第八章

核苷酸代謝MetabolismofNucleotides12023/2/18核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位；不屬于營養(yǎng)素；細(xì)胞中主要以5'-核苷酸形式存在；具有多種生物學(xué)功能；22023/2/18核酸的消化與吸收食物核蛋白蛋白質(zhì)核酸(RNA及DNA)胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、腸核苷酸酶堿基戊糖核苷酶32023/2/1842023/2/18核苷酸的生物學(xué)功用作為DNA/RNA合成的原料體內(nèi)能量的利用形式（ATP、GTP、CTP、UTP）參與代謝和生理調(diào)節(jié)（cAMP、cGMP）組成輔酶活化中間代謝物52023/2/18

核苷酸代謝概況

合成代謝從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑

分解代謝62023/2/18從頭合成途徑：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位和CO2

等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成核苷酸的途徑。這是主要合成途徑。主要在肝臟進(jìn)行。72023/2/18補(bǔ)救合成途徑：利用游離的堿基或核苷，經(jīng)過簡單的反應(yīng)過程，合成核苷酸的途徑。這是次要合成途徑。腦、骨髓等只能進(jìn)行此途徑。82023/2/18核苷酸的從頭合成概況5-磷酸核糖PRPPAspCO2+Gln氨基甲酰磷酸乳清酸UMPdTMPUTPCTPGTPATPAMPGMPIMPGlnGlyGln一碳單位一碳單位CO2Asp92023/2/18第一節(jié)

嘌呤核苷酸的代謝MetabolismofPurineNucleotides102023/2/18嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)GMPAMP112023/2/18一、嘌呤核苷酸的合成代謝從頭合成途徑(denovosynthesispathway)補(bǔ)救合成途徑(salvagesynthesispathway)

122023/2/18嘌呤堿合成的元素來源CO2天冬氨酸甲?；ㄒ惶紗挝唬└拾彼峒兹不ㄒ惶紗挝唬┕劝滨０罚ㄒ唬┼堰屎塑账岬膹念^合成甘氨站中間，谷碳坐兩邊，左上天冬氨，頭頂二氧碳。132023/2/18過程(1)IMP的合成(2)AMP和GMP的生成142023/2/18(1)IMP的合成1.從頭合成途徑PRPP合成酶酰胺轉(zhuǎn)移酶152023/2/18PRPP合成酶酰胺轉(zhuǎn)移酶（PRA）162023/2/18172023/2/18182023/2/18(2)AMP和GMP的生成

GTPATPAspHOOC-CH-CH2-COOH

︱NH

︱延胡索酸Gln192023/2/18AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶202023/2/18（1）嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤環(huán)，先小環(huán)后大環(huán)。（2）先合成IMP，再合成AMP和GMP。（3）消耗大量ATP（4）部位：胞液（肝為主）（5）PRPP合成酶和酰胺轉(zhuǎn)移酶為關(guān)鍵酶嘌呤核苷酸從頭合成特點(diǎn)212023/2/18R-5-PATPPRPP合成酶PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶PRAIMP腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDPGTP++_____IMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP__++目錄2.從頭合成的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方式：反饋調(diào)節(jié)和交叉調(diào)節(jié)222023/2/18既滿足需要，又不致于浪費(fèi)。維持ATP與GTP濃度的平衡。調(diào)節(jié)的意義232023/2/18（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)參與補(bǔ)救合成的酶242023/2/18腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi合成過程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP252023/2/18補(bǔ)救合成的生理意義補(bǔ)救合成節(jié)省從頭合成時的能量和一些氨基酸的消耗。體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。HGPRT完全缺失的患兒，表現(xiàn)為自毀容貌征262023/2/18自毀容貌綜合征自毀容貌征亦稱Lesch-Nyhan綜合征。本病的特征是智力發(fā)育不全、舞蹈樣動作和強(qiáng)迫性自殘行為，并伴有高尿酸血癥、尿酸尿、血尿、尿道結(jié)石和痛風(fēng)?；颊呖苫钪?0余歲，多死于感染和腎功能衰竭。272023/2/18282023/2/18（三）嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶鳥苷酸還原酶NADPH+H+NADP+NH3292023/2/18（四）脫氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸水平上進(jìn)行（N代表A、G、U、C等堿基）

4種NDP（A、G、C、U）經(jīng)還原反應(yīng)生成4種相應(yīng)的dNDP

302023/2/18二磷酸脫氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸還原酶，Mg2+還原型硫氧化還原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化還原蛋白SS硫氧化還原蛋白還原酶（FAD）脫氧核苷酸的生成312023/2/18IMPAMPGMPADPGDPATPGTPdADPdATPdGDPdGTP嘌呤核苷酸合成小結(jié)Asp、GTPGln、ATP322023/2/18（五）嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些堿基、氨基酸或葉酸等的類似物。嘌呤類似物氨基酸類似物葉酸類似物6-巰基嘌呤(6MP)6-巰基鳥嘌呤8-氮雜鳥嘌呤等氮雜絲氨酸等氨蝶呤氨甲蝶呤等332023/2/18次黃嘌呤(I)6-巰基嘌呤(6-MP)嘌呤類似物：主要有6-巰基嘌呤

(

6-Mercaptopurine，6-MP)

342023/2/18氨基酸類似物：氮雜絲氨酸是Gln的類似物352023/2/18葉酸類似物：氨蝶呤和甲氨蝶呤(MTX)362023/2/18甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺核苷酸（GAR）==甲酰甘氨脒核苷酸（FGAM）5-氨基異咪唑-4-甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黃嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（A）GMP==PRPPPPi鳥嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸MTXMTX目錄372023/2/18二、嘌呤核苷酸的分解代謝核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶嘌呤堿基1-磷酸核糖5-磷酸核糖補(bǔ)救合成尿酸382023/2/18嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物AMPGMPI（次黃嘌呤）GX（黃嘌呤）黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶392023/2/18痛風(fēng)癥（gout）血尿酸正常含量:0.12-0.36mmol/L（2～6mg%)

嘌呤代謝障礙時，血中尿酸濃度升高，當(dāng)尿酸含量超過8mg%時，尿酸鹽結(jié)晶沉積于軟組織、軟骨、關(guān)節(jié)及腎臟等處，而導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石及腎臟疾病。

多見于成年男性402023/2/18痛風(fēng)石412023/2/18422023/2/18痛風(fēng)癥的治療機(jī)制鳥嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤尿酸黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇別嘌呤醇次黃嘌呤432023/2/18低嘌呤飲食：禁用高嘌呤食物，如動物內(nèi)臟、沙丁魚、鳳尾魚、鯖魚、小蝦、扁豆、黃豆、濃肉湯，及菌藻類等忌酒低蛋白低脂飲食藥物：別嘌呤醇、秋水仙堿

442023/2/18第二節(jié)

嘧啶核苷酸的代謝MetabolismofPyrimidineNucleotides452023/2/18嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)462023/2/18從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑一、嘧啶核苷酸的合成代謝472023/2/18（一）嘧啶核苷酸的從頭合成主要是肝細(xì)胞胞液嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。定義合成部位482023/2/18嘧啶合成的元素來源氨基甲酰磷酸天冬氨酸123456CO2Gln492023/2/18合成過程：首先生成UMP（1）尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸+氨基甲酰磷酸502023/2/18CPSⅠ

CPSⅡ

分布

線粒體(肝)

胞液(所有細(xì)胞)

氮源

NH3

Gln

變構(gòu)激活劑

N-乙酰谷氨酸

無

功能

尿素合成

嘧啶合成

氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ和Ⅱ的區(qū)別512023/2/18

天冬氨酸氨甲酰轉(zhuǎn)移酶二氫乳清酸酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶脫羧酶二氫乳清酸脫氫酶PRPP特點(diǎn)：先嘧啶環(huán)，再與PRPP反應(yīng)522023/2/18（2）CTP的合成

是在三磷酸水平上進(jìn)行的。532023/2/18（3）dTMP的生成TMP合酶N5,N10-甲烯FH4FH2dUMPdTMP是在一磷酸水平上進(jìn)行的UDP脫氧核苷酸還原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP脫氨基542023/2/18CDPdUDPUDPUTPCTPdCDPdCTPdTTPdUMPUMPdCMPdTMPdTDP嘧啶核苷酸合成小結(jié)Gln、Asp、CO2三磷酸水平Gln一磷酸水平N5,N10-甲烯FH4552023/2/18（二）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶+

PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶UMP+ADP胸腺嘧啶核苷+ATP胸苷激酶TMP+ADP（U、T、乳清酸）562023/2/18（三）嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶類似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)dFUMP572023/2/18氨基酸類似物：

氮雜絲氨酸能抑制CTP的生成。葉酸類似物：

氨蝶呤、氨甲蝶呤使dUMP不能利用一碳單位甲基化成dTMP。582023/2/18核苷類似物阿糖胞苷胞嘧啶阿糖胞苷等抑制CDP還原成dCDP，影響DNA的合成。592023/2/18UMPUTPCTPCDPdCDPUDPd