第九章 核苷酸代谢
（Nucleotide Metabilism）
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第一节 核苷酸的功能
核酸合成的原料
体内能量利用形式 生理调节物质
辅酶的组分 辅因子合成的前体物 提供磷酸基 形成代谢的活性中间物
DNA合成的原料（dATP、dGTP、dCTP、dTTP） RNA合成的原料（ATP、GTP、CTP、UTP） ATP是细胞主要能量形式
焦磷酸的基础上逐步合成的
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（1）嘌呤环的元素来源
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（2）IMP合成的过程
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（3）AMP和GMP的合成
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嘌呤核苷酸 从头合成过程简述
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5-磷酸核糖
PRPP合成酶
关 键
5-磷酸核糖-1-焦磷酸
反
（PRPP）
应
酰胺转移酶
5-磷酸核糖
AMP
次黄嘌呤核苷酸
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GMP
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（4）嘌呤核苷酸从头合成途径的调节
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嘌呤核苷酸从头合成小结
合成所需要的物质 合成的组织器官
5-磷酸核糖、Gln、Asp、Gly、 CO2、 一碳单位
肝（主要）、小肠、胸腺
发生的细胞内部位
细胞液
磷酸核糖供体
5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）
关键反应
PRPP合成酶及酰胺转移酶
首先合成的嘌呤核苷酸 在PRPP分子上逐步合成IMP
AMP和GMP合成的前体 是IMP
成UMP
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（1）嘧啶环的元素来源
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（2）UMP的合成和（3）CTP的合成
线粒体
CTP合成酶
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（4）嘧啶核苷酸从头合成途径的调节
PAPS是活性.硫酸供体
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第二节 核酸的降解与核苷酸代谢
一、 核 酸 与 核 苷 酸 降 解
食物核蛋白
胃酸
蛋白质
核酸 （ DNA或 RNA）
蛋白质分解代谢 H 3P O 4
核 酸 酶 （ DNA酶 或 RNA酶 ） （磷酸二酯酶） 核苷酸
（胰、肠）核苷酸酶 （磷酸单酯酶）
核苷
H 2O 水解
戊糖
核
H 3P O 4
遗传方式：X连锁隐性遗传。 缺乏的酶：次黄嘌呤鸟嘌呤
磷酸核糖基转移酶（HGPRT） 基因定位：Xq26-q27。 临床表现：高尿酸血症和高
尿酸尿症，痛风性 关节炎，智力迟钝，大脑瘫
痪，舞蹈样动作， 自残行为
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3.嘌呤核苷酸的分解
人及灵长类体内嘌呤核苷酸分解代谢的终产物是尿酸
腺嘌呤脱氨酶
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2.补救合成途径
腺嘌呤+PRPP
AMP+PPi
腺嘌呤磷酸核糖转移酶
(ARPT)
次黄嘌呤/鸟嘌呤+PRPP 次黄嘌呤/鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (HGRPT)
IMP/GMP+PPi
腺嘌呤核苷 腺苷激酶 AMP +
ATP
ADP
生理意义：节省能量和原料，对脑、骨髓等器官尤其重要
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自毁容貌综合征(Lesch-Nyhan syndrome, LNS)
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痛 风（GOUT）
正常人血尿酸含量： 0.12mmol/L～o.36mmol/L.
男均0.27mmol/L, 女均0.21mmol/L 痛风患者：>0.48mmol/L
痛风原因：高嘌呤饮食、体内 核酸分解增强、肾脏疾病
表现：尿酸盐沉积造成损害
别嘌呤醇治疗痛风：机制是别 嘌呤醇在结构上与次黄嘌呤 相似，抑制黄嘌呤氧化酶
脱氧腺苷一磷酸(dAMP) 脱氧腺苷二磷酸 (dADP) 脱氧腺苷三磷酸 (dATP)
脱氧鸟苷一磷酸 (dGMP) 脱氧鸟苷二磷酸 (dGDP) 脱氧鸟苷三磷酸 (dGTP)
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1.嘌呤核苷酸从头合成途径
合成要点：
1. 合成原料：谷氨酰胺、甘氨酸、CO2、天冬氨酸、一碳单 位和5'-磷酸核糖
2. 合成的组织器官：肝（主要）、小肠和胸腺 3. 合成的细胞内部位：细胞液 4. 关键反应的酶： 磷酸核糖焦磷酸激酶和酰胺转移酶 5. 首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），是在5'-磷酸核糖-1-
苷 磷酸解
酶
戊 糖 -1-磷 酸
碱基
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二、 核苷酸代谢
核苷酸代谢
核苷酸谢
嘧啶核苷酸 嘌呤核苷酸
合成代谢
分解代谢
从头合成途径 补救合成途径
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嘧啶核苷酸 分解代谢
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核苷酸的两种合成途径
➢ 从头合成途径：指机体利用小分子化合物及一 碳单位等物质，经一系列酶促反应合成核苷酸 的过程。
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腺苷脱氨酶（ADA）基因位于20q13-qter，编码一条含363个 氨基酸残基的多肽链。
腺苷脱氨酶（ADA）缺乏引起重症免疫缺陷症，即ADA缺乏症。 ADA缺乏症患者体内腺苷酸分解代谢严重障碍，T、B淋巴 细胞受损，引起反复感染等症状。
1990年和1991年对4岁和9岁的两个ADA缺乏的女孩进行基因 治疗，病人体内的ADA水平有原来的1%提高到25%。
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1.嘧啶核苷酸从头合成
合成要点 1. 合成原料：谷氨酰胺、CO2、天冬氨酸和5'-磷酸核糖 2. 合成的组织器官：主要是肝 3. 合成的细胞内部位：细胞液和线粒体 4. 主要的调节酶：氨基甲酸磷酸合成酶Ⅱ、天冬氨酸氨基
甲酰基转移酶 5. 首先合成尿苷一磷酸（UMP） 6. 首先逐步合成嘧啶环，再利用5'-磷酸核糖-1-焦磷酸合
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（二）嘧啶核苷酸的合成与分解
核苷酸 (ribonucleotide) 胞苷一磷酸（CMP） 胞苷二磷酸 （CMP） 胞苷三磷酸 （CMP） 尿苷一磷酸（UMP） 尿苷二磷酸 （UDP） 尿苷三磷酸 （UTP）
脱氧核苷酸 (deoxyribonucleotide) 脱氧胞苷一磷酸（dCMP） 脱氧胞苷二磷酸 （dCMP） 脱氧胞苷三磷酸 （dCMP） 脱氧胸苷一磷酸 （dTMP） 脱氧胸苷二磷酸 （dTDP） 脱氧胸苷三磷酸 （dTTP）
➢ 补救合成途径：指机体利用碱基或核苷合成核 苷酸的过程。
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（一）嘌呤核苷酸的合成与分解
核苷酸
(ribonucleotide) 腺苷一磷酸 (AMP) 腺苷二磷酸 (ADP) 腺苷三磷酸(ATP)
鸟苷一磷酸 (GMP) 鸟苷二磷酸 (GDP) 鸟苷三磷酸 (GTP)
脱氧核苷酸
(deoxyribonucleotide)
AMP、ADP和ATP等是酶的变构效应剂 cAMP和cGMP是信号转导的第二信使。 NAD+、NADP+、FAD和SHCoA都含有AMP
GTP是四氢生物蝶呤合成的前体物
ATP
UDP-葡糖、GDP-甘露糖等参与糖复合物合成等
CDP-胆碱、CDP-乙醇胺、CDP-二酰甘油等参与磷 脂合成
SAM是活性甲基供体