生化核苷酸代謝北醫(yī)

本章要求1.掌握核苷酸的生理功能2.掌握機體所需核苷酸主要通過細胞自身合成，

核苷酸不是營養(yǎng)必需物質的概念3.掌握體內核苷酸的合成的兩條途徑：從頭合成

和補救合成4.掌握脫氧核糖核苷酸的生成5.掌握核苷酸的抗代謝物6.掌握尿酸是人體嘌呤分解代謝的最終產物7.掌握嘧啶核苷酸分解代謝產生CO2、NH3和某些β-氨基酸8.掌握核苷酸代謝異常與疾病相關第一頁，共四十九頁。核苷酸的生理功能核苷酸是構成核酸的基本單位核苷酸是體內主要的能量物質核苷酸參與合成活性代謝中間物核苷酸參與輔酶組成環(huán)核苷酸可以作為細胞內信使ATP作為磷酸基團的供體參與物質磷酸化修飾第二頁，共四十九頁。核苷酸不是營養(yǎng)必需物質第三頁，共四十九頁。第一節(jié)核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸合成從頭合成

(denovosynthesis)補救合成(salvagesynthesis)

（一）嘌呤核苷酸的從頭合成

1.從頭合成嘌呤核苷酸的原料第四頁，共四十九頁。2.嘌呤核苷酸從頭合成的過程嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤環(huán)

首先合成IMP，再由IMP分支分別合成AMP和GMP（1）IMP合成＊IMP的合成經歷11步反應完成。反應在胞質中進行＊第一步反應生成的磷酸核糖焦磷酸是所有核苷酸生物合成所需核糖-5-磷酸的供體＊磷酸核糖焦磷酸合成酶和磷酸核糖酰胺轉移酶是嘌呤核苷酸從頭合成的關鍵酶，是代謝調節(jié)的位點第五頁，共四十九頁。IMP合成途徑第六頁，共四十九頁。（2）AMP和GMP合成＊IMP生成后，進入分支階段，分別生成AMP和GMP。＊在IMP向AMP轉化的反應過程中，消耗GTP，由IMP轉化為

GMP的過程則消耗ATP，保證兩種嘌呤核苷酸平衡生成（3）ATP與GTP合成第七頁，共四十九頁。由IMP合成AMP和GMP途徑①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脫氫酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶第八頁，共四十九頁。由AMP合成ADP和ATP途徑2ATP2ADP2ATP氧化磷酸化底物水平磷酸化AMP激酶+ATPAMP第九頁，共四十九頁。由GMP合成GDP和GTP途徑GTPGMPATPGMP激酶GDPADPATPADP核苷二磷酸激酶第十頁，共四十九頁。嘌呤核苷酸從頭合成途徑PRPP合成酶PRAPRPP酰胺轉移酶IMPR-5-PATP+腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDPGTPIMP脫氫酶腺苷酸代琥珀酸合成酶GTPATP第十一頁，共四十九頁。（二）嘌呤核苷酸從頭合成的調節(jié)反饋機制的調節(jié)＊磷酸核糖酰胺轉移酶＊腺苷酸代琥珀酸合成酶，IMP脫氫酶＊PRPP合成酶第十二頁，共四十九頁。嘌呤核苷酸從頭合成的調節(jié)R-5-P____+__+++_負反饋調節(jié)正反饋調節(jié)+GTPPRPP合成酶PRAPRPP酰胺轉移酶IMPATP+腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDPGTPIMP脫氫酶腺苷酸代琥珀酸合成酶ATPR-5-P__第十三頁，共四十九頁。（三）嘌呤核苷酸的補救合成途徑補救合成(salvagesynthesis)

1.嘌呤堿補救合成嘌呤核苷酸腺嘌呤磷酸核糖轉移酶次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶2.嘌呤核苷補救合成嘌呤核苷酸腺苷激酶3.嘌呤核苷酸補救合成具有重要生理意義（1）可以節(jié)省從頭合成時所消耗的能量和一些氨基酸；

（2）體內某些組織器官，由于缺乏從頭合成嘌呤核苷酸的酶系，只能依賴補救合成提供嘌呤核苷酸。第十四頁，共四十九頁。AAMPPRPPPPiAPRT腺嘌呤補救合成腺苷酸第十五頁，共四十九頁。PRPPPPiHGPRT次黃嘌呤補救合成腺苷酸IIMP第十六頁，共四十九頁。PRPPPPiHGPRT鳥嘌呤補救合成腺苷酸GGMP第十七頁，共四十九頁。ATPADP腺苷激酶腺苷補救合成腺苷酸腺苷AMP第十八頁，共四十九頁。（四）嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤核苷酸的抗代謝物為嘌呤、葉酸或者氨基酸類似物1.嘌呤類似物

6-巰基嘌呤（6-mercaptopurine,6-MP）6-巰基鳥嘌呤8-氮雜鳥嘌呤第十九頁，共四十九頁。第二十頁，共四十九頁。第二十一頁，共四十九頁。2.葉酸類似物

氨蝶呤（aminopterin）甲氨蝶呤（methotrexate,MTX）第二十二頁，共四十九頁。氨蝶呤甲氨蝶呤第二十三頁，共四十九頁。第二十四頁，共四十九頁。3.氨基酸類似物

6-重氮-5-氧正亮氨酸氮雜絲氨酸第二十五頁，共四十九頁。第二十六頁，共四十九頁。第二十七頁，共四十九頁。第二十八頁，共四十九頁。二、嘧啶核苷酸的從頭合成（一）嘧啶核苷酸從頭合成的原料1.嘧啶核苷酸從頭合成的過程嘧啶核苷酸從頭合成是在先合成的嘧啶環(huán)上磷酸核糖化而成的

（1）嘧啶環(huán)的合成

＊氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ

＊天冬氨酸氨基甲酰轉移酶（2）嘧啶核苷酸的合成

第二十九頁，共四十九頁。第三十頁，共四十九頁。第三十一頁，共四十九頁。CTP（3）UTP和CTP的合成

UMPUDPUTPCTP合成酶

谷氨酰胺谷氨酸ATPADP+Pi第三十二頁，共四十九頁。第三十三頁，共四十九頁。（二）嘧啶核苷酸從頭合成的調節(jié)---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-第三十四頁，共四十九頁。（三）嘧啶核苷酸的補救合成途徑1.嘧啶堿基生成嘧啶核苷酸2.嘧啶核苷轉變?yōu)猷奏ず塑账岬谌屙?，共四十九頁。（四）脫氧核糖核苷酸的合成堿基NADPH+H+NADP++H2O核糖核苷酸還原酶ATP激酶ADP第三十六頁，共四十九頁。第三十七頁，共四十九頁。（五）脫氧胸腺嘧啶核苷酸生成dTTPdTMPCTPUDPdUDPdUMPCDPdCDPdCMPdTDPNADP+TMP合酶

N5,N10-甲烯FH4FH2二氫葉酸還原酶

FH4NADPH+H++第三十八頁，共四十九頁。（六）嘧啶核苷酸的抗代謝物1.嘧啶類似物5-氟尿嘧啶

（5-fluorouracil,5-FU）第三十九頁，共四十九頁。第四十頁，共四十九頁。2.葉酸類似物3.改變了核糖結構的核苷類似物第四十一頁，共四十九頁。第四十二頁，共四十九頁。一.嘌呤核苷酸的分解代謝（一）人類嘌呤堿的最終降解產物為尿酸四步完成

＊在第二步反應中生成的核糖-1-磷酸可以異構為核糖-5-磷酸，再用于合成PRPP

＊黃嘌呤氧化酶催化第三步和第四步反應，是別嘌醇治療痛風的作用位點第二節(jié)核苷酸的分解代謝第四十三頁，共四十九頁。AMPIMPGMP腺苷次黃苷鳥苷111次黃嘌呤鳥嘌呤黃嘌呤尿酸2222334H腺嘌呤嘌呤核苷酸的分解代謝第四十四頁，共四十九頁。（二）嘌呤核苷酸代謝障礙與疾病1.痛風

＊高尿酸血癥

＊痛風

＊別嘌醇

第四十五頁，共四十九頁。第四十六頁，共四十九頁。2.HGPRT完全缺乏導致Lesch-Nyhan綜合癥

強迫性自毀行為該病患者伴隨有高尿酸血癥，并逐漸出現(xiàn)痛風癥狀。

第四十七頁，共四十九頁。二、嘧啶核苷酸分解代謝

CMPUMPdTMPNADPH+H+NADPH+CO2+NH