（4）嘌呤核苷酸从头合成途径的调节
嘌呤核苷酸从头合成小结
5-磷酸核糖、Gln、Asp、Gly、 磷酸核糖、 磷酸核糖 、 、 、 CO2、 一碳单位 、 主要）、小肠、 ）、小肠 合成的组织器官 肝（主要）、小肠、胸腺 发生的细胞内部位 细胞液 5-磷酸核糖 焦磷酸（PRPP） 磷酸核糖-1-焦磷酸 磷酸核糖供体 磷酸核糖 焦磷酸（ ） PRPP合成酶及酰胺转移酶 关键反应 合成酶及酰胺转移酶 分子上逐步合成IMP 首先合成的嘌呤核苷酸 在PRPP分子上逐步合成 分子上逐步合成 AMP和GMP合成的前体 是IMP 合成的前体 和 合成所需要的物质
遗传缺陷 遗传缺陷
常染色体隐性遗传 常染色体隐性遗传
2．嘧啶核苷酸代谢障碍 先天性乳清 酸尿症 乳清酸磷酸核糖转移 酶 乳清酸核苷酸 遗传缺陷 遗传缺陷 乳清酸排泄多、 乳清酸排泄多、红细胞性贫 血 乳清酸排泄较多 常染色体隐性遗传 常染色体隐性遗传
二、核苷酸抗代谢物
1.抗代谢物：某些物质在结构上与氨基酸、叶酸、 1.抗代谢物：某些物质在结构上与氨基酸、叶酸、碱基或核 抗代谢物 苷类似， 苷类似，它们能够竞争性地抑制或干扰 核苷酸合成代谢 的某些步骤， 核苷酸抗代谢物。 的某些步骤，这些物质统称为 核苷酸抗代谢物。这些物 质通常具有抗肿瘤的作用。 质通常具有抗肿瘤的作用。
第二节 核酸的降解与核胃酸
蛋白质
核酸 （ DNA或 RNA） 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 H 3P O 4 核 苷 磷酸解 酶 戊 糖 -1 -磷 酸 磷 碱基
S S
硫氧还蛋白还原酶
G SSG
2G SH
FAD
FADH 2
谷胱甘肽还原酶
硫氧还蛋白还原酶
N A D PH +H +
N A D P+
NA D PH +H +
NADP+
脱氧胸苷酸（dTMP） 脱氧胸苷酸（dTMP）的生成
尿苷一磷酸激 酶 UMP ATP ADP UDP ATP ADP 尿 苷 二 磷酸 激 酶 UTP ATP合酶 合 CTP 谷氨酸 （主要） NH3 dUDP H2O Pi TMP合酶 合 FH2 dTMP dUMP N5，N10-甲烯FH4 甲 H2O
自毁容貌综合征(Lesch-Nyhan syndrome, LNS) 自毁容貌综合征
• 遗传方式：X连锁隐性遗传。 遗传方式： 连锁隐性遗传。 • 缺乏的酶：次黄嘌呤鸟嘌呤 缺乏的酶： 磷酸核糖基转移酶（HGPRT） 磷酸核糖基转移酶（HGPRT） • 基因定位：Xq26-q27。 基因定位：Xq26-q27。 • 临床表现：高尿酸血症和高 临床表现： 尿酸尿症， 尿酸尿症，痛风性 • 关节炎，智力迟钝，大脑瘫 关节炎，智力迟钝， 舞蹈样动作， 痪，舞蹈样动作， • 自残行为
HO— P— O — P— O — CH 2
碱基
H H H 2O
OH
OH H H OH
碱基
H H OH
核糖核苷酸还原酶
S S
核糖核苷酸还原酶
SH SH
脱氧核苷酸是在核苷二磷酸水平上 SH S SH 谷氧还蛋白 谷氧还蛋白 硫氧还蛋白 SH 经核糖核苷酸还原酶催化还原生成 S SH
谷氧还蛋白还原酶
硫氧还蛋白
第九章 核苷酸代谢
（Nucleotide Metabilism） ）
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） DNA合成的原料（dATP、dGTP、dCTP、dTTP） 合成的原料 RNA合成的原料 ATP、GTP、CTP、UTP） 合成的原料（ RNA合成的原料（ATP、GTP、CTP、UTP） ATP是细胞主要能量形式 ATP是细胞主要能量形式 AMP、ADP和ATP等是酶的变构效应剂 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 是信号转导的第二信使。 cAMP和cGMP是信号转导的第二信使。 FAD和SHCoA都含有 都含有AMP NAD+、NADP+、FAD和SHCoA都含有AMP GTP是四氢生物蝶呤合成的前体物 GTP是四氢生物蝶呤合成的前体物 ATP UDP-葡糖、GDPUDP-葡糖、GDP-甘露糖等参与糖复合物合成等 CDP-胆碱、CDP-乙醇胺、CDPCDP-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 SAM是活性甲基供体 PAPS是活性硫酸供体 PAPS是活性硫酸供体
2.补救合成途径 2.补救合成途径
腺嘌呤+PRPP 腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (ARPT) AMP+PPi
次黄嘌呤/鸟嘌呤 +PRPP 鸟
次黄嘌呤/鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 鸟 (HGRPT)
IMP/GMP+PPi
腺嘌呤核苷 ATP
腺苷激酶
AMP + ADP
生理意义：节省能量和原料，对脑、 生理意义：节省能量和原料，对脑、骨髓等器官尤其重要
UMP+PPi
1-磷 酸核糖
Pi
尿嘧 啶核 苷 尿苷 激酶
Mg2+
UMP ADP
ATP
脱 氧胸 苷
胸苷 激 酶
dTMP Mg ATP
2+
ADP
3.嘧啶核苷酸的分解 3.嘧啶核苷酸的分解
（三）脱氧核苷酸的生成
O O H O — P— O — P— O — CH 2 OH OH H H OH H
O
O
1.嘌呤核苷酸从头合成途径 1.嘌呤核苷酸从头合成途径
合成要点： 合成要点：
合成原料：谷氨酰胺、甘氨酸、 天冬氨酸、 1. 合成原料：谷氨酰胺、甘氨酸、CO2、天冬氨酸、一碳 单位和5 单位和5'-磷酸核糖 合成的组织器官： 主要）、 ）、小肠和胸腺 2. 合成的组织器官：肝（主要）、小肠和胸腺 合成的细胞内部位： 3. 合成的细胞内部位：细胞液 关键反应的酶： 4. 关键反应的酶： 磷酸核糖焦磷酸激酶和酰胺转移酶 首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），是在5 -磷酸核糖），是在 5. 首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），是在5'-磷酸核糖-1焦磷酸的基础上逐步合成的
蛋白质分解代谢
H 3P O 4
二、 核苷酸代谢
核 苷 酸代 谢
核苷 酸合 成代 谢
核 苷酸 分解 代谢
嘌呤 核苷 酸 合成 代谢
嘧 啶核 苷 酸 合 成代 谢
嘌 呤 核苷 酸 分 解 代谢
嘧 啶核 苷 酸 分 解代 谢
从头 合成 途 径 补救 合成 途 径
核苷酸的两种合成途径
从头合成途径： 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， 碳单位等物质，经一系列酶促反应合成核苷酸 的过程。 的过程。 补救合成途径： 补救合成途径：指机体利用碱基或核苷合成核 苷酸的过程。 苷酸的过程。
（1）嘧啶环的元素来源
（2）UMP的合成和（3）CTP的合成 UMP的合成和（ CTP的合成 的合成和
线粒体
CTP合成酶 合成酶
（4）嘧啶核苷酸从头合成途径的调节 嘧啶核苷酸从头合成途径的调节
2.嘧啶核苷酸补救合成途径 2.嘧啶核苷酸补救合成途径
尿嘧啶+PRPP 尿嘧 啶磷 酸核糖 转移 酶
（二）嘧啶核苷酸的合成与分解
核苷酸 (ribonucleotide) 胞苷一磷酸（ 胞苷一磷酸（CMP） ） CMP） 胞苷二磷酸 （CMP） 胞苷三磷酸 （CMP） ） 尿苷一磷酸（ 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（ 脱氧胞苷一磷酸（dCMP） ） 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） ）
3.嘌呤核苷酸的分解 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
痛 风（GOUT） ）
正常人血尿酸含量： 正常人血尿酸含量： 0.12mmol/L～ 0.12mmol/L～o.36mmol/L. 男均0.27mmol/L, 男均0.27mmol/L, 女均0.21mmol/L 女均0.21mmol/L 痛风患者：>0.48mmol/L 痛风患者： 痛风原因：高嘌呤饮食、 痛风原因：高嘌呤饮食、体内 核酸分解增强、 核酸分解增强、肾脏疾病 表现： 表现：尿酸盐沉积造成损害 别嘌呤醇治疗痛风： 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 相似，抑制黄嘌呤氧化酶
（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) 腺苷三磷酸 鸟苷一磷酸 (GMP) 鸟苷二磷酸 (GDP) 鸟苷三磷酸 (GTP) 脱氧核苷酸 (deoxyribonucleotide) 脱氧腺苷一磷酸(dAMP) 脱氧腺苷一磷酸 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)
1.嘧啶核苷酸从头合成 1.嘧啶核苷酸从头合成
合成要点 合成原料：谷氨酰胺、 1. 合成原料：谷氨酰胺、CO2、天冬氨酸和5'-磷酸核糖 天冬氨酸和5 2. 合成的组织器官：主要是肝 合成的组织器官： 合成的细胞内部位： 3. 合成的细胞内部位：细胞液和线粒体 主要的调节酶：氨基甲酸磷酸合成酶Ⅱ 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 首先合成尿苷一磷酸（UMP） 5. 首先合成尿苷一磷酸（UMP） 首先逐步合成嘧啶环，再利用5 -磷酸核糖6. 首先逐步合成嘧啶环，再利用5'-磷酸核糖-1-焦磷酸合 成UMP