体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。
二、嘧啶核苷酸的合成代谢

从头合成途径 (De novo synthesis pathway) 补救合成途径 (Salvage synthesis pathway)


嘧啶核苷酸的结构
（一）嘧啶核苷酸的从头合成 1.定义
嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、
人类嘌呤代谢积累过多尿酸。
尿酸在液体介质中的溶解度较低，导致血液和尿 升高为特征的临床疾病。 尿酸钠易溶，沉积在关节之中，引起痛风。
液中尿酸
痛风发病原因：PRPP合酶活性增加；次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸化 核苷转移酶（HGPRTase）活性降低；葡萄糖-6-磷酸缺乏。 治疗方案：别嘌呤醇
痛风症的治疗机制
•某些改变了核糖结构的核苷类似物
氮杂丝氨酸 UMP UTP CTP CDP
阿糖胞苷 dCDP
氨甲碟呤
UDP
dUDP
dUMP
氮杂丝氨酸
dTMP
嘌呤和嘧啶类似物作为抗病毒药物
DNA聚合酶是 其选择性作用靶点
阿昔洛韦
3-叠氮基-3-脱氧胸腺嘧啶核苷
鸟嘌呤 黄嘌呤 次黄嘌呤
黄嘌呤氧化酶 尿酸
别嘌呤醇
基础理论与临床---------自毁容貌症
自毁容貌综合症（Lesch-Nyhan syndrome ）：生长发育迟 缓，强迫性痉挛，舞蹈样手足徐动，自咬嘴唇、手指致残， 智力低下。 病因：次黄嘌呤鸟嘌呤转磷酸核糖基酶 (HPRT) 缺乏而产生 的嘌呤代谢病。HPRT部分缺乏,以尿酸过多和严重的痛风为特 征；HPRT“完全缺乏” , 表现为高尿酸血症和莱施 - 奈恩综合 症。 自我咬伤是咬自己的手指、嘴唇、颊部的一种怪癖，可作本 症的一种重要特征。对于诊断原因不明的脑源性麻痹的男性 病例中，在怀疑为本症时，测定其尿中和血中的尿酸是必要 的。患血高尿酸症，结果容易出现肾结石和膀胱结石。
第二节
核苷酸的分解代谢
Metabolism of Pyrimidine Nucleotides
一、嘌呤核苷酸的分解代谢
核苷酸酶
Pi
核苷酸
核苷
核苷磷酸化酶
1-磷酸核糖
碱基
核酸酶 核苷酶
腺苷脱氨酶 次黄苷
次黄嘌呤
黄嘌呤氧化酶
鸟嘌呤脱氨酶
人类嘌呤碱 的最终代谢产物
黄嘌呤氧化酶
基础理论与临床---------高尿酸血症与痛风
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，合成嘧啶核苷酸的途径。
2.合成部位
主要是肝细胞胞液。
3.嘧啶合成的元素来源
天冬氨酸
氨基甲酰磷酸
4.合成过程
（ 1 ）尿嘧啶核苷酸的合成
谷氨酰胺 + HCO3氨基甲酰磷 酸合成酶II
2ATP 2ADP+Pi
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
氨基甲酰磷酸合成酶 I、II 的区别 CPS-I 分布 氮源 变构激活剂 功能 肝细胞线粒体中 氨 N-乙酰谷氨酸 尿素合成 CPS-II 胞液（所有细胞） 谷氨酰胺 无 嘧啶 合成
_
+
IMP
腺苷酸代 琥珀酸
AMP ADP ATP GMP GDP GTP
_
XMP
_
腺苷酸代 琥珀酸
IMP
GTP
+
AMP
ADP GDP
ATP GTP
XMP
_
ATP
+GMP
谷氨酰胺转移酶（限速）
嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
GMP
NH3
腺苷酸代 琥珀酸
IMP
XMP
（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径 1.定义
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)
AMP
二、体内存在形式及分布
（一）细胞内以5’-NTP形式存在
（二）NTP浓度高于dNTP （三）不同组织细胞中各种核苷酸种类分 布差异较大
三、体内核苷酸来源
自身合成（主要途径） 食物摄入（次要途径）
食物核蛋白
蛋白质
胃酸Βιβλιοθήκη 核酸（RNA及DNA）胰核酸酶
核苷酸
胰、肠核苷酸酶
核苷酸的从头合成概况
5-磷酸核糖 Gln Gly 氨基甲酰磷酸 一碳单位 Gln Asp CO2 乳清酸 Asp 一碳单位 dTMP UMP IMP GMP AMP CTP UTP ATP GTP PRPP
CO2 + Gln
主要内容
一、嘌呤核苷酸的合成
二、嘧啶核苷酸的合成 三、核苷酸的抗代谢物 四、脱氧核糖核苷酸的生成
腺苷激酶(Adenosine kinase)
3.合成过程
腺嘌呤 + PRPP 次黄嘌呤 + PRPP 鸟嘌呤 + PRPP 腺嘌呤核苷
APRT
AMP + PPi IMP + PPi GMP + PPi
HGPRT
HGPRT 腺苷激酶
AMP
ATP
ADP
4. 补救合成的生理意义

补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。
（ 2 ）胞嘧啶核苷酸的合成
尿苷酸激酶 二磷酸核苷激酶
UDP
UTP
ATP
ADP
ATP
ADP
UTP
CTP合成酶 谷氨酰胺 ATP 谷氨酸 ADP+Pi
（ 3）dTMP的生成
UDP 脱氧核苷酸还原酶 dUDP dCMP
CTP
CDP
dCDP TMP合酶
N5, N10-甲烯FH4 FH4
FH2
FH2还原酶 NADPH+H+
1. 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。
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
• 6-巯基嘌呤的结构
次黄嘌呤 (H)
6-巯基嘌呤 (6-MP)
6-巯基嘌呤
5-氟尿嘧啶
阿糖胞苷
叶酸

嘌呤核苷酸的结构
AMP
GMP
一、嘌呤核苷酸的合成代谢

从头合成途径 (De novo synthesis pathway)
补救合成途径 (Salvage synthesis pathway)

（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。
核苷 碱基
核苷酶
磷酸 戊糖
Bases/Nucleosides/Nucleotides
Base
Adenine
Nucleoside
Deoxyadenosine
Nucleotide
Deoxyadenosine 5’-triphosphate (dATP)
第一节
核苷酸的合成代谢
Metabolism of Purine Nucleotides
R-5-P
谷氨酸 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
（5´-磷酸核糖胺）
H2N-1-R-5´-P
AMP
IMP
GMP
嘌呤核苷酸合成的引物
（ 1 ） IMP的合成过程
① 磷酸核糖酰胺转移酶 ② GAR合成酶 ③ 转甲酰基酶 ④ FGAM合成酶 ⑤ AIR合成酶
IMP生成总反应过程
生物化学
Biochemistry
CHAPTER 8
Metabolism of Nucleotides 核苷酸代谢
主要内容
概述 第一节 核苷酸的合成 第二节 核苷酸的分解
一、核苷酸的生物功能


作为核酸合成的原料
体内能量的利用形式 参与代谢和生理调节
组成辅酶
活化中间代谢物（SAM、PAPS）
甲氨蝶呤
叶酸 甲氨蝶呤
重氮氧代正亮氨酸
重氮丝氨酸
谷氨酰胺类似物
6-MP PRPP 谷氨酰胺 （Gln） PRA 氮杂丝氨酸 甘氨酰胺 核苷酸 （GAR）
MTX 甲酰甘氨酰 胺核苷酸 （FGAR） MTX =
氮杂丝氨酸 甲酰甘氨 脒核苷酸 （FGAM） =
6-MP PRPP PPi 次黄嘌呤 IMP （ H） =
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
(Adenine phosphoribosyl transferase, APRT)
次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(Hypoxanthineguanine phosphoribosyl transferase, HGPRT)
NADP+
dUMP
脱氧胸苷一磷酸 dTMP
脱氧核苷酸的形成
5 -二磷酸核糖核酸还原酶
,
硫氧还蛋白或谷氧还蛋白
DNA
1. 核苷酸还原酶 3. 脱氧胞苷酸脱氨酶 5. DNA聚合酶
2. 5-二磷酸核苷激酶 4. 胸腺嘧啶核苷酸合酶
5.从头合成的调节
ATP + CO2+ 谷氨酰胺
-
氨基甲酰磷酸 天冬氨酸
二、嘧啶核苷酸的分解代谢
核苷酸酶 PPi 核苷磷酸化酶
嘧啶核苷酸
核苷
1-磷酸核糖
嘧啶碱
胞嘧啶 NH3 尿嘧啶 二氢尿嘧啶
胸腺嘧啶
β-脲基异丁酸