核酸的消化与吸收核苷酸的生物功用作为核酸合成的原料如: ATP 、UTP 、CTP 、GTP →RNA dATP 、dTTP 、dCTP 、dGTP →DNA 体内能量的利用形式如：ATP 、GTP 参与代谢和生理调节如：cAMP 、cGMP 组成辅酶如：FAD 、NAD+ 、NADP+ 活化中间代谢物如：UDPG 、CTP- 胆碱、CTP- 甘油二酯嘌呤核苷酸的结构一、嘌呤核苷酸的合成代谢2 、AMP 和GMP 的生成嘌呤核苷酸从头合成特点嘌呤环是在磷酸核糖分子上逐步合成的。IMP 的合成需5个ATP，6 个高能磷酸键。AMP 或GMP 的合成又需1个ATP。（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径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。体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。嘧啶核苷酸的结构从头合成的调节（二）嘧啶核苷酸的补救合成（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物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 次黄嘌呤（H）PRPP PPi = AMP = PRPP PPi = 腺嘌呤（A）GMP = = PRPP PPi 鸟嘌呤( G) 6- MP 6- MP 6- MP 6- MP 6- MP 6- MP 氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸MTX MTX 二、嘌呤核苷酸的分解代谢核苷核苷酸核苷酸酶Pi 核苷磷酸化酶碱基1-磷酸核糖5- 磷酸核糖磷酸戊糖途径PRPP 尿酸AMP GMP H （次黄嘌呤）G X （黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶嘌呤碱的最终代谢产物尿酸与痛风症的关系血中尿酸含量升高时，尿酸盐晶体在组织中沉积，形成痛风症。受累组织器官：关节﹑软骨﹑肾﹑软组织病变：关节炎﹑肾病﹑尿路结石病因：酶缺陷﹑高嘌呤饮食﹑核酸大量分解﹑肾病治疗：⑴⑵治疗原发病⑶进食低核酸饮食药物：别嘌呤醇痛风症的治疗机制鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤尿酸黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇第二节嘧啶核苷酸的代谢Section 2 Metabolism of Pyrimidine Nucleotides 1 、嘧啶核苷酸的合成代谢掌握嘧啶碱的元素来源、嘧啶核苷酸从头合成第一阶段生成的中间产物、嘧啶核苷酸从头合成的特点熟悉嘧啶核苷酸从头合成的调节掌握嘧啶核苷酸补救合成的反应熟悉嘧啶核苷酸的抗代谢物2 、嘧啶核苷酸的分解代谢了解嘧啶核苷酸分解代谢的终产物1 2 3 4 5 6 从头合成途径补救合成途径一、嘧啶核苷酸的合成代谢嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸天冬氨酸（一）嘧啶核苷酸的从头合成主要是肝细胞胞液合成部位合成过程基本过程：⑴HCO3–﹑Gln →→→UMP  ⑵UMP →→→CTP﹑TMP / dTMP 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 2 ATP 2 ADP+Pi 谷氨酸+ 氨基甲酰磷酸CPS-ⅠCPS-Ⅱ细胞内定位氮源合成物变构激活剂反馈抑制剂生理功能酶活性的意义线粒体（肝）NH3 氨基甲酰磷酸N- 乙酰谷氨酸无参与尿素合成反映肝细胞的分化程度细胞液（所有细胞）Gln 氨基甲酰磷酸无UMP （哺乳动物）参与嘧啶合成反映细胞增殖程度两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较2.  胞嘧啶核苷酸的合成ATP ADP 尿苷酸激酶UDP 二磷酸核苷激酶ATP ADP UTP CTP 合成酶谷氨酰胺ATP 谷氨酸ADP+Pi 3. dTMP 或TMP 的生成胸苷酸合酶N5, N10- 甲烯FH4 FH2 FH2 还原酶FH4 NADP+ NADPH+H+ dUMP dTMP UDP 核糖苷酸还原酶dUDP CTP CDP dCDP dCMP -  ATP + CO2+ 谷氨酰胺氨基甲酰磷酸UMP 氨基甲酸天冬氨酸UTP  CTP 天冬氨酸- 嘌呤核苷酸ATP + 5- 磷酸核糖PRPP 嘧啶核苷酸- 细菌哺乳动物CPS-Ⅱ天冬氨酸氨基甲酰转移酶PRPP 合成酶- 嘧啶+ PRPP 磷酸嘧啶核苷+ PPi 嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷+ ATP 尿苷激酶UMP + ADP 脱氧胸嘧啶核苷+ ATP 胸苷激酶dTMP + ADP （U 、T 、O ）嘧啶类似物胸腺嘧啶(T) 5-氟尿嘧啶(5- FU) FdUMP FUTP 5 5 *  *  *  *  第八章核苷酸代谢Chapter 8  Metabolism of Nucleotides  概述食物核蛋白蛋白质核酸（RNA 及DNA）胃酸单核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、肠核苷酸酶碱基戊糖核苷酶（水解或磷酸解）（或磷酸戊糖）第一节嘌呤核苷酸的代谢Section 1 Metabolism of Purine Nucleotides 1 、嘌呤核苷酸的合成代谢掌握核苷酸从头合成和补救合成的概念掌握嘌呤碱的元素来源、磷酸核糖的供体、嘌呤核苷酸从头合成第一阶段生成的中间产物、嘌呤核苷酸从头合成的特点熟悉嘌呤核苷酸从头合成的调节掌握嘌呤核苷酸补救合成的反应掌握脱氧核苷酸生成的反应熟悉嘌呤核苷酸的抗代谢物2 、嘌呤核苷酸的分解代谢掌握嘌呤核苷酸分解代谢的终产物及痛风症GMP AMP 9 6 2 2 6 9 从头合成途径(de novo synthesis pathway)  补救合成途径(salvage synthesis pathway) 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，合成核苷酸的途径。the de novo pathway of nucleotide synthesis a pathway through which nucleotides are synthesized by using simple molecules, such as ribose 5-phosphate, amino acids, one carbon units and CO2. （一）嘌呤核苷酸的从头合成定义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。脑、骨髓则无法进行此合成途径。合成部位嘌呤碱合成的元素来源CO2 天冬氨酸甲酰基（一碳单位）甘氨酸甲酰基（一碳单位）谷氨酰胺（酰胺基）甘氨中间站一碳在两边头顶二氧碳脚下是谷酰过程1. IMP(inosine monophosphate) 的合成2. AMP 和GMP 的生成R-5-P （5- 磷酸核糖）ATP AMP PRPP 合成酶PP-1-R-5-P （磷酸核糖焦磷酸，PRPP ）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IMP AMP GMP H2N-1-R-5′-P （5′- 磷酸核糖胺，PRA ）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶PRPP—核糖磷酸部分的供体1. IMP 的合成过程①磷酸核糖酰胺转移酶②甘氨酰胺合成酶③转甲酰基酶④FGAM 合成酶⑤AIR 合成酶9 4 5 7 8 3 9 4 5 7 8 3 (CAIR) 6 1 6 1 2 ①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP 脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP 合成酶AMP ADP ATP ADP ATP 激酶ADP ATP 激酶GMP GDP GTP ADP ATP 激酶ADP ATP 激酶从头合成的调节R-5-P ATP PRPP 合成酶PRPP 酰胺转移酶PRA IMP 腺苷酸代琥珀酸AMP ADP ATP XMP GMP GDP GTP + + _ _ _ _ _ IMP 腺苷酸代琥珀酸XMP AMP ADP ATP GMP GDP GTP ATP GTP _ _ + + 调节方式：反馈调节和交叉调节核苷酸的补救合成途径利用体内现成的碱基或核苷，经过简单的反应，合成核苷酸的过程。the salvage pathway of nucleotide synthesis a pathway through which nucleotides are synthesized by using the existing nitrogenous bases or nucleosides. 定义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(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT)  腺苷激酶(adenosine kinase) 参与嘌呤核苷酸补救合成的酶腺嘌呤+ PRPP  AMP + PPi APRT 次黄嘌呤+ PRPP  IMP + PPi HGPRT 鸟嘌呤+ PRPP  HGPRT  GMP + PPi 合成过程腺苷激酶腺嘌呤核苷ATP ADP AMP （三）嘌呤核苷酸的相互转变IMP AMP 腺苷酸代琥珀酸XMP GMP NH3 腺苷酸脱氨酶鸟苷酸还原酶NADPH+H+ NADP+ NH3 （四）脱氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸水平上进行（N 代表A、G、U、C ）dNDP + ATP  激酶dNTP + ADP 二磷酸脱氧核苷NDP dNDP 二磷酸核糖核苷NADP+ NADPH + H+ 核糖核苷酸还原酶(R1 、R2) ，Mg2+ 还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2 氧化型硫氧化还原蛋白S  S 硫氧化还原蛋白还原酶（FAD ）脱氧核苷酸的生成（五）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。氨蝶呤氨甲蝶呤等氮杂丝氨酸等6-巯基嘌呤6-巯基鸟嘌呤8-氮杂鸟嘌呤等叶酸类似物氨基酸类似物嘌呤类似物次黄嘌呤(H) 6-巯基嘌呤(6 -MP) 6-巯基嘌呤的结构