第八章核苷酸代謝第1頁，共26頁。一、核酸的酶促降解食物中的核酸通常以核蛋白的形式存在。核蛋白在胃中受胃酸作用，分解為核酸和蛋白質(zhì)。核酸在小腸由胰核酸酶催化，水解產(chǎn)生單核苷酸。第2頁，共26頁。二、嘌呤和嘧啶的分解

（一）嘌呤核苷酸的分解

場所：肝臟、小腸粘膜、腎臟。不同生物嘌呤分解的終產(chǎn)物各不相同。痛風(fēng)癥患者是由于體內(nèi)嘌呤核苷酸分解代謝異常，導(dǎo)致血中尿酸水平升高，以尿酸鈉晶體沉積于軟骨、關(guān)節(jié)、軟組織及腎臟，臨床上表現(xiàn)為關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石及腎臟疾病等。

第3頁，共26頁。AMPARAIMPIRIGXH2ONH3AMP脫氨酶核苷酸酶H2OH2OH2ONH3NH3PiPiH2OPi核糖-1’-PiAR脫氨酶A脫氨酶Pi核糖-1’-Pi核苷磷酸化酶核苷酸酶核苷磷酸化酶H2ONH3鳥嘌呤脫氨酶X氧化酶O2+H2OH2O2次黃苷酸GRPi核糖-1’-Pi核苷磷酸化酶第4頁，共26頁。X氧化酶O2+H2OH2O2黃嘌呤尿酸尿酸氧化酶1/2O2+H2OCO2尿囊素尿囊素酶尿囊酸H2O乙醛酸

2尿素2CO2+4NH3H2O尿囊酸酶脲酶人、猿、鳥爬蟲、昆蟲哺乳類硬骨魚類多數(shù)魚類兩棲類植物、微生物第5頁，共26頁。（二）嘧啶核苷酸的分解

嘧啶核苷酸首先在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，產(chǎn)生的嘧啶堿可在體內(nèi)進(jìn)一步分解代謝。不同的嘧啶堿其分解代謝的產(chǎn)物不同，其降解過程主要在肝臟進(jìn)行。

第6頁，共26頁。1.胞嘧啶和尿嘧啶的降解

第7頁，共26頁。2.胸腺嘧啶的降解

第8頁，共26頁。三、核苷酸的合成代謝

（一）核苷酸合成的基本途徑1.從頭合成途徑(“從無到有”途徑)利用5’-磷酸核糖、氨基酸、NH3及CO2等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)一系列酶促反應(yīng)合成核苷酸的過程稱為從頭合成途徑(denovosynthesis)。場所：肝臟、小腸和胸腺。

第9頁，共26頁。2.補(bǔ)救合成途徑（“重新利用途徑”）利用體內(nèi)游離的堿基或核苷合成核苷酸的過程稱為補(bǔ)救合成途徑(salvagepathway)。場所：腦、骨髓等。堿基、核苷的來源：細(xì)胞內(nèi)核酸分解和食物分解產(chǎn)生。第10頁，共26頁。（二）嘌呤核苷酸的合成同位素示蹤實驗證明了嘌呤環(huán)中各原子的來源。嘌呤核各原子的來源第11頁，共26頁。

1.嘌呤核苷酸的從頭合成⑴次黃嘌呤核苷酸的合成首先在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下，消耗ATP，由5’-磷酸核糖合成PRPP(5’-磷酸核糖-1'-焦磷酸)。然后再經(jīng)過大約10步反應(yīng)，合成第一個嘌呤核苷酸——次黃苷酸（IMP）。

5’-磷酸核糖

PRPP

ATPAMP

IMP

磷酸核糖焦磷酸合成酶*第12頁，共26頁。IMPAMPGMPAMP-SXMP腺IMP鳥苷酸合成酶AspGTPNAD+Gln+ATP腺苷琥珀酸裂解酶GDP+PiNADH+H+延胡索酸Glu+AMP+PPi酶珀苷成合酸琥脫氫酶腺苷酸代琥珀酸黃苷酸⑵腺苷酸及鳥苷酸的合成第13頁，共26頁。⑶三磷酸嘌呤核苷的合成第14頁，共26頁。嘌呤核苷酸從頭合成的特點不是先形成游離的嘌呤堿，再與核糖、磷酸生成相應(yīng)核苷酸；而是先直接形成IMP，再轉(zhuǎn)變成其他嘌呤核苷酸。合成從5’-磷酸核糖開始，形成PRPP；由PRPP形成咪唑五元環(huán)，再形成六元環(huán)生成IMP。由IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP、GMP。第15頁，共26頁。

2.嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑A+PRPPAMP+PPi

AARAMPI/G+PRPPIMP/GMP+PPi腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶核苷磷酸化酶核糖-1’-磷酸Pi腺苷酸激酶ATPADP（APRT）（HGPRT）第16頁，共26頁。嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成的意義節(jié)省能量；減少一些前體分子的消耗；腦、骨髓中缺乏從頭合成的酶，只能通過該途徑合成嘌呤核苷酸。第17頁，共26頁。嘧啶環(huán)上各原子的來源（三）嘧啶核苷酸的合成第18頁，共26頁。1.嘧啶核苷酸的從頭合成（1）尿苷酸的合成場所：肝臟的胞液中。在氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ的催化下，以Gln，CO2，ATP為原料合成氨甲酰磷酸。Gln+CO2+2ATP氨甲酰磷酸。第19頁，共26頁。氨甲酰磷酸在天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶的催化下，轉(zhuǎn)移一分子天冬氨酸，從而合成氨甲酰天冬氨酸，然后再經(jīng)脫氫、脫羧、環(huán)化等反應(yīng)，合成第一個嘧啶核苷酸，即UMP。氨甲酰磷酸氨甲酰天冬氨酸

乳清酸

UMP

（嘧啶環(huán)）PRPPPPi第20頁，共26頁。（2）胞苷酸的合成

第21頁，共26頁。嘧啶核苷酸從頭合成的特點先形成嘧啶環(huán)（氨甲酰磷酸與Asp結(jié)合，經(jīng)過幾步反應(yīng)形成乳清酸）。乳清酸與PRPP結(jié)合生成乳清核苷酸，脫羧后生成UMP。由UMP轉(zhuǎn)變其他嘧啶核苷酸。UMPUDPUTPCTP第22頁，共26頁。2.嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成途徑U+PRPPUMP+PPiUMP磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶UR/CRUMP/CMPATPADP尿苷激酶（Mg2+）dTRdTMP胸苷激酶ATPADP第23頁，共26頁。（四）脫氧核糖核苷酸的合成1.核糖核苷酸還原為脫氧核糖核苷酸

*乳酸桿菌、枯草桿菌等原核細(xì)胞以核苷三磷酸為原料，還原為脫氧核苷三磷酸。NTPdNTP核苷三磷酸還原酶（含輔酶VB12）第24頁，共26頁。*大腸桿菌、植物、動物、腫瘤細(xì)胞等則以核苷二磷酸（ADP、GDP、CDP）為原料，還原為脫氧核苷二磷酸，再生成脫氧核苷三磷酸。NDPdNDP+H2ONADP+NADPH+H+dNTPATPADP硫氧還蛋白-(SH)2硫氧還蛋SS核苷二磷酸還原酶白硫氧還蛋白還原酶激酶第25頁，