生物学功用1.作为核酸合成的原料：NTPS和

dNTPS分别用于合成RNA和DNA。2.体内能量的利用形式：ATP、GTP、UTP和CTP。3.参与代谢和生理调节：cAMP和cGMP。4.组成辅酶：NAD+，NADP+，FAD，FMN等。5.活化中间代谢物：UDPG、CDP-胆碱、SAM等。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）第一节核苷酸的合成代谢是指机体利用磷酸核糖、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，合成核苷酸的途径。

机体利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反应过程，合成核苷酸的途径。

☆肝脏等组织主要进行从头合成，而脑、骨髓等组织则可进行补救合成。

从头合成途径：补救合成途径：生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）嘌呤核苷酸的合成代谢原料：5-磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2。合成部位：这一途径主要见于肝，其次为小肠和胸腺。所有合成反应在胞液中进行。

嘌呤核苷酸的从头合成生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）CO2甲酰基（N5,N10-CH=FH4）甲酰基（N10-CHOFH4）天冬氨酸谷氨酰胺（酰胺基）甘氨酸嘌呤碱合成的元素来源生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）1.次黄苷酸（IMP）的合成：首先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)。PRPP再经过大约10步反应，合成第一个嘌呤核苷酸——次黄嘌呤核苷酸（IMP）。从头合成过程生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）在谷氨酰胺、甘氨酸、“C”、CO2及天冬氨酸参与下，逐步合成IMPR-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PRPP（5-磷酸核糖-1-焦磷酸）IMP合成步骤生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）H2O+NAD+XMPIMP脱氢酶NADH+H+Asp+GTPIMPAMP-S腺苷酸代琥珀酸合成酶GDP+PiGln+ATPGMP鸟苷酸合成酶Glu+AMP+PPiAMP腺苷酸代琥珀酸裂解酶延胡索酸

2.AMP和GMP的合成：生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）1.嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。2.先合成IMP，再转变成AMP或GMP。3.PRPP是5-磷酸核糖的活性供体。嘌呤核苷酸从头合成的特点生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）A+PRPPAMP+PPi

APRT

HGPRTI/G+PRPPIMP/GMP+PPi腺嘌呤核苷+ATP

AMP+ADP

腺苷激酶

嘌呤核苷酸的补救合成生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶嘌呤核苷三磷酸的合成：生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）嘧啶核苷酸的合成代谢

嘧啶核苷酸的从头合成原料：氨基甲酰磷酸与天冬氨酸合成部位：肝细胞的胞液生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）氨基甲酰磷酸Gln→CO2→←AspC5C4N3C2C6N1‖|

嘧啶合成的元素来源生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

1.尿苷酸（UMP)的合成：在氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ的催化下，以Gln，CO2，ATP为原料合成氨基甲酰磷酸。从头合成过程Gln+CO2

氨基甲酰磷酸+Glu氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ2ATP2ADP+Pi生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）氨基甲酰磷酸在天冬氨酸转氨甲酰酶的催化下，结合一分子天冬氨酸，从而合成氨甲酰天冬氨酸，然后再经脱氢、脱羧、环化等反应，合成第一个嘧啶核苷酸，即UMP。

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）2.胞苷酸的合成：

CTPGln+ATPGlu+ADP+PiCTP合成酶UMPUDPATPADP核苷单磷酸激酶UTPATPADP核苷二磷酸激酶合成RNA生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连。先合成UMP，再转变成dTMP和CTP。嘧啶核苷酸从头合成的特点：生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）嘧啶核苷酸的补救合成：尿苷/胞苷尿苷胞苷激酶UMP/CMPATPADP脱氧胸苷激酶TdRdTMPATPADP生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）体内脱氧核糖核苷酸是通过相应的核糖核苷酸还原生成的。这种还原反应是由核糖核苷酸还原酶催化，在二磷酸核苷（NDP）水平上进行的。

NDP+NDPH+H+

dNDP+NDP++H2O

二磷酸核苷

二磷酸脱氧核苷脱氧核苷酸的合成代谢生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）脱氧嘧啶核苷酸的合成机制：

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dTDPdTTP核苷二磷酸激酶合成DNA生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）第二节嘌呤核苷酸的分解代谢嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷酶的催化下分解生成嘌呤碱，最后在黄嘌呤氧化酶的作用下氧化生成尿酸，再经尿液排出体外。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）黄嘌呤氧化酶尿酸核苷酸酶AMP腺苷H2OPi核苷酸酶GMP鸟苷H2OPi脱氨酶次黄苷H2ONH3鸟嘌呤酶黄嘌呤H2ONH3核苷酶次黄嘌呤PiR-1-P核苷酶鸟嘌呤PiR-1-P嘌呤核苷酸的分解代谢生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）嘧啶核苷酸的分解代谢

嘧啶核苷酸可首先在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，产生的嘧啶碱可在体内进一步分解代谢。嘧啶核苷酸嘧啶核苷核苷酸酶PiH2O嘧啶碱1-磷酸核糖核苷磷酸化酶Pi生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）胞嘧啶和尿嘧啶的降解二氢嘧啶酶H2O

-脲基丙酸胞嘧啶脱氨酶H2ONH3胞嘧啶尿嘧啶二氢尿嘧啶脱氢酶NADPH+H+

NADP+二氢尿嘧啶

-脲基丙酸酶NH3+CO2H2O

-丙氨酸

丙二酸单酰CoA乙酰CoATAC尿素生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）胸腺嘧啶的降解

二氢嘧啶酶H2O

-脲基异丁酸胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶脱氢酶NADPH+H+NADP+二氢胸腺嘧啶

-脲基异丁酸酶NH3+CO2H2O

-异丁酸

尿素甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoATAC糖异生生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）第三节核苷酸代谢与临床医学痛风症

患者由于体内嘌呤核苷酸分解代谢异常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸钠晶体沉积于软骨、关节、软组织及肾等处，临床上表现为皮下结节，关节疼痛等。临床上常用别嘌呤醇治疗痛风症。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤氧化酶黄嘌呤尿酸黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇痛风症的治疗机制生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）莱--尼综合征，是一种罕见的性染色体X连锁遗传病。

该病是由于患者先天性缺乏HGPRT而导致次黄嘌呤和鸟嘌呤补救合成途径的障碍。主要表现为高尿酸血症和中枢神经系统功能失常。患者在2～3岁时即可出现脑发育不良和智力发育迟缓、巨幼红细胞性贫血、高尿酸血症、共济失调，并伴有咬口唇、手指和足趾等自残行为，故又名自毁容貌综合征。Lesch—Nyhan综合征

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）临床上应用较多的嘌呤类似物包括：6-巯基嘌呤（6-MP）、6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等。6-MP的化学结构与次黄嘌呤类似，因而可以抑制IMP转变为AMP或GMP，从而干扰嘌呤核苷酸的合成。核苷酸的代谢拮抗物及临床应用生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）嘌呤类似物：

次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

嘧啶类似物：主要抗代谢嘧啶类似物是5-氟尿嘧啶（5-FU）。5-FU在体内可转变为F-dUMP，其结构与dUMP相似，可竞争性抑制胸苷酸合酶的活性，从而抑制胸苷酸的合成。胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）氮杂丝氨酸的结构类似谷氨酰胺，可抑制IM