第九章 核苷酸代谢
第一节 核酸的降解
核酸
核酸酶
进入磷酸戊糖途径 或重新合成核酸
核苷酸
核苷酸酶
水
磷酸
核苷
解
核苷磷酸化酶
何处去？
磷酸-戊糖
碱基
分解
？ 合成
特定部位的—限制性内切酶 内切酶 DNA RNA 外切酶
第二节 碱基的分解
提问：嘌呤碱包括哪几种？ A-腺嘌呤、G-鸟嘌呤
一、嘌呤的分解
2. 在核苷磷酸化酶作用下，与1-磷酸核糖作用 核苷磷酸化酶 尿苷+ Pi 尿嘧啶 + 1-磷酸核糖
尿苷激酶 尿苷+ATP UMP + 磷酸 B. 胞嘧啶 C. 核糖 D. 腺苷 E. 鸟嘌呤 2.催化1-磷酸核苷降解成为核苷的过程是由哪种酶催化完成 A. 磷酸二酯酶 B.内切核酸酶 C. 磷酸化酶 D. 核苷酸酶 E. 磷酸核糖转移酶 3.嘌呤从头合成的关键步骤是 A. 由PRPP与谷氨酸合成磷酸核糖胺 B.由PRPP与谷氨酰胺合成磷酸核糖胺 C.谷氨酰胺全部加入到磷酸核糖单位中 D.N5N10甲炔四氢叶酸提供的甲酰基与甘氨酰胺核苷酸形成甲酰甘 氨酰胺核苷酸 E. CO2与氨基咪唑核苷酸生成5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸
4. 人类，嘌呤的主要分解产物是 A. 氨 B. 尿囊素 C. 次黄嘌呤 D. 尿素 E. 尿酸 5.人类从头合成嘧啶过程中的调节步骤涉及哪些底 物 A. 乳清酸和磷酸核糖焦磷酸 B. XMP与谷氨酰胺 C. 天冬氨酸与氨基甲酰磷 D. CO2与谷氨酰胺
6. 人类，嘧啶的主要分解产物是 A. β-丙氨酸 B. 尿囊素 C. 次黄嘌呤 D. 尿素 E. 尿酸 7. 嘧啶环的来源于 A. 天门冬氨酸、谷氨酰胺、 CO2 B. 谷氨酸、谷氨酰胺、天门冬氨酸 C. 天冬氨酸、CO2、甘氨酸 D. CO2、谷氨酰胺、苯丙氨酸 8. 嘌呤环上的四个氮原子来源于 A.天门冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸 B.天门冬氨酸、谷氨酰胺、氨 C.天门冬氨酸、甘氨酸 D.甘氨酸、谷氨酰胺、氨 E. 尿素、氨
+
3
胞嘧啶
2 +
+
+
2
3
3
第三节 核苷酸的生物合成
一 总论
二 “从头合成”中碱基各原子来源
通过放射性同位素法推断
天冬氨酸
一碳单位
N1 C2
C C N 6
5 7 8 9
CO2
甘氨酸
C N N
3
4
C
一碳单位
嘌 呤 碱
谷氨酰胺
磷酸核糖C1上逐个安插成嘌呤碱成分，形成A(G)MP。
“补救”途径 (脑和骨髓) 主要发生在肝 内外 核糖 脏，常因各种 源核 抑制物甚至生 酸分 理紧张导致其 碱基、Pi 解 中的某些酶缺 乏，影响细胞 生长。 脱氧核糖
“从头合成”途径（通常情况下占95%） 核糖、氨基酸、CO2、NH3、Pi
辅酶
核糖核苷酸
RNA
脱氧核糖核苷酸
DNA
核酸类补品原理所在 可提高康复速度
记忆法
甘氨坐中间，谷氮站两边； 左手开天门，头顶二氧碳； 两个碳单位，一边分一个。
嘌呤核苷酸合成要点
1.嘌呤核苷酸的合成不是先合成嘌呤环， 而是核糖与磷酸先合成磷酸核糖； 2.逐步由谷氨酰胺、甘氨酸、一碳基团、 CO2、及天门冬氨酸掺入碳原子或氮原子 形成嘌呤核苷酸； 3. 合成的起始物质是5-磷酸核糖-1-焦磷 酸（PRPP）
A-腺嘌呤的分解（在核苷酸或核苷水平上）
不同种类动物将尿酸直排或进行不同程度继续降解排 出体外。
H2O2在SOD（超氧化物歧化酶）或过氧化氢酶作用下 分解为H2O。
G-鸟嘌呤分解与A类似，产物也是尿酸。
脱氨基酶
黄嘌呤
尿酸
OH OH NH2 OH
HO H
HNH H N N
H2O
2
N N
H 2O
O O 2
本章小结
1.核苷酸的降解。 2.嘌呤分解产生尿酸，嘧啶分解产生 β-丙氨酸和β-氨基丁氨酸。 3.嘌呤和嘧啶碱基从头合成的原子来 源及主要合成步骤。
4.从PRPP到嘌呤核苷酸的合成大致经历两 个阶段； PRPP 次黄嘌呤核苷酸（IMP）
10步反应 腺苷酸代琥珀酸 （AMPS）
AMP
IMP
黄嘌呤核苷酸（XMP） GMP
腺苷酸代琥珀酸裂解酶 腺苷酸代琥珀酸 延胡索酸 （AMPS）
GDP+Pi
AMP
Mg 2+ 天冬氨酸
IMP
NAD+
GTP
UMP
一磷酸核苷激酶 ATP ADP
UDP
二磷酸核苷激酶 ATP ADP
UTP
尿嘧核苷酸经氨基化生成胞嘧啶核苷酸，在三 磷酸核苷水平上进行的：
CTP合成酶， Mg 2+
UTP CTP
谷氨酰胺 谷氨酸
ATP
ADP
补救途径
1. 在核苷酸焦磷酸化酶作用下 焦磷酸酶 尿嘧啶 + PRPP UMP + PPi
黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤氧化酶
HO O
N N 核苷磷酸化酶
N Pi N 次黄嘌呤 H H H 2O 2
A-腺嘌呤
核糖-1-磷酸 H 2O 2
核糖
次黄苷 腺苷
二、嘧啶的分解 β-氨基异丁酸
OO HO H O NH 乙酸 尿嘧啶 H O CH 2 H O HO H 3 CH H HO H CH 33 NH 乙酸+3NH +2CO 3 NADPH+H CH H O NADPH+H 3 CH HN O H 胸腺嘧啶 NH2 H 2 H H2 HO H HO H H2 CO CH 2 H H β-氨基异丁酸 NADPH H NADPH H N +CO +NH N O H 2 2 O N β-丙氨酸 NH H H HO H 3 排出体外或进入有机酸 H CO22 HOCO H+NH H 代谢。 2 CO 2 3 2 NH 3
嘌呤核苷
嘌呤核苷酸
嘧啶碱
天冬氨酸
NH3 CO2
N C
C
C C
-OOC
CH2 CH
+
N
嘧啶环合成后+磷酸核糖
H3N
C(U)MP
COO
记忆方法
天冬氨酸右边站 臭气直往左上窜 剩余废物二氧化碳
嘧啶从头合成途径要点
嘧啶核苷酸先合成一个嘧啶环骨架，再与PRPP结合形 成嘧啶核苷酸，合成分三阶段： 1. 以CO2和谷氨酰胺在氨基甲酰磷酸合成酶II合成氨基甲 酰磷酸; 2.氨基甲酰磷酸和天门冬氨酸在天冬氨酸氨甲酰转移酶 的作用下合成 氨甲酰天冬氨酸，再经脱水、脱氢形成乳 清酸； 3.乳清酸与PRPP的5-磷酸核糖生成乳清酸核苷酸 （OMP）, 进一步脱羧生成尿嘧啶核苷酸（UMP）。
腺苷酸代琥珀酸合成酶
谷 氨 酰 胺 谷 氨 酸
NADH+H+ H2 O
XMP
ATP ADP+Pi
次黄嘌呤核苷酸脱氢酶
GMP
鸟苷酸合成酶
补救途径
1. 在核苷酸焦磷酸化酶作用下 腺苷酸焦磷酸化酶 腺嘌呤 + PRPP 腺苷酸 + PPi 鸟苷酸焦磷酸化酶 鸟嘌呤 + PRPP 鸟苷酸 + PPi 2. 在核苷磷酸化酶作用下，与1-磷酸核糖作用 核苷磷酸化酶 嘌呤核苷+ Pi 嘌呤 + 1-磷酸核糖 核苷磷酸激酶