第十一章

核酸代謝與蛋白質(zhì)生物合成第十一章

核酸代謝與蛋白質(zhì)生物合成1第一節(jié)核酸的分解代謝核酸的消化與吸收核酸的分解單核苷酸的分解嘌呤的分解嘧啶的分解第一節(jié)核酸的分解代謝核酸的消化與吸收2核酸的基本結(jié)構(gòu)單位是核苷酸，核酸代謝與核苷酸代謝密切相關(guān)。細(xì)胞內(nèi)存在多種游離的核苷酸，它們幾乎參與了細(xì)胞的所有生化過(guò)程核酸生物合成的前體核苷酸衍生物是許多生物合成的活性中間物ATP是生物能量代謝中通用的高能化合物腺苷酸是三種重要輔酶(煙酰胺核苷酸、黃素腺嘌呤二核苷酸和輔酶A）的組分代謝的調(diào)節(jié)物質(zhì)核酸的基本結(jié)構(gòu)單位是核苷酸，核酸代謝與核苷酸代謝密切相關(guān)。3一核酸的消化和吸收人體內(nèi)的核苷酸雖然可以少量來(lái)自食物中核酸消化產(chǎn)物的吸收，但主要由機(jī)體細(xì)胞自身合成。因此，核苷酸不屬于營(yíng)養(yǎng)必需物質(zhì)。一核酸的消化和吸收人體內(nèi)的核苷酸雖然可以少量來(lái)自食物中4核蛋白蛋白質(zhì)核酸單核苷酸核苷磷酸戊糖（或磷酸戊糖）含氮堿胃酸胃小腸胰核酸酶(磷酸二酯酶)核苷酸酶(磷酸單酯酶)

核苷酶(水解或磷酸解)分解排出體外磷酸戊糖通路核蛋白蛋白質(zhì)核酸單核苷酸核苷磷酸戊糖（或磷酸戊糖）含氮堿胃酸5核苷酸及其水解產(chǎn)物均可被細(xì)胞吸收，但它們的絕大部分在腸粘膜細(xì)胞中又被進(jìn)一步分解。分解產(chǎn)生的戊糖被吸收而參與體內(nèi)的磷酸戊糖代謝通路；嘌呤和嘧啶堿則主要被分解而排出體外。因此，食物來(lái)源的嘌呤和嘧啶堿很少被機(jī)體利用。核苷酸及其水解產(chǎn)物均可被細(xì)胞吸收，但它們的絕大部分在腸粘膜細(xì)6二核酸的分解基本結(jié)構(gòu)單位連接方式水解酶蛋白質(zhì)氨基酸肽鍵蛋白水解酶核酸核苷酸3’,5’-磷酸二酯鍵核酸酶二核酸的分解基本結(jié)構(gòu)單位連接方式水解酶蛋白質(zhì)氨基酸肽鍵7底物不同作用方式不同核糖核酸酶ribonuclease,RNase核酸內(nèi)切酶Endonuclease：特異性的磷酸二酯酶脫氧核糖核酸酶deoxyribonuclease,DNase核酸外切酶Exonuclease：非特異性的磷酸二酯酶核酸酶底物不同作用方式不同核糖核酸酶核酸內(nèi)切酶脫氧核糖核酸酶核酸外8BPBPBPBPBPBPB3’5’5’3’牛脾磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶B嘌呤堿或嘧啶堿磷酸二酯酶對(duì)核酸的水解位置核糖或脫氧核糖BPBPBPBPBPBPB3’5’5’3’牛脾磷酸二酯酶蛇毒9在細(xì)菌內(nèi)存在一類(lèi)能識(shí)別并水解外源雙鏈DNA分子中特異核苷酸順序的核酸內(nèi)切酶，稱(chēng)為限制性?xún)?nèi)切酶，這是基因工程中的一類(lèi)工具酶。在細(xì)菌內(nèi)存在一類(lèi)能識(shí)別并水解外源雙鏈DNA分子中特異核苷酸順10限制型內(nèi)切酶在特定核苷酸序列處切開(kāi)核苷酸之間的3’,5’-磷酸二酯鍵，可使DNA斷裂或產(chǎn)生缺口。以雙鏈環(huán)狀DNA為底物，可得到不同的結(jié)果。如果識(shí)別序列中的堿基經(jīng)過(guò)修飾，限制性?xún)?nèi)切酶就不再作用。通常寄主的DNA在特定核苷酸序列處被甲基化而得到保護(hù)，但外源DNA則被分解。斷裂切口限制型內(nèi)切酶在特定核苷酸序列處切開(kāi)核苷酸之間的3’,5’-磷11三單核苷酸的分解核苷酸酶核苷酶三單核苷酸的分解核苷酸酶12分類(lèi)作用特點(diǎn)非特異性核苷酸酶一切核苷酸特異性核苷酸酶3’-核苷酸酶只能催化3’-核苷酸水解，存在于植物中5’-核苷酸酶只催化5’-核苷酸，存在于腦、土豆和蛇毒中核苷酸酶核苷酸＋H2O核苷＋Pi核苷酸酶分類(lèi)作用特點(diǎn)非特異性核苷酸酶一切核苷酸特異性核苷酸酶3’-核13核苷酶核苷＋H2O嘌呤堿或嘧啶堿＋戊糖核苷酶核苷＋H3PO4嘌呤堿或嘧啶堿＋戊糖-1’-磷酸核苷磷酸化酶分類(lèi)催化特點(diǎn)分布核苷酶水解成嘌呤堿或嘧啶堿和戊糖；反應(yīng)不可逆；只作用于核糖核苷植物和微生物居多核苷磷酸化酶磷酸解成嘌呤堿或嘧啶堿和戊糖-1’-磷酸；反應(yīng)可逆較廣核苷酶核苷＋H2O嘌呤堿或嘧啶堿＋戊糖核苷酶核苷＋H3PO414四嘌呤的分解嘌呤核苷酸可以在核苷酸酶的催化下，脫去磷酸成為嘌呤核苷嘌呤核苷在嘌呤核苷磷酸化酶(purinenucleosidephosphorylase,PNP)的催化下轉(zhuǎn)變?yōu)猷堰枢堰屎塑占班堰视挚山?jīng)水解，脫氨及氧化作用生成尿酸

四嘌呤的分解嘌呤核苷酸可以在核苷酸酶的催化下，脫去磷酸15腺嘌呤由腺嘌呤脫氨酶催化脫氨生成次黃嘌呤，次黃嘌呤在黃嘌呤氧化酶作用下氧化成黃嘌呤，進(jìn)一步氧化成尿酸但人和動(dòng)物組織中腺嘌呤脫氨酶含量極少，腺嘌呤核苷脫氨酶和腺嘌呤核苷酸脫氨酶的活性極高，因此脫氨分解在核苷和核苷酸水平上進(jìn)行，再水解成次黃嘌呤腺嘌呤的分解腺嘌呤由腺嘌呤脫氨酶催化脫氨生成次黃嘌呤，次黃嘌呤在黃嘌呤氧16次黃嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸脫氨酶腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷腺嘌呤次黃嘌呤核苷次黃嘌呤腺嘌呤脫氨酶腺嘌呤核苷脫氨酶核苷酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶+H2O-NH3+H2O-NH3+H2O-NH3H2OPiH2OPiPi核糖-1-PPi核糖-1-P次黃嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷腺嘌呤次黃嘌17鳥(niǎo)嘌呤脫氨酶的分布較廣，人和動(dòng)物組織中有鳥(niǎo)嘌呤脫氨酶，可催化鳥(niǎo)嘌呤脫氨生成黃嘌呤，黃嘌呤再氧化成尿酸鳥(niǎo)嘌呤的分解鳥(niǎo)嘌呤＋H2O鳥(niǎo)嘌呤脫氨酶黃嘌呤＋NH3鳥(niǎo)嘌呤脫氨酶的分布較廣，人和動(dòng)物組織中有鳥(niǎo)嘌呤脫氨酶，可催化18[歷史學(xué)]09核酸代謝課件19尿酸人，靈長(zhǎng)類(lèi)，短毛狗，鳥(niǎo)類(lèi)、爬蟲(chóng)類(lèi)、軟體動(dòng)物、海鞘類(lèi)、昆蟲(chóng)尿囊素哺乳動(dòng)物（靈長(zhǎng)類(lèi)除外）、腹足類(lèi)尿囊酸硬骨魚(yú)尿素大多數(shù)魚(yú)類(lèi)、兩棲類(lèi)、淡水瓣鰓類(lèi)氨甲殼類(lèi)、咸水瓣鰓類(lèi)鳥(niǎo)嘌呤/黃嘌呤蜘蛛、豬嘌呤代謝的終產(chǎn)物尿酸人，靈長(zhǎng)類(lèi)，短毛狗，鳥(niǎo)類(lèi)、爬蟲(chóng)類(lèi)、軟體動(dòng)物、海鞘類(lèi)、昆蟲(chóng)20尿酸氧化酶尿囊酸酶尿囊素酶尿酸氧化酶尿囊酸酶尿囊素酶21代謝部位體內(nèi)嘌呤核苷酸的分解代謝主要在肝臟、小腸及腎臟中進(jìn)行。代謝部位體內(nèi)嘌呤核苷酸的分解代謝主要在肝臟、小腸及腎臟中進(jìn)行22腺苷脫氨酶(adenosinedeaminase,ADA)，ADA的遺傳性缺乏，可選擇性清除淋巴細(xì)胞，導(dǎo)致嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷病(Severecombinedimmunodeficiencydisease,SCID)。腺苷脫氨酶(adenosinedeaminase,ADA23痛風(fēng)癥正常生理情況下，嘌呤合成與分解處于相對(duì)平衡狀態(tài)，所以尿酸的生成與排泄也較恒定。正常人血漿中尿酸含量約

0.12～0.36mmol/L(2～6mg/dl)。男性平均為0.27mmol/L(4.5mg/dl)，女性平均為0.21mmol/L(3.5mg/dl)左右。痛風(fēng)癥正常生理情況下，嘌呤合成與分解處于相對(duì)平衡狀態(tài)，所以尿24當(dāng)體內(nèi)核酸大量分解(白血病、惡性腫瘤等)或食入高嘌呤食物時(shí)，血中尿酸水平升高，當(dāng)超過(guò)0.48mmol/L(8mg/dl)時(shí)，尿酸鹽將過(guò)飽合而形成結(jié)晶，沉積于關(guān)節(jié)、軟組織、軟骨及腎等處，而導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石及腎疾患，稱(chēng)為痛風(fēng)癥。痛風(fēng)癥多見(jiàn)于成年男性，其發(fā)病機(jī)理尚未闡明。當(dāng)體內(nèi)核酸大量分解(白血病、惡性腫瘤等)或食入高嘌呤食物時(shí)，25臨床上常用別嘌呤醇(allopurinol)治療痛風(fēng)癥。別嘌呤醇與次黃嘌呤結(jié)構(gòu)類(lèi)似，強(qiáng)烈抑制黃嘌呤氧化酶，別嘌呤醇可被黃嘌呤氧化酶氧化成別黃嘌呤，它與酶活性中心牢固結(jié)合，成為酶的滅活物，從而抑制尿酸的生成。別嘌呤醇在體內(nèi)經(jīng)代謝轉(zhuǎn)變，與PRPP生成別嘌呤核苷酸，不僅消耗了PRPP，使其含量下降，而且還能反饋抑制PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶，阻斷嘌呤核苷酸的從頭合成。臨床上常用別嘌呤醇(allopurinol)治療痛風(fēng)癥。別嘌26[歷史學(xué)]09核酸代謝課件27五嘧啶的分解動(dòng)物組織內(nèi)嘧啶的分解過(guò)程與嘌呤的分解不同，它的環(huán)可以打開(kāi)，最后可分解成NH3、H2O及CO2。嘧啶的分解代謝主要在肝臟中進(jìn)行。分解代謝過(guò)程中有脫氨基、氧化、還原及脫羧基等反應(yīng)。五嘧啶的分解動(dòng)物組織內(nèi)嘧啶的分解過(guò)程與嘌呤的分解不同28代謝步驟胞嘧啶脫氨基轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏?。尿嘧啶和胸腺嘧啶先在二氫嘧啶脫氫酶的催化下，由NADPH＋H＋供氫，分別還原為二氫尿嘧啶和二氫胸腺嘧啶。二氫嘧啶酶催化嘧啶環(huán)水解，分別生成β-丙氨酸(β-alanine)和β-氨基異丁酸(β-aminosiobutyrate)。β-丙氨酸最后生成乙酰CoA進(jìn)入TAC,β-氨基異丁酸最終生成琥珀酰CoA進(jìn)入TAC代謝步驟胞嘧啶脫氨基轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏ぁ?9二氫尿嘧啶脫氫酶二氫胸腺嘧啶脫氫酶二氫尿嘧啶酶二氫胸腺嘧啶酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫胸腺嘧啶脫氫酶二氫尿嘧啶酶二氫胸腺嘧啶酶30食入含DNA豐富的食物、經(jīng)放射線(xiàn)治療或化學(xué)治療的患者，以及白血病患者，尿中β-氨基異丁酸排出量增多。食入含DNA豐富的食物、經(jīng)放射線(xiàn)治療或化學(xué)治療的患者，以及白31第二節(jié)核苷酸的生物合成核糖的來(lái)源與5-磷酸核糖焦磷酸的生成嘌呤核苷酸的合成嘌呤核苷酸的從頭合成途徑嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑

嘧啶核苷酸的合成嘧啶核苷酸的從頭合成嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成途徑脫氧核糖核苷酸的合成第二節(jié)核苷酸的生物合成核糖的來(lái)源與5-磷酸核糖焦磷酸的生32一、核糖的來(lái)源與5-磷酸核糖焦磷酸的生成核酸分子中的核糖來(lái)源于磷酸戊糖通路中的6-磷酸葡萄糖(6-GP)經(jīng)降解生成的5-磷酸核糖(R-5-P)。5-磷酸核糖在專(zhuān)一的磷酸核糖焦磷酸激酶的催化下，與ATP作用生成5-磷酸核糖焦磷酸(PRPP)，然后用于單核苷酸的合成。一、核糖的來(lái)源與5-磷酸核糖焦磷酸的生成核酸分子中的核糖來(lái)源33二、嘌呤核苷酸的合成體內(nèi)嘌呤核苷酸的合成有兩條途徑。利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸，稱(chēng)為從頭合成途徑(denovosynthesis)。利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的反應(yīng)過(guò)程，合成嘌呤核苷酸，稱(chēng)為補(bǔ)救合成(或重新利用)途徑(salvagepathway)。二、嘌呤核苷酸的合成體內(nèi)嘌呤核苷酸的合成有兩條途徑。34二者在不同組織中的重要性各不相同肝組織中進(jìn)行從頭合成途徑，而腦、骨髓等則只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。一般情況下，從頭合成途徑是合成嘌呤核苷酸的主要途徑。二者在不同組織中的重要性各不相同35(一)嘌呤核苷酸的從頭合成途徑早在1948年，Buchanan等采用同位素標(biāo)記不同化合物喂養(yǎng)鴿子，并測(cè)定排出的尿酸中標(biāo)記原子的位置，證實(shí)合成嘌呤的前身物為：氨基酸(甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺)、CO2和一碳單位(N10甲酰FH4，N5、N10－甲炔FH4)(一)嘌呤核苷酸的從頭合成途徑早在1948年，Bucha36193574268N5-甲酰FH4N5,N10-次甲基FH4193574268N5-甲酰FH4N5,N10-次甲基FH437體內(nèi)嘌呤核苷酸的合成并非先合成嘌呤堿，然后再與核糖及磷酸結(jié)合，而是在磷酸核糖的基礎(chǔ)上逐步合成嘌呤核苷酸。嘌呤核苷酸的從頭合成主要在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，可分為兩個(gè)階段：首先合成次黃嘌呤核苷酸(inosinemonophosphateIMP)；然后通過(guò)不同途徑分別生成AMP和GMP。

體內(nèi)嘌呤核苷酸的合成并非先合成嘌呤堿，然后再與核糖及磷酸結(jié)合38IMP的合成包括11步反應(yīng)IMP的合成包括11步反應(yīng)3911αβ磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶11αβ磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶40甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸合成酶甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸合成酶41甲酰甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸轉(zhuǎn)甲?；讣柞８拾滨０泛塑账岣拾滨０泛塑账徂D(zhuǎn)甲酰基酶42甲酰甘氨脒核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸合成酶抑制劑：重氮絲氨酸和6－重氮－5－氧－正亮氨酸甲酰甘氨脒核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸合成酶抑制劑：重氮絲氨酸和6435－氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸合成酶5－氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸合成酶44氨基咪唑核苷酸合成酶氨基咪唑核苷酸合成酶455－氨基咪唑－4－羧酸核苷酸5－氨基咪唑－4－羧酸核苷酸465－氨基咪唑－4－（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸氨基咪唑琥珀基氨甲酰核苷酸合成酶5－氨基咪唑－4－（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸氨基咪唑琥珀基氨475－氨基咪唑－4－（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸5－氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸延胡索酸腺苷酸琥珀酸裂解酶5－氨基咪唑－4－（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸5－氨基咪唑－4485－氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸5－甲酰氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸氨基咪唑氨甲酰核苷酸轉(zhuǎn)甲?；?－氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸5－甲酰氨基咪唑－4－氨甲酰核495－甲酰氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸合成酶5－甲酰氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷50生成的IMP并不堆積在細(xì)胞內(nèi)，而是迅速轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP和GMP。生成的IMP并不堆積在細(xì)胞內(nèi)，而是迅速轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP和GMP。51抑制劑：羽田殺菌素抑制劑：羽田殺菌素52次黃嘌呤核苷酸腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸合成酶次黃嘌呤核苷酸腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸合成酶53腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸裂解酶腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸裂解酶54次黃嘌呤核苷酸脫氫酶次黃嘌呤核苷酸脫氫酶55鳥(niǎo)嘌呤核苷酸合成酶鳥(niǎo)嘌呤核苷酸合成酶56從頭合成途徑的特點(diǎn)：并非先合成嘌呤堿生成重要的中間產(chǎn)物IMPPRPP合成酶、磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶是限速酶肝是體內(nèi)從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小腸粘膜和胸腺?gòu)念^合成途徑的特點(diǎn)：并非先合成嘌呤堿57ATP和GTPAMP和GMP可進(jìn)一步在激酶的作用下，以ATP為磷酸供給體，經(jīng)過(guò)兩步磷酸化反應(yīng)，分別生成ATP和GTPATP和GTPAMP和GMP可進(jìn)一步在激酶的作用下，以ATP58要參與核酸的合成，一磷酸核苷必須先轉(zhuǎn)變?yōu)槎姿岷塑赵龠M(jìn)一步轉(zhuǎn)變成三磷酸核苷。二磷酸核苷由堿基特異的核苷一磷酸激酶(nucleosidemonophosphatekinase)催化，由相應(yīng)一磷酸核苷生成。AMP+ATPGDP+ADPGMP+ATP2ADP腺苷激酶鳥(niǎo)苷激酶要參與核酸的合成，一磷酸核苷必須先轉(zhuǎn)變?yōu)槎姿岷塑赵龠M(jìn)一步轉(zhuǎn)59二磷酸核苷轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的三磷酸核苷由核苷二磷酸激酶(nucleosidediphosphatekinase)催化。二磷酸核苷激酶對(duì)底物的堿基及戊糖(核糖或脫氧核糖)均無(wú)特異性。GTP+ADPGDP+ATP核苷二磷酸激酶二磷酸核苷轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的三磷酸核苷由核苷二磷酸激酶(nucle60從頭合成途徑的調(diào)節(jié)從頭合成是體內(nèi)合成嘌呤核苷酸的主要途徑，但此過(guò)程要消耗氨基酸及ATP。機(jī)體對(duì)合成速度有著精細(xì)的調(diào)節(jié)。在大多數(shù)細(xì)胞中，分別調(diào)節(jié)IMP，ATP和GTP的合成。不僅調(diào)節(jié)嘌呤核苷酸的總量，而且使ATP和GTP的水平保持相對(duì)平衡從頭合成途徑的調(diào)節(jié)從頭合成是體內(nèi)合成嘌呤核苷酸的主要途徑，但61[歷史學(xué)]09核酸代謝課件62IMP途徑的調(diào)節(jié)主要在合成的前二步反應(yīng)，即催化PRPP和PRA的生成。磷酸核糖焦磷酸激酶受IMP、AMP和GMP的反饋抑制磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶受到IMP、AMP、GMP的反饋抑制。PRPP可變構(gòu)激活磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶IMP途徑的調(diào)節(jié)主要在合成的前二步反應(yīng)，即催化PRPP和PR63第二水平的調(diào)節(jié)作用于IMP向AMP和GMP轉(zhuǎn)變過(guò)程。GMP反饋抑制IMP向XMP轉(zhuǎn)變，AMP則反饋抑制IMP轉(zhuǎn)變?yōu)橄佘账岽晁幔瑥亩乐股蛇^(guò)多AMP和GMP。此外，腺嘌呤和鳥(niǎo)嘌呤的合成是平衡的。GTP加速I(mǎi)MP向AMP轉(zhuǎn)變，而ATP則可促進(jìn)GMP的生成，這樣使腺嘌呤和鳥(niǎo)嘌呤核苷酸的水平保持相對(duì)平衡，以滿(mǎn)足核酸合成的需要。第二水平的調(diào)節(jié)作用于IMP向AMP和GMP轉(zhuǎn)變過(guò)程。GMP反64(二)嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑骨髓、腦組織不能按上述“從頭合成”嘌呤核苷酸的途徑進(jìn)行合成，必須依靠從肝運(yùn)來(lái)的嘌呤或核苷合成核苷酸，這種細(xì)胞利用現(xiàn)成的嘌呤堿或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸的過(guò)程，稱(chēng)為補(bǔ)救合成。補(bǔ)救合成過(guò)程比較簡(jiǎn)單，消耗能量也少。(二)嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑骨髓、腦組織不能按上述“從651.嘌呤堿與PRPP直接合成嘌呤核苷酸這條補(bǔ)救合成途徑比較重要。有兩種特異性不同的酶參與嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成：腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(adeninephosphoribosyltransferase，APRT)和次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase，HGPRT)。由PRPP提供磷酸核糖，它們分別催化AMP和IMP、GMP的補(bǔ)救合成。1.嘌呤堿與PRPP直接合成嘌呤核苷酸這條補(bǔ)救合成途徑比較66腺嘌呤+PRPPAMP+PPi次黃嘌呤+PRPPIMP+PPi鳥(niǎo)嘌呤+PRPPGMP+PPiAPRTHGPRTHGPRTAPRTHGPRTHGPRT672.腺嘌呤與1-磷酸核糖作用這條補(bǔ)救合成途徑是次要的人體由嘌呤核苷的重新利用只有通過(guò)腺苷激酶催化，使腺嘌呤核苷生成腺嘌呤核苷酸。腺嘌呤+1-磷酸核糖

腺苷+Pi

腺苷磷酸化酶

腺嘌呤核苷酸

ATPAMP腺苷激酶

2.腺嘌呤與1-磷酸核糖作用這條補(bǔ)救合成途徑是次要的腺嘌呤68嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成的生理意義一方面在于可以節(jié)省從頭合成時(shí)所需的能量和一些氨基酸的消耗另一方面，體內(nèi)某些組織器官，例如腦、骨髓等由于缺乏有關(guān)酶，不能從頭合成嘌呤核苷酸，它們只能利用由紅細(xì)胞從肝運(yùn)送來(lái)的自由嘌呤堿或嘌呤核苷補(bǔ)救合成嘌呤核苷酸。對(duì)這些組織器官來(lái)說(shuō)，補(bǔ)救合成途徑具有更重要的意義。嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成的生理意義一方面在于可以節(jié)省從頭合成時(shí)所69Lesch-Nyhan綜合征由于某些基因缺陷而導(dǎo)致HGPRT完全缺失的患兒，表現(xiàn)為自毀容貌征或稱(chēng)Lesch-Nyhan綜合征。目前，人們希望利用基因工程進(jìn)行治療Lesch-Nyhan綜合征由于某些基因缺陷而導(dǎo)致HGPRT70Lesch-Nyhan綜合征是由于HGPRT的嚴(yán)重遺傳缺陷所致。此種疾病是一種性連鎖遺傳缺陷，見(jiàn)于男性?；颊弑憩F(xiàn)為尿酸增高及神經(jīng)異常。如腦發(fā)育不全、智力低下、攻擊和破壞性行為、常咬傷自己的嘴唇、手和足趾，所以也稱(chēng)自毀容貌癥。其尿酸增高較易解釋?zhuān)捎贖GPRT缺乏，使得分解產(chǎn)生的PRPP不能被利用而堆積，PRPP促進(jìn)嘌呤的從頭合成，從而使嘌呤分解產(chǎn)物－尿酸增高。而神經(jīng)系統(tǒng)癥狀的機(jī)制尚不清楚。Lesch-Nyhan綜合征是由于HGPRT的嚴(yán)重遺傳缺陷所71[歷史學(xué)]09核酸代謝課件72三、嘧啶核苷酸的合成與嘌呤核苷酸一樣，體內(nèi)嘧啶核苷酸的合成也有兩條途徑，即從頭合成與補(bǔ)救合成三、嘧啶核苷酸的合成與嘌呤核苷酸一樣，體內(nèi)嘧啶核苷酸的合成也73(一)嘧啶核苷酸的從頭合成途徑同位素示蹤實(shí)驗(yàn)表明，嘧啶核苷酸中嘧啶堿合成的原料來(lái)自谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸。嘧啶環(huán)中的第1位氮、第4位碳，第5位碳及第6位碳來(lái)自天冬氨酸的氨基；第2位碳、第3位氮來(lái)自氨甲酰磷酸(一)嘧啶核苷酸的從頭合成途徑同位素示蹤實(shí)驗(yàn)表明，嘧啶核苷741.尿嘧啶核苷酸的合成嘧啶環(huán)的合成開(kāi)始于氨基甲酰磷酸的生成。氨基甲酰磷酸也是尿素合成的原料，但是尿素合成中所需的氨基甲酰磷酸是在肝線(xiàn)粒體中由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ催化生成的而嘧啶合成所用的氨基甲酰磷酸則是在細(xì)胞漿中用谷氨酰胺為氮源，由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ(carbamoylphosphatesynthetaseⅡ，CPS－Ⅱ)催化生成的。這兩種合成酶的許多性質(zhì)不同。1.尿嘧啶核苷酸的合成嘧啶環(huán)的合成開(kāi)始于氨基甲酰磷酸的生75兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ

分布線(xiàn)粒體（肝臟）胞液（所有細(xì)胞）氮源氨谷氨酰胺變構(gòu)激活劑N-乙酰谷氨酸無(wú)反饋抑制劑無(wú)UMP（哺乳動(dòng)物）功能尿素合成嘧啶合成兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ氨基甲76氨基甲酰磷酸+天冬氨酸

氨甲酰天冬氨酸二氫乳清酸

天冬氨酸氨基甲酰磷酸轉(zhuǎn)移酶二氫乳清酸酶

PRPP+乳清酸二氫乳清酸脫氫酶乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸焦磷酸化酶

尿嘧啶核苷酸乳清酸核苷酸脫羧酶

(OMP)

尿嘧啶核苷酸的合成過(guò)程氨基甲酰磷酸+天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸二氫乳清酸天冬772.胞嘧啶核苷酸的合成體內(nèi)其它類(lèi)型的嘧啶核苷酸都是由尿嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)變而來(lái)的。由尿嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)變?yōu)榘奏ず塑账崾窃谀蜞奏ず塑杖姿岬乃缴线M(jìn)行的。2.胞嘧啶核苷酸的合成體內(nèi)其它類(lèi)型的嘧啶核苷酸都是由尿嘧啶78尿嘧啶核苷三磷酸可以由尿嘧啶核苷酸在相應(yīng)的激酶作用下經(jīng)ATP轉(zhuǎn)移磷酸基而生成。催化尿嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏ず塑斩姿岬拿笧樘禺惖哪蜞奏ず塑账峒っ?uridine-5-phosphatekinase)。催化尿嘧啶核苷二磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏ず塑杖姿岬拿笧樘禺愋暂^廣的核苷二磷酸激酶(nucleosidediphosphokinase)。尿嘧啶核苷三磷酸可以由尿嘧啶核苷酸在相應(yīng)的激酶作用下經(jīng)ATP79UMP+ATPUDP+ADP尿嘧啶核苷酸激酶Mg2+UDP+ATP核苷二磷酸激酶UTP+ADPMg2+UMP+ATPUDP+ADP尿嘧啶核苷酸激酶Mg2+U80尿嘧啶、尿嘧啶核苷和尿嘧啶核苷酸都不能氨基化變成相應(yīng)的胞嘧啶化合物，只有尿嘧啶核苷三磷酸才能氨基化生成胞嘧啶核苷三磷酸。在細(xì)菌中尿嘧啶核苷三磷酸可以直接與氨作用，動(dòng)物組織則需要由谷氨酰胺供給氨基。反應(yīng)要由ATP供給能量。催化此反應(yīng)的酶為CTP合成酶(CTPSynthetase)。UTP+谷氨酰胺+ATP+H2O

CTP+谷氨酸+ADP+Pi

CTP合成酶尿嘧啶、尿嘧啶核苷和尿嘧啶核苷酸都不能氨基化變成相應(yīng)的胞嘧啶81[歷史學(xué)]09核酸代謝課件823.嘧啶核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)在細(xì)菌中，天冬氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶(ATCase)是嘧啶核苷酸從頭合成的主要調(diào)節(jié)酶。在大腸桿菌中，ATCase受ATP的變構(gòu)激活，而CTP為其變構(gòu)抑制劑。而在許多細(xì)菌中，UTP是ATCase的主要變構(gòu)抑制劑。在動(dòng)物細(xì)胞中，ATCase不是調(diào)節(jié)酶。嘧啶核苷酸合成主要由CPS-Ⅱ調(diào)控。UDP和UTP抑制其活性，而ATP和PRPP為其激活劑。第二水平的調(diào)節(jié)是OMP脫羧酶，UMP和CMP為其競(jìng)爭(zhēng)抑制劑。此外，OMP的生成受PRPP的影響。3.嘧啶核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)在細(xì)菌中，天冬氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)83[歷史學(xué)]09核酸代謝課件844.乳清酸尿癥(Oroticaciduria)乳清酸尿癥是一種遺傳性疾病，主要表現(xiàn)為尿中排出大量乳清酸、生長(zhǎng)遲緩和重度貧血。這是由于催化嘧啶核苷酸從頭合成反應(yīng)的乳清酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶和乳清酸核苷酸脫羧酶的缺陷所致。臨床用尿嘧啶或胞嘧啶治療。尿嘧啶經(jīng)磷酸化可生成UMP，抑制CPSⅡ活性，從而抑制嘧啶核苷酸的從頭合成。4.乳清酸尿癥(Oroticaciduria)乳清酸尿癥是85(二)嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成途徑各種嘧啶核苷主要通過(guò)嘧啶核苷激酶的催化而生成相應(yīng)的嘧啶核苷酸嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶是嘧啶核苷酸補(bǔ)救合成的次要酶(二)嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成途徑各種嘧啶核苷主要通過(guò)嘧啶核苷86尿嘧啶+PRPP嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶核苷酸+PPi

尿嘧啶+1-磷酸核糖尿嘧啶核苷+Pi

尿苷磷酸化酶尿嘧啶核苷酸

尿苷激酶

ATP，Mg2+尿嘧啶+PRPP嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶核苷酸+PPi尿87嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶已從人紅細(xì)胞中純化，它能利用尿嘧啶、胸腺嘧啶及乳清酸作為作用物(實(shí)際上與前述的乳清酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶是同一種酶)，但對(duì)胞嘧啶不起作用胞嘧啶不能直接與PRPP反應(yīng)生成CMP。但尿苷激酶也能催化胞苷被ATP磷酸化而形成CMP。胞嘧啶核苷+ATP

CMP+ADP尿苷激酶Mg2+嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶已從人紅細(xì)胞中純化，它能利用尿嘧啶、胸腺嘧88四、脫氧核糖核苷酸的合成DNA與RNA有兩方面不同：其核苷酸中戊糖為2-脫氧核糖而非核糖。含有胸腺嘧啶堿基，不含尿嘧啶堿基。脫氧核糖核苷酸是脫氧核糖核酸合成的前體。此外，某些脫氧核糖核苷酸衍生物在代謝中還起著重要作用。如dTDP-鼠李糖可由dTDP-葡萄糖還原而成；dTDP-葡萄糖還可轉(zhuǎn)化成dTDP-半乳糖。四、脫氧核糖核苷酸的合成DNA與RNA有兩方面不同：89生物體內(nèi)脫氧核糖核苷酸可由相應(yīng)的核糖核苷二磷酸還原生成。脫氧核糖核苷酸，所含的脫氧核糖并非先形成后再結(jié)合成為脫氧核糖核苷酸，而是在核糖核苷二磷酸水平上直接還原生成，由核糖核苷酸還原酶催化。ADP，GDP，CDP

dADP，dGDP，dCDP

核糖核苷酸還原酶生物體內(nèi)脫氧核糖核苷酸可由相應(yīng)的核糖核苷二磷酸還原生成。脫氧90胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸的形成則需兩個(gè)步驟，首先由尿嘧啶核糖核苷酸還原形成尿嘧啶脫氧核糖核苷酸，然后尿嘧啶再經(jīng)甲基化轉(zhuǎn)變成胸腺嘧啶。UMPdUMPdTMP

還原

胸腺嘧啶核苷酸合成酶N5，N10-CH2-FH4

FH2胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸的形成則需兩個(gè)步驟，首先由尿嘧啶核糖核91[歷史學(xué)]09核酸代謝課件92脫氧核糖核苷酸合成的調(diào)節(jié)四種dNTP的合成水平受到反饋調(diào)節(jié)，同時(shí)保持dNTP的適當(dāng)比例也是細(xì)胞正常生長(zhǎng)所必需的。實(shí)際上，缺少任一種dNTP都是致命的，而一種dNTP過(guò)多也可致突變，因?yàn)檫^(guò)多的dNTP可錯(cuò)誤摻入DNA鏈中。核糖核苷酸還原酶的活性對(duì)脫氧核糖核苷酸的水平起著決定作用。各種dNTP通過(guò)變構(gòu)效應(yīng)調(diào)節(jié)不同脫氧核糖核苷酸生成。因?yàn)?，某一種特定NDP經(jīng)還原酶作用生成dNDP時(shí)，需要特定NTP的促進(jìn)，同時(shí)受到另一些NTP的抑制。通過(guò)調(diào)節(jié)使4種dNTP保持適當(dāng)?shù)谋壤撗鹾颂呛塑账岷铣傻恼{(diào)節(jié)四種dNTP的合成水平受到反饋調(diào)節(jié)93核糖核苷酸還原酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)作用物主要促進(jìn)劑主要抑制劑CDPATPdATP、dGTP、dTTPUDPATPdATP、dGTPADPdGTPdATP、ATPGDPdTTPdATP核糖核苷酸還原酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)作用物主要促進(jìn)劑主要抑制劑CDP94當(dāng)存在混合的NDP底物時(shí)，由ATP促使CDP和UDP還原生成dUDP和dCDP。經(jīng)dUDP轉(zhuǎn)變?yōu)閐TTP，dTTP則反饋抑制CDP和UDP還原，同時(shí)促進(jìn)dGDP的生成，dGDP磷酸化生成dGTP則抑制GDP、CDP和UDP的還原，而促進(jìn)ADP的還原生成dADP。當(dāng)dATP升高與酶活性位點(diǎn)結(jié)合，則抑制所有NDP的還原反應(yīng)。細(xì)胞內(nèi)dCTP和dTTP的適當(dāng)比例并非由核糖核苷酸還原酶調(diào)節(jié)，而是通過(guò)脫氧胞嘧啶脫氨酶(deoxycytidinedeaminase)決定。此酶催化dUMP的生成，dUMP則是dTTP的前體。此酶受dCTP激活，受dTTP抑制。當(dāng)存在混合的NDP底物時(shí)，由ATP促使CDP和UDP還原生成95核苷酸從頭合成的抗代謝物1.嘌呤類(lèi)似物NNNNHHHSHNNNNHHHO次黃嘌呤6-巰基嘌呤核苷酸從頭合成的抗代謝物1.嘌呤類(lèi)似物NNNNHHHSHN962.Gln類(lèi)似物GlnH2N-CO-CH2-CH2-CHNH2COOH重氮絲氨酸N-=N+=CH-CO-O-CH2-CHNH2-COOH3.葉酸類(lèi)似物氨基蝶呤、氨甲基蝶呤嘧啶類(lèi)似物5-氟尿嘧啶2.Gln類(lèi)似物97小結(jié)：比較兩種核苷酸的生物合成從頭合成途徑：嘌呤核苷酸并非先合成嘌呤環(huán)嘧啶核苷酸先形成嘧啶環(huán)補(bǔ)救合成途徑：嘌呤核苷酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(重要)嘌呤核苷激酶(次要)嘧啶核苷酸嘧啶核苷激酶(重要)磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(次要)小結(jié)：比較兩種核苷酸的生物合成從頭合成途徑：98第十一章

核酸代謝與蛋白質(zhì)生物合成第十一章

核酸代謝與蛋白質(zhì)生物合成99第一節(jié)核酸的分解代謝核酸的消化與吸收核酸的分解單核苷酸的分解嘌呤的分解嘧啶的分解第一節(jié)核酸的分解代謝核酸的消化與吸收100核酸的基本結(jié)構(gòu)單位是核苷酸，核酸代謝與核苷酸代謝密切相關(guān)。細(xì)胞內(nèi)存在多種游離的核苷酸，它們幾乎參與了細(xì)胞的所有生化過(guò)程核酸生物合成的前體核苷酸衍生物是許多生物合成的活性中間物ATP是生物能量代謝中通用的高能化合物腺苷酸是三種重要輔酶(煙酰胺核苷酸、黃素腺嘌呤二核苷酸和輔酶A）的組分代謝的調(diào)節(jié)物質(zhì)核酸的基本結(jié)構(gòu)單位是核苷酸，核酸代謝與核苷酸代謝密切相關(guān)。101一核酸的消化和吸收人體內(nèi)的核苷酸雖然可以少量來(lái)自食物中核酸消化產(chǎn)物的吸收，但主要由機(jī)體細(xì)胞自身合成。因此，核苷酸不屬于營(yíng)養(yǎng)必需物質(zhì)。一核酸的消化和吸收人體內(nèi)的核苷酸雖然可以少量來(lái)自食物中102核蛋白蛋白質(zhì)核酸單核苷酸核苷磷酸戊糖（或磷酸戊糖）含氮堿胃酸胃小腸胰核酸酶(磷酸二酯酶)核苷酸酶(磷酸單酯酶)

核苷酶(水解或磷酸解)分解排出體外磷酸戊糖通路核蛋白蛋白質(zhì)核酸單核苷酸核苷磷酸戊糖（或磷酸戊糖）含氮堿胃酸103核苷酸及其水解產(chǎn)物均可被細(xì)胞吸收，但它們的絕大部分在腸粘膜細(xì)胞中又被進(jìn)一步分解。分解產(chǎn)生的戊糖被吸收而參與體內(nèi)的磷酸戊糖代謝通路；嘌呤和嘧啶堿則主要被分解而排出體外。因此，食物來(lái)源的嘌呤和嘧啶堿很少被機(jī)體利用。核苷酸及其水解產(chǎn)物均可被細(xì)胞吸收，但它們的絕大部分在腸粘膜細(xì)104二核酸的分解基本結(jié)構(gòu)單位連接方式水解酶蛋白質(zhì)氨基酸肽鍵蛋白水解酶核酸核苷酸3’,5’-磷酸二酯鍵核酸酶二核酸的分解基本結(jié)構(gòu)單位連接方式水解酶蛋白質(zhì)氨基酸肽鍵105底物不同作用方式不同核糖核酸酶ribonuclease,RNase核酸內(nèi)切酶Endonuclease：特異性的磷酸二酯酶脫氧核糖核酸酶deoxyribonuclease,DNase核酸外切酶Exonuclease：非特異性的磷酸二酯酶核酸酶底物不同作用方式不同核糖核酸酶核酸內(nèi)切酶脫氧核糖核酸酶核酸外106BPBPBPBPBPBPB3’5’5’3’牛脾磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶B嘌呤堿或嘧啶堿磷酸二酯酶對(duì)核酸的水解位置核糖或脫氧核糖BPBPBPBPBPBPB3’5’5’3’牛脾磷酸二酯酶蛇毒107在細(xì)菌內(nèi)存在一類(lèi)能識(shí)別并水解外源雙鏈DNA分子中特異核苷酸順序的核酸內(nèi)切酶，稱(chēng)為限制性?xún)?nèi)切酶，這是基因工程中的一類(lèi)工具酶。在細(xì)菌內(nèi)存在一類(lèi)能識(shí)別并水解外源雙鏈DNA分子中特異核苷酸順108限制型內(nèi)切酶在特定核苷酸序列處切開(kāi)核苷酸之間的3’,5’-磷酸二酯鍵，可使DNA斷裂或產(chǎn)生缺口。以雙鏈環(huán)狀DNA為底物，可得到不同的結(jié)果。如果識(shí)別序列中的堿基經(jīng)過(guò)修飾，限制性?xún)?nèi)切酶就不再作用。通常寄主的DNA在特定核苷酸序列處被甲基化而得到保護(hù)，但外源DNA則被分解。斷裂切口限制型內(nèi)切酶在特定核苷酸序列處切開(kāi)核苷酸之間的3’,5’-磷109三單核苷酸的分解核苷酸酶核苷酶三單核苷酸的分解核苷酸酶110分類(lèi)作用特點(diǎn)非特異性核苷酸酶一切核苷酸特異性核苷酸酶3’-核苷酸酶只能催化3’-核苷酸水解，存在于植物中5’-核苷酸酶只催化5’-核苷酸，存在于腦、土豆和蛇毒中核苷酸酶核苷酸＋H2O核苷＋Pi核苷酸酶分類(lèi)作用特點(diǎn)非特異性核苷酸酶一切核苷酸特異性核苷酸酶3’-核111核苷酶核苷＋H2O嘌呤堿或嘧啶堿＋戊糖核苷酶核苷＋H3PO4嘌呤堿或嘧啶堿＋戊糖-1’-磷酸核苷磷酸化酶分類(lèi)催化特點(diǎn)分布核苷酶水解成嘌呤堿或嘧啶堿和戊糖；反應(yīng)不可逆；只作用于核糖核苷植物和微生物居多核苷磷酸化酶磷酸解成嘌呤堿或嘧啶堿和戊糖-1’-磷酸；反應(yīng)可逆較廣核苷酶核苷＋H2O嘌呤堿或嘧啶堿＋戊糖核苷酶核苷＋H3PO4112四嘌呤的分解嘌呤核苷酸可以在核苷酸酶的催化下，脫去磷酸成為嘌呤核苷嘌呤核苷在嘌呤核苷磷酸化酶(purinenucleosidephosphorylase,PNP)的催化下轉(zhuǎn)變?yōu)猷堰枢堰屎塑占班堰视挚山?jīng)水解，脫氨及氧化作用生成尿酸

四嘌呤的分解嘌呤核苷酸可以在核苷酸酶的催化下，脫去磷酸113腺嘌呤由腺嘌呤脫氨酶催化脫氨生成次黃嘌呤，次黃嘌呤在黃嘌呤氧化酶作用下氧化成黃嘌呤，進(jìn)一步氧化成尿酸但人和動(dòng)物組織中腺嘌呤脫氨酶含量極少，腺嘌呤核苷脫氨酶和腺嘌呤核苷酸脫氨酶的活性極高，因此脫氨分解在核苷和核苷酸水平上進(jìn)行，再水解成次黃嘌呤腺嘌呤的分解腺嘌呤由腺嘌呤脫氨酶催化脫氨生成次黃嘌呤，次黃嘌呤在黃嘌呤氧114次黃嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸脫氨酶腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷腺嘌呤次黃嘌呤核苷次黃嘌呤腺嘌呤脫氨酶腺嘌呤核苷脫氨酶核苷酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶+H2O-NH3+H2O-NH3+H2O-NH3H2OPiH2OPiPi核糖-1-PPi核糖-1-P次黃嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷腺嘌呤次黃嘌115鳥(niǎo)嘌呤脫氨酶的分布較廣，人和動(dòng)物組織中有鳥(niǎo)嘌呤脫氨酶，可催化鳥(niǎo)嘌呤脫氨生成黃嘌呤，黃嘌呤再氧化成尿酸鳥(niǎo)嘌呤的分解鳥(niǎo)嘌呤＋H2O鳥(niǎo)嘌呤脫氨酶黃嘌呤＋NH3鳥(niǎo)嘌呤脫氨酶的分布較廣，人和動(dòng)物組織中有鳥(niǎo)嘌呤脫氨酶，可催化116[歷史學(xué)]09核酸代謝課件117尿酸人，靈長(zhǎng)類(lèi)，短毛狗，鳥(niǎo)類(lèi)、爬蟲(chóng)類(lèi)、軟體動(dòng)物、海鞘類(lèi)、昆蟲(chóng)尿囊素哺乳動(dòng)物（靈長(zhǎng)類(lèi)除外）、腹足類(lèi)尿囊酸硬骨魚(yú)尿素大多數(shù)魚(yú)類(lèi)、兩棲類(lèi)、淡水瓣鰓類(lèi)氨甲殼類(lèi)、咸水瓣鰓類(lèi)鳥(niǎo)嘌呤/黃嘌呤蜘蛛、豬嘌呤代謝的終產(chǎn)物尿酸人，靈長(zhǎng)類(lèi)，短毛狗，鳥(niǎo)類(lèi)、爬蟲(chóng)類(lèi)、軟體動(dòng)物、海鞘類(lèi)、昆蟲(chóng)118尿酸氧化酶尿囊酸酶尿囊素酶尿酸氧化酶尿囊酸酶尿囊素酶119代謝部位體內(nèi)嘌呤核苷酸的分解代謝主要在肝臟、小腸及腎臟中進(jìn)行。代謝部位體內(nèi)嘌呤核苷酸的分解代謝主要在肝臟、小腸及腎臟中進(jìn)行120腺苷脫氨酶(adenosinedeaminase,ADA)，ADA的遺傳性缺乏，可選擇性清除淋巴細(xì)胞，導(dǎo)致嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷病(Severecombinedimmunodeficiencydisease,SCID)。腺苷脫氨酶(adenosinedeaminase,ADA121痛風(fēng)癥正常生理情況下，嘌呤合成與分解處于相對(duì)平衡狀態(tài)，所以尿酸的生成與排泄也較恒定。正常人血漿中尿酸含量約

0.12～0.36mmol/L(2～6mg/dl)。男性平均為0.27mmol/L(4.5mg/dl)，女性平均為0.21mmol/L(3.5mg/dl)左右。痛風(fēng)癥正常生理情況下，嘌呤合成與分解處于相對(duì)平衡狀態(tài)，所以尿122當(dāng)體內(nèi)核酸大量分解(白血病、惡性腫瘤等)或食入高嘌呤食物時(shí)，血中尿酸水平升高，當(dāng)超過(guò)0.48mmol/L(8mg/dl)時(shí)，尿酸鹽將過(guò)飽合而形成結(jié)晶，沉積于關(guān)節(jié)、軟組織、軟骨及腎等處，而導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石及腎疾患，稱(chēng)為痛風(fēng)癥。痛風(fēng)癥多見(jiàn)于成年男性，其發(fā)病機(jī)理尚未闡明。當(dāng)體內(nèi)核酸大量分解(白血病、惡性腫瘤等)或食入高嘌呤食物時(shí)，123臨床上常用別嘌呤醇(allopurinol)治療痛風(fēng)癥。別嘌呤醇與次黃嘌呤結(jié)構(gòu)類(lèi)似，強(qiáng)烈抑制黃嘌呤氧化酶，別嘌呤醇可被黃嘌呤氧化酶氧化成別黃嘌呤，它與酶活性中心牢固結(jié)合，成為酶的滅活物，從而抑制尿酸的生成。別嘌呤醇在體內(nèi)經(jīng)代謝轉(zhuǎn)變，與PRPP生成別嘌呤核苷酸，不僅消耗了PRPP，使其含量下降，而且還能反饋抑制PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶，阻斷嘌呤核苷酸的從頭合成。臨床上常用別嘌呤醇(allopurinol)治療痛風(fēng)癥。別嘌124[歷史學(xué)]09核酸代謝課件125五嘧啶的分解動(dòng)物組織內(nèi)嘧啶的分解過(guò)程與嘌呤的分解不同，它的環(huán)可以打開(kāi)，最后可分解成NH3、H2O及CO2。嘧啶的分解代謝主要在肝臟中進(jìn)行。分解代謝過(guò)程中有脫氨基、氧化、還原及脫羧基等反應(yīng)。五嘧啶的分解動(dòng)物組織內(nèi)嘧啶的分解過(guò)程與嘌呤的分解不同126代謝步驟胞嘧啶脫氨基轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏?。尿嘧啶和胸腺嘧啶先在二氫嘧啶脫氫酶的催化下，由NADPH＋H＋供氫，分別還原為二氫尿嘧啶和二氫胸腺嘧啶。二氫嘧啶酶催化嘧啶環(huán)水解，分別生成β-丙氨酸(β-alanine)和β-氨基異丁酸(β-aminosiobutyrate)。β-丙氨酸最后生成乙酰CoA進(jìn)入TAC,β-氨基異丁酸最終生成琥珀酰CoA進(jìn)入TAC代謝步驟胞嘧啶脫氨基轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏ぁ?27二氫尿嘧啶脫氫酶二氫胸腺嘧啶脫氫酶二氫尿嘧啶酶二氫胸腺嘧啶酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫胸腺嘧啶脫氫酶二氫尿嘧啶酶二氫胸腺嘧啶酶128食入含DNA豐富的食物、經(jīng)放射線(xiàn)治療或化學(xué)治療的患者，以及白血病患者，尿中β-氨基異丁酸排出量增多。食入含DNA豐富的食物、經(jīng)放射線(xiàn)治療或化學(xué)治療的患者，以及白129第二節(jié)核苷酸的生物合成核糖的來(lái)源與5-磷酸核糖焦磷酸的生成嘌呤核苷酸的合成嘌呤核苷酸的從頭合成途徑嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑

嘧啶核苷酸的合成嘧啶核苷酸的從頭合成嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成途徑脫氧核糖核苷酸的合成第二節(jié)核苷酸的生物合成核糖的來(lái)源與5-磷酸核糖焦磷酸的生130一、核糖的來(lái)源與5-磷酸核糖焦磷酸的生成核酸分子中的核糖來(lái)源于磷酸戊糖通路中的6-磷酸葡萄糖(6-GP)經(jīng)降解生成的5-磷酸核糖(R-5-P)。5-磷酸核糖在專(zhuān)一的磷酸核糖焦磷酸激酶的催化下，與ATP作用生成5-磷酸核糖焦磷酸(PRPP)，然后用于單核苷酸的合成。一、核糖的來(lái)源與5-磷酸核糖焦磷酸的生成核酸分子中的核糖來(lái)源131二、嘌呤核苷酸的合成體內(nèi)嘌呤核苷酸的合成有兩條途徑。利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸，稱(chēng)為從頭合成途徑(denovosynthesis)。利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的反應(yīng)過(guò)程，合成嘌呤核苷酸，稱(chēng)為補(bǔ)救合成(或重新利用)途徑(salvagepathway)。二、嘌呤核苷酸的合成體內(nèi)嘌呤核苷酸的合成有兩條途徑。132二者在不同組織中的重要性各不相同肝組織中進(jìn)行從頭合成途徑，而腦、骨髓等則只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。一般情況下，從頭合成途徑是合成嘌呤核苷酸的主要途徑。二者在不同組織中的重要性各不相同133(一)嘌呤核苷酸的從頭合成途徑早在1948年，Buchanan等采用同位素標(biāo)記不同化合物喂養(yǎng)鴿子，并測(cè)定排出的尿酸中標(biāo)記原子的位置，證實(shí)合成嘌呤的前身物為：氨基酸(甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺)、CO2和一碳單位(N10甲酰FH4，N5、N10－甲炔FH4)(一)嘌呤核苷酸的從頭合成途徑早在1948年，Bucha134193574268N5-甲酰FH4N5,N10-次甲基FH4193574268N5-甲酰FH4N5,N10-次甲基FH4135體內(nèi)嘌呤核苷酸的合成并非先合成嘌呤堿，然后再與核糖及磷酸結(jié)合，而是在磷酸核糖的基礎(chǔ)上逐步合成嘌呤核苷酸。嘌呤核苷酸的從頭合成主要在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，可分為兩個(gè)階段：首先合成次黃嘌呤核苷酸(inosinemonophosphateIMP)；然后通過(guò)不同途徑分別生成AMP和GMP。

體內(nèi)嘌呤核苷酸的合成并非先合成嘌呤堿，然后再與核糖及磷酸結(jié)合136IMP的合成包括11步反應(yīng)IMP的合成包括11步反應(yīng)13711αβ磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶11αβ磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶138甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸合成酶甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸合成酶139甲酰甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸轉(zhuǎn)甲?；讣柞８拾滨０泛塑账岣拾滨０泛塑账徂D(zhuǎn)甲酰基酶140甲酰甘氨脒核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸合成酶抑制劑：重氮絲氨酸和6－重氮－5－氧－正亮氨酸甲酰甘氨脒核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸合成酶抑制劑：重氮絲氨酸和61415－氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸合成酶5－氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸合成酶142氨基咪唑核苷酸合成酶氨基咪唑核苷酸合成酶1435－氨基咪唑－4－羧酸核苷酸5－氨基咪唑－4－羧酸核苷酸1445－氨基咪唑－4－（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸氨基咪唑琥珀基氨甲酰核苷酸合成酶5－氨基咪唑－4－（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸氨基咪唑琥珀基氨1455－氨基咪唑－4－（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸5－氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸延胡索酸腺苷酸琥珀酸裂解酶5－氨基咪唑－4－（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸5－氨基咪唑－41465－氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸5－甲酰氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸氨基咪唑氨甲酰核苷酸轉(zhuǎn)甲?；?－氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸5－甲酰氨基咪唑－4－氨甲酰核1475－甲酰氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸合成酶5－甲酰氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷148生成的IMP并不堆積在細(xì)胞內(nèi)，而是迅速轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP和GMP。生成的IMP并不堆積在細(xì)胞內(nèi)，而是迅速轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP和GMP。149抑制劑：羽田殺菌素抑制劑：羽田殺菌素150次黃嘌呤核苷酸腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸合成酶次黃嘌呤核苷酸腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸合成酶151腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸裂解酶腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸裂解酶152次黃嘌呤核苷酸脫氫酶次黃嘌呤核苷酸脫氫酶153鳥(niǎo)嘌呤核苷酸合成酶鳥(niǎo)嘌呤核苷酸合成酶154從頭合成途徑的特點(diǎn)：并非先合成嘌呤堿生成重要的中間產(chǎn)物IMPPRPP合成酶、磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶是限速酶肝是體內(nèi)從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小腸粘膜和胸腺?gòu)念^合成途徑的特點(diǎn)：并非先合成嘌呤堿155ATP和GTPAMP和GMP可進(jìn)一步在激酶的作用下，以ATP為磷酸供給體，經(jīng)過(guò)兩步磷酸化反應(yīng)，分別生成ATP和GTPATP和GTPAMP和GMP可進(jìn)一步在激酶的作用下，以ATP156要參與核酸的合成，一磷酸核苷必須先轉(zhuǎn)變?yōu)槎姿岷塑赵龠M(jìn)一步轉(zhuǎn)變成三磷酸核苷。二磷酸核苷由堿基特異的核苷一磷酸激酶(nucleosidemonophosphatekinase)催化，由相應(yīng)一磷酸核苷生成。AMP+ATPGDP+ADPGMP+ATP2ADP腺苷激酶鳥(niǎo)苷激酶要參與核酸的合成，一磷酸核苷必須先轉(zhuǎn)變?yōu)槎姿岷塑赵龠M(jìn)一步轉(zhuǎn)157二磷酸核苷轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的三磷酸核苷由核苷二磷酸激酶(nucleosidediphosphatekinase)催化。二磷酸核苷激酶對(duì)底物的堿基及戊糖(核糖或脫氧核糖)均無(wú)特異性。GTP+ADPGDP+ATP核苷二磷酸激酶二磷酸核苷轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的三磷酸核苷由核苷二磷酸激酶(nucle158從頭合成途徑的調(diào)節(jié)從頭合成是體內(nèi)合成嘌呤核苷酸的主要途徑，但此過(guò)程要消耗氨基酸及ATP。機(jī)體對(duì)合成速度有著精細(xì)的調(diào)節(jié)。在大多數(shù)細(xì)胞中，分別調(diào)節(jié)IMP，ATP和GTP的合成。不僅調(diào)節(jié)嘌呤核苷酸的總量，而且使ATP和GTP的水平保持相對(duì)平衡從頭合成途徑的調(diào)節(jié)從頭合成是體內(nèi)合成嘌呤核苷酸的主要途徑，但159[歷史學(xué)]09核酸代謝課件160IMP途徑的調(diào)節(jié)主要在合成的前二步反應(yīng)，即催化PRPP和PRA的生成。磷酸核糖焦磷酸激酶受IMP、AMP和GMP的反饋抑制磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶受到IMP、AMP、GMP的反饋抑制。PRPP可變構(gòu)激活磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶IMP途徑的調(diào)節(jié)主要在合成的前二步反應(yīng)，即催化PRPP和PR161第二水平的調(diào)節(jié)作用于IMP向AMP和GMP轉(zhuǎn)變過(guò)程。GMP反饋抑制IMP向XMP轉(zhuǎn)變，AMP則反饋抑制IMP轉(zhuǎn)變?yōu)橄佘账岽晁?，從而防止生成過(guò)多AMP和GMP。此外，腺嘌呤和鳥(niǎo)嘌呤的合成是平衡的。GTP加速I(mǎi)MP向AMP轉(zhuǎn)變，而ATP則可促進(jìn)GMP的生成，這樣使腺嘌呤和鳥(niǎo)嘌呤核苷酸的水平保持相對(duì)平衡，以滿(mǎn)足核酸合成的需要。第二水平的調(diào)節(jié)作用于IMP向AMP和GMP轉(zhuǎn)變過(guò)程。GMP反162(二)嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑骨髓、腦組織不能按上述“從頭合成”嘌呤核苷酸的途徑進(jìn)行合成，必須依靠從肝運(yùn)來(lái)的嘌呤或核苷合成核苷酸，這種細(xì)胞利用現(xiàn)成的嘌呤堿或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸的過(guò)程，稱(chēng)為補(bǔ)救合成。補(bǔ)救合成過(guò)程比較簡(jiǎn)單，消耗能量也少。(二)嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑骨髓、腦組織不能按上述“從1631.嘌呤堿與PRPP直接合成嘌呤核苷酸這條補(bǔ)救合成途徑比較重要。有兩種特異性不同的酶參與嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成：腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(adeninephosphoribosyltransferase，APRT)和次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase，HGPRT)。由PRPP提供磷酸核糖，它們分別催化AMP和IMP、GMP的補(bǔ)救合成。1.嘌呤堿與PRPP直接合成嘌呤核苷酸這條補(bǔ)救合成途徑比較164腺嘌呤+PRPPAMP+PPi次黃嘌呤+PRPPIMP+PPi鳥(niǎo)嘌呤+PRPPGMP+PPiAPRTHGPRTHGPRTAPRTHGPRTHGPRT1652.腺嘌呤與1-磷酸核糖作用這條補(bǔ)救合成途徑是次要的人體由嘌呤核苷的重新利用只有通過(guò)腺苷激酶催化，使腺嘌呤核苷生成腺嘌呤核苷酸。腺嘌呤+1-磷酸核糖

腺苷+Pi

腺苷磷酸化酶

腺嘌呤核苷酸

ATPAMP腺苷激酶

2.腺嘌呤與1-磷酸核糖作用這條補(bǔ)救合成途徑是次要的腺嘌呤166嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成的生理意義一方面在于可以節(jié)省從頭合成時(shí)所需的能量和一些氨基酸的消耗另一方面，體內(nèi)某些組織器官，例如腦、骨髓等由于缺乏有關(guān)酶，不能從頭合成嘌呤核苷酸，它們只能利用由紅細(xì)胞從肝運(yùn)送來(lái)的自由嘌呤堿或嘌呤核苷補(bǔ)救合成嘌呤核苷酸。對(duì)這些組織器官來(lái)說(shuō)，補(bǔ)救合成途徑具有更重要的意義。嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成的生理意義一方面在于可以節(jié)省從頭合成時(shí)所167Lesch-Nyhan綜合征由于某些基因缺陷而導(dǎo)致HGPRT完全缺失的患兒，表現(xiàn)為自毀容貌征或稱(chēng)Lesch-Nyhan綜合征。目前，人們希望利用基因工程進(jìn)行治療Lesch-Nyhan綜合征由于某些基因缺陷而導(dǎo)致HGPRT168Lesch-Nyhan綜合征是由于HGPRT的嚴(yán)重遺傳缺陷所致。此種疾病是一種性連鎖遺傳缺陷，見(jiàn)于男性?；颊弑憩F(xiàn)為尿酸增高及神經(jīng)異常。如腦發(fā)育不全、智力低下、攻擊和破壞性行為、常咬傷自己的嘴唇、手和足趾，所以也稱(chēng)自毀容貌癥。其尿酸增高較易解釋?zhuān)捎贖GPRT缺乏，使得分解產(chǎn)生的PRPP不能被利用而堆積，PRPP促進(jìn)嘌呤的從頭合成，從而使嘌呤分解產(chǎn)物－尿酸增高。而神經(jīng)系統(tǒng)癥狀的機(jī)制尚不清楚。Lesch-Nyhan綜合征是由于HGPRT的嚴(yán)重遺傳缺陷所169[歷史學(xué)]09核酸代謝課件170三、嘧啶核苷酸的合成與嘌呤核苷酸一樣，體內(nèi)嘧啶核苷酸的合成也有兩條途徑，即從頭合成與補(bǔ)救合成三、嘧啶核苷酸的合成與嘌呤核苷酸一樣，體內(nèi)嘧啶核苷酸的合成也171(一)嘧啶核苷酸的從頭合成途徑同位素示蹤實(shí)驗(yàn)表明，嘧啶核苷酸中嘧啶堿合成的原料來(lái)自谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸。嘧啶環(huán)中的第1位氮、第4位碳，第5位碳及第6位碳來(lái)自天冬氨酸的氨基；第2位碳、第3位氮來(lái)自氨甲酰磷酸(一)嘧啶核苷酸的從頭合成途徑同位素示蹤實(shí)驗(yàn)表明，嘧啶核苷1721.尿嘧啶核苷酸的合成嘧啶環(huán)的合成開(kāi)始于氨基甲酰磷酸的生成。氨基甲酰磷酸也是尿素合成的原料，但是尿素合成中所需的氨基甲酰磷酸是在肝線(xiàn)粒體中由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ催化生成的而嘧啶合成所用的氨基甲酰磷酸則是在細(xì)胞漿中用谷氨酰胺為氮源，由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ(carbamoylphosphatesynthetaseⅡ，CPS－Ⅱ)催化生成的。這兩種合成酶的許多性質(zhì)不同。1.尿嘧啶核苷酸的合成嘧啶環(huán)的合成開(kāi)始于氨基甲酰磷酸的生173兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ

分布線(xiàn)粒體（肝臟）胞液（所有細(xì)胞）氮源氨谷氨酰胺變構(gòu)激活劑N-乙酰谷氨酸無(wú)反饋抑制劑無(wú)UMP（哺乳動(dòng)物）功能尿素合成嘧啶合成兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ氨基甲174氨基甲酰磷酸+天冬氨酸

氨甲酰天冬氨酸二氫乳清酸

天冬氨酸氨基甲酰磷酸轉(zhuǎn)移酶二氫乳清酸酶

PRPP+乳清酸二氫乳清酸脫氫酶乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸焦磷酸化酶

尿嘧啶核苷酸乳清酸核苷酸脫羧酶

(OMP)

尿嘧啶核苷酸的合成過(guò)程氨基甲酰磷酸+天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸二氫乳清酸天冬1752.胞嘧啶核苷酸的合成體內(nèi)其它類(lèi)型的嘧啶核苷酸都是由尿嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)變而來(lái)的。由尿嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)變?yōu)榘奏ず塑账崾窃谀蜞奏ず塑杖姿岬乃缴线M(jìn)行的。2.胞嘧啶核苷酸的合成體內(nèi)其它類(lèi)型的嘧啶核苷酸都是由尿嘧啶176尿嘧啶核苷三磷酸可以由尿嘧啶核苷酸在相應(yīng)的激酶作用下經(jīng)ATP轉(zhuǎn)移磷酸基而生成。催化尿嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏ず塑斩姿岬拿笧樘禺惖哪蜞奏ず塑账峒っ?uridine-5-phosphatekinase)。催化尿嘧啶核苷二磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏ず塑杖姿岬拿笧樘禺愋暂^廣的核苷二磷酸激酶(nucleosidediphosphokinase)。尿嘧啶核苷三磷酸可以由尿嘧啶核苷酸在相應(yīng)的激酶作用下經(jīng)ATP177UMP+ATPUDP+ADP尿嘧啶核苷酸激酶Mg2+UDP+ATP核苷二磷酸激酶UTP+ADPMg2+UMP+ATPUDP+ADP尿嘧啶核苷酸激酶Mg2+U178尿嘧啶、尿嘧啶核苷和尿嘧啶核苷酸都不能氨基化變成相應(yīng)的胞嘧啶化合物，只有尿嘧啶核苷三磷酸才能氨基化生成胞嘧啶核苷三磷酸。在細(xì)菌中尿嘧啶核苷三磷酸可以直接與氨作用，動(dòng)物組織則需要由谷氨酰胺供給氨基。反應(yīng)要由ATP供給能量。催化此反應(yīng)的酶為CTP合成酶(CTPSynthetase)。UTP+谷氨酰胺+ATP+H2O

CTP+谷氨酸+ADP+Pi

CTP合成酶尿嘧啶、尿嘧啶核苷和尿嘧啶核苷酸都不能氨基化變成相應(yīng)的胞嘧啶179[歷史學(xué)]09核酸代謝課件1803.嘧啶核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)在細(xì)菌中，天冬氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶(ATCase)是嘧啶核苷酸從頭合成的主要調(diào)節(jié)酶。在大腸桿菌中，ATCase受ATP的變構(gòu)激活，而CTP為其變構(gòu)抑制劑。而在許多細(xì)菌中，UTP是ATCase的主要變構(gòu)抑制劑。在動(dòng)物細(xì)胞中，ATCase不是調(diào)節(jié)酶。嘧啶核苷酸合成主要由CPS-Ⅱ調(diào)控