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(jī)體所需核苷酸主要通過(guò)細(xì)胞自身合成，

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

和補(bǔ)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(chǎn)物7.掌握嘧啶核苷酸分解代謝產(chǎn)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(guān)第一頁(yè)，共四十九頁(yè)。核苷酸的生理功能核苷酸是構(gòu)成核酸的基本單位核苷酸是體內(nèi)主要的能量物質(zhì)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(xì)胞內(nèi)信使ATP作為磷酸基團(tuán)的供體參與物質(zhì)磷酸化修飾第二頁(yè)，共四十九頁(yè)。核苷酸不是營(yíng)養(yǎng)必需物質(zhì)第三頁(yè)，共四十九頁(yè)。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(bǔ)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(yè)，共四十九頁(yè)。2.嘌呤核苷酸從頭合成的過(guò)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(jīng)歷11步反應(yīng)完成。反應(yīng)在胞質(zhì)中進(jìn)行＊第一步反應(yīng)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(zhuǎn)移酶是嘌呤核苷酸從頭合成的關(guān)鍵酶，是代謝調(diào)節(jié)的位點(diǎn)第五頁(yè)，共四十九頁(yè)。IMP合成途徑第六頁(yè)，共四十九頁(yè)。（2）AMP和GMP合成＊IMP生成后，進(jìn)入分支階段，分別生成AMP和GMP。＊在IMP向AMP轉(zhuǎn)化的反應(yīng)過(guò)程中，消耗GTP，由IMP轉(zhuǎn)化為

GMP的過(guò)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(yè)，共四十九頁(yè)。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(yè)，共四十九頁(yè)。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(yè)，共四十九頁(yè)。由GMP合成GDP和GTP途徑GTPGMPATPGMP激酶GDPADPATPADP核苷二磷酸激酶第十頁(yè)，共四十九頁(yè)。嘌呤核苷酸從頭合成途徑PRPP合成酶PRAPRPP酰胺轉(zhuǎn)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(yè)，共四十九頁(yè)。（二）嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)反饋機(jī)制的調(diào)節(jié)＊磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶＊腺苷酸代琥珀酸合成酶，IMP脫氫酶＊PRPP合成酶第十二頁(yè)，共四十九頁(yè)。嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)R-5-P____+__+++_負(fù)反饋調(diào)節(jié)正反饋調(diào)節(jié)+GTPPRPP合成酶PRAPRPP酰胺轉(zhuǎn)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(yè)，共四十九頁(yè)。（三）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑補(bǔ)救合成(salvagesynthesis)

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

（2）體內(nèi)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(bǔ)救合成提供嘌呤核苷酸。第十四頁(yè)，共四十九頁(yè)。AAMPPRPPPPiAPRT腺嘌呤補(bǔ)救合成腺苷酸第十五頁(yè)，共四十九頁(yè)。PRPPPPiHGPRT次黃嘌呤補(bǔ)救合成腺苷酸IIMP第十六頁(yè)，共四十九頁(yè)。PRPPPPiHGPRT鳥(niǎo)嘌呤補(bǔ)救合成腺苷酸GGMP第十七頁(yè)，共四十九頁(yè)。ATPADP腺苷激酶腺苷補(bǔ)救合成腺苷酸腺苷AMP第十八頁(yè)，共四十九頁(yè)。（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(lèi)似物1.嘌呤類(lèi)似物

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

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

6-重氮-5-氧正亮氨酸氮雜絲氨酸第二十五頁(yè)，共四十九頁(yè)。第二十六頁(yè)，共四十九頁(yè)。第二十七頁(yè)，共四十九頁(yè)。第二十八頁(yè)，共四十九頁(yè)。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(guò)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(zhuǎn)移酶（2）嘧啶核苷酸的合成

第二十九頁(yè)，共四十九頁(yè)。第三十頁(yè)，共四十九頁(yè)。第三十一頁(yè)，共四十九頁(yè)。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(yè)，共四十九頁(yè)。第三十三頁(yè)，共四十九頁(yè)。（二）嘧啶核苷酸從頭合成的調(diào)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(yè)，共四十九頁(yè)。（三）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成途徑1.嘧啶堿基生成嘧啶核苷酸2.嘧啶核苷轉(zhuǎn)變?yōu)猷奏ず塑账岬谌屙?yè)，共四十九頁(yè)。（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(yè)，共四十九頁(yè)。第三十七頁(yè)，共四十九頁(yè)。（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(yè)，共四十九頁(yè)。（六）嘧啶核苷酸的抗代謝物1.嘧啶類(lèi)似物5-氟尿嘧啶

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

＊在第二步反應(yīng)中生成的核糖-1-磷酸可以異構(gòu)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(yīng)，是別嘌醇治療痛風(fēng)的作用位點(diǎn)第二節(jié)核苷酸的分解代謝第四十三頁(yè)，共四十九頁(yè)。AMPIMPGMP腺苷次黃苷鳥(niǎo)苷111次黃嘌呤鳥(niǎo)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(yè)，共四十九頁(yè)。（二）嘌呤核苷酸代謝障礙與疾病1.痛風(fēng)

＊高尿酸血癥

＊痛風(fēng)

＊?jiǎng)e嘌醇

第四十五頁(yè)，共四十九頁(yè)。第四十六頁(yè)，共四十九頁(yè)。2.HGPRT完全缺乏導(dǎo)致Lesch-Nyhan綜合癥

強(qiáng)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(fēng)癥狀。

第四十七頁(yè)，共四十九頁(yè)。二、嘧啶核苷酸分解代謝

CMPUMPdTMPNADPH+H+NADPH+CO2+NH