④ FGAM合成酶
③ 转甲酰基酶
⑤ AIR合成酶
IMP生成总反应过程
（3）AMP和GMP的生成
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ②腺苷酸代琥珀酸裂解酶
③IMP脱氢酶 ④GMP合成酶
嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
NH3
GMP
腺苷酸代 琥珀酸
IMP
XMP
★ ATP和GTP的生成
AMP
腺苷激酶 ATP ADP
（ 2）
IMP
AMP （ 3） GMP
（1）PRPP的生成
PRPP可参 加多种核 苷酸的合 成，此步 反应是核 苷酸合成 关键步骤
R-5-P 5-磷酸核糖
ATP AMP
PRPP 合成酶
PP-1-R-5-P 磷酸核糖焦磷酸
（2） IMP的合成过程
(10步反应)
① 磷酸核糖酰胺转移酶
② GAR合成酶
核糖核苷酸还原酶，Mg2+
dNDP 二磷酸脱氧核苷
S S
还原型硫氧化还 原蛋白-(SH)2
氧化型硫氧 化还原蛋白
NADP+
硫氧化还原蛋白还原酶 （FAD） 激酶
NADPH + H+
dNDP + ATP
dNTP + ADP
（四） 嘌呤核苷酸的抗代谢物
• 嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸 或叶酸等的类似物。 • 采用竞争性抑制或“以假乱真”等方式抑制合 成代谢中的酶， 从而干扰和阻断核苷酸的合 成,从而进一步阻止核酸以及蛋白质的生物合 成。 • 由于肿瘤细胞的核酸与蛋白质代谢旺盛，因此 抗代谢物可用于肿瘤的化疗。
第八章
核苷酸代谢
Metabolism of Nucleotides
主要内容
概述 核苷酸的合成代谢 核苷酸的分解代谢
学习目标



掌握：核苷酸的生物学功用；核苷酸从头 合成途径及补救合成途径的概念、原料、 特点；脱氧核苷酸的生成。 熟悉：嘌呤碱、嘧啶碱合成的元素来源； 核苷酸分解代谢的终产物；核苷酸的抗代 谢物。 了解：核苷酸的合成过程。
自毁容貌症生化本质: HGPRT基因缺陷 嘌呤合成过多，明显的高 尿酸血症，痛风伴大脑瘫痪、智力减退、舞蹈手足综 合征,身体和精神发育迟缓,有咬指咬唇的强迫性自残 行为,有自毁容貌.
（三）脱氧核苷酸的生成
在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）
脱氧核苷酸的生成
NDP 二磷酸核糖核苷
4.合成过程
（1）PRPP的生成
（2）IMP的生成
（3）AMP和GMP的生成
PP-1-R-5-P
（磷酸核糖焦磷酸） 谷氨酰胺 酰胺转移酶
AMP ATP
R-5-P
PRPP合成酶 （5-磷酸核糖）
（ 1）
（ 2）
谷氨酸
H2N-1-R-5´-P
（5´-磷酸核糖胺）
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
④ 从IMP出发再合成AMP和GMP。
⑤ 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。
（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径
1.定义
利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过 简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为 补救合成（或重新利用）途径。
2.参与补救合成的酶
腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT) 腺苷激酶
3.参与代谢和生理调节 cAMP, cGMP
4.组成辅酶
NAD，FAD，CoA
UDPG, CDP-DG, SAM
5.活化中间代谢物
6.辅因子合成的前体物 GTP是辅因子四氢生物蝶呤合成的前体物；也为 mRNA帽子结构的合成提供原料 7.参与酶的变构调节和共价修饰调节 磷酸化去磷酸化
第二节
嘌呤核苷酸的代谢
★ 体内） 食物核蛋白
胃酸
蛋白质
核酸（RNA及DNA）
胰核酸酶
核苷酸
胰、肠核苷酸酶
核苷
磷酸
碱基
核苷酶
戊糖
第一节
核苷酸的生物功能
1.作为核酸合成的原料
2.体内能量的利用形式
最主要的功能
ATP----主要形式； GTP----蛋白质合成 UTP----糖原合成； CTP----磷脂合成
3.合成过程
腺嘌呤 + PRPP
APRT HGPRT
AMP + PPi IMP + PPi
次黄嘌呤 + PRPP
鸟嘌呤 + PRPP HGPRT GMP + PPi
腺嘌呤核苷
腺苷激酶 ATP ADP
AMP
4.补救合成的生理意义
● 节省:补救合成节省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，如脑骨髓只能进行补救合成。 ● 自毁容貌征----罕见的性染色体X连锁遗传病
嘌呤类似物 氨基酸类似物 叶酸类似物 6-巯基嘌呤 氮杂丝氨酸等 氨蝶呤 6-巯基鸟嘌呤 氨甲蝶呤等 8-氮杂鸟嘌呤等
嘌呤核苷酸的抗代谢物
嘌
呤
N N OH
SH N
N N N N H
类
似
N H 次黄嘌呤 SH N N
物
H2N
N
N H 6-巯基鸟嘌呤
6-巯基嘌呤（6-MP） OH N N N N N H 8-氮杂鸟嘌呤
一、嘌呤核苷酸的合成代谢
● 嘌呤核苷酸的结构
AMP
GMP
● 从头合成途径 ● 补救合成途径
（一）嘌呤核苷酸的从头合成
1.定义
嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸 核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物 质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核 苷酸的途径。
2.合成部位
肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官， 其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此 合成途径。
6-MP
MTX
氮杂丝氨酸
PRPP
谷氨酰胺 （Gln）
PRA
氮杂丝氨酸
甘氨酰胺 核苷酸 （GAR）
甲酰甘氨酰 胺核苷酸 （FGAR）
ADP
激酶 ATP ADP
ATP
GMP
鸟苷激酶
ATP ADP
GDP
激酶 ATP ADP
GTP
5. 嘌呤核苷酸从头合成特点
① 参与从头合成途径的酶均在胞液中，是在磷酸核糖 分子上逐步合成的。 ② 以5-磷酸核糖（5-PR）为原料，经11步反应生成次 黄嘌呤核苷酸（IMP）。 ③ 在合成IMP过程中，由氨基酸，CO2，一碳单位逐步 提供元素或基团，在5-磷酸核糖分子上完成嘌呤碱基 的合成
3.合成原料



氨基酸 甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺 CO2 一碳单位 N10-甲酰四氢叶酸 N5，N10-甲炔四氢叶酸 磷酸核糖
★ 嘌呤碱合成的元素来源
CO2 甘氨酸
天冬氨酸
甲酰基 （一碳单位） 谷氨酰胺 （酰胺基）
甲酰基 （一碳单位）
甘氨当中站, 谷氮、一碳坐两边, 左上天冬氨，CO2头上顶