核苷酸代谢
第八章核苷酸代谢
[重点和难点]
嘌呤核苷酸从头合成原料、合成部位、主要合成过程、参与合成的重要酶。嘌呤核苷酸重要抗代谢物及其作用机制，嘌呤核苷酸分解代谢关键酶、终产物及痛风治疗机理。
嘧啶核苷酸从头合成原料、主要过程、参与酶及辅助因子，嘧啶核苷酸主要抗代谢物及其作用机制，嘧啶核苷酸分解代谢终产物。
脱氧核苷酸的合成过程、参与酶、辅酶，脱氧胸苷酸合成。
本章难点：核苷酸代谢的从头合成途径和核苷酸的抗代谢物
[测试题]
一、A型选择题
1、下列关于嘌呤核苷酸从头合成过程正确的是：
A．嘌呤环的氮原子均来自氨基酸的α-氨基B．合成中不会产生自由的嘌呤碱
C．氨基甲酰磷酸为嘌呤环的形成提供氨甲酰基
D．在由IMP合成AMP和GMP时均需ATP供能
E．次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶催化IMP转变为GMP
2、下列哪一个反应不需要PRPP：
A．5-磷酸核糖胺的生成 B．由次黄嘌呤转变为次黄嘌呤核苷酸
C．嘧啶生物合成中乳清酸的生成 D．由腺嘌呤转变为腺嘌呤核苷酸
E．由鸟嘌呤转变为鸟嘌呤核苷酸
3、氨甲喋呤和氨喋呤抑制核苷酸合成中的哪一个反应
A．谷氨酰氨中酰胺氮的转移 B．向新生成的环状结构中加入CO2 C．ATP中磷酸键能量的传递 D．天冬氨酸上氮的提供
E．二氢叶酸还原成四氢叶酸
4、下列哪一组是腺嘌呤磷酸核糖转移酶的底物：
A．腺嘌呤+ATP B．腺嘌呤+PRPP C．腺苷+ATP
D．腺苷+GTP E．腺苷+PRPP
5、合成嘌呤和嘧啶环的共同原料是：
A．一碳单位 B．甘氨酸 C．谷氨酸 D．天冬氨酸 E．蛋氨酸
6、过量的AMP抑制何种酶的活性使下列物质不能生成：
A．乳清酸脱氢酶，使IMP不能生成 B．次黄嘌呤脱氢酶，使IMP 不能生成
B．次黄嘌呤脱氢酶，使GMP不能生成
D．腺苷酸代琥珀酸酶，使GMP不能生成
E．腺苷酸代琥珀酸合成酶，AMP不能生成
7、嘌呤核苷酸补救合成途径的主要器官是：
A．脑 B．肝脏 C．小肠 D．肾脏 E．胸腺
8、人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要终产物是：
A．尿素 B．尿酸 C．肌苷 D．尿苷酸 E．肌酸
9、嘧啶核苷酸从头合成的叙述正确的是：
A．一碳单位来自叶酸衍生物B．先合成嘧啶环再与PRPP中的磷酸核苷酸相连
C．在磷酸核糖分子上合成嘧啶核苷酸 D．谷氨酸完整的参入嘧啶环中
E．需要氨基甲酰磷酸合成酶-1参加
10、癌症病人尿中β-氨基异丁酸排出增多是由于：
A．尿嘧啶分解增加B．胞嘧啶分解增加C．γ-氨基分解增加D．谷氨酸分解增加 E．胸腺嘧啶分解增加
11、嘧啶环中的两个氮原子来自：
A．谷氨酰胺和氨 B．谷氨酰胺和天冬氨酸 C．谷氨酰胺和谷氨酸D．谷氨酸和氨基甲酰磷酸 E．天冬氨酸和氨基甲酰磷酸
12、dTMP合成的直接前体是：
A．dUMP B．TMP C．TDP D．dUDP E．dCMP
13、dTMP嘧啶环中C5上的甲基来自：
A．SAM B．N5–CH3-FH4 C．N5，N10=CH-FH4 D．N5，N10-CH2-FH4 E．Gln 14、嘌呤类似物6-巯基嘌呤的叙述正确的是：
A．其结构类似次黄嘌呤B．抑制AMP合成酶C．其结构类似黄嘌呤D．抑制UMP生成 E．竞争性抑制GMP合成酶
15、哺乳动物中嘧啶核苷酸从头合成合成限速酶是：
A．合成酶类 B．乳清酸酶 C．氨基甲酰磷酸合成酶-ⅡD．天冬氨酸氨基甲酰转移酶 E．磷酸核糖转移酶
16、对脱氧核苷酸生成描述错误的是：
A．以氢取代核糖分子中C2上的羟基B．还原是在二磷酸核苷水平上进行的C．dUMP主要来自dCMP的脱氨基 D．dUMP经甲基化生成dTMP
E．dUMP主要来自dTDP水解
17、细菌中嘧啶核苷酸生物合成途径的反馈抑制是由于抑制下列哪一酶的活性：
A．二氢乳清酸酶B．乳清酸焦磷酸化酶C．二氢乳清酸合成酶D．天冬氨酸氨基甲酰转移酶 E．氨基甲酰磷酸合成酶-2
18、5-F U的抗癌作用主要为：
A．合成错误的DNA，抑制癌细胞生长
B．抑制尿嘧啶的合成，从而减少RNA的生物合成
C．抑制胞嘧啶的合成，从而减少RNA的生物合成
D．抑制胸苷酸合成酶从而减少DNA的生物合成
E．抑制二氢叶酸还原酶的活性，从而减少TMP的生物合成
19、关于嘧啶分解的叙述哪一个是正确的：
A．产生尿酸 B．可引起痛风 C．产生尿囊酸
D．需要黄嘌呤氧化酶 E．产生氨和二氧化碳
20、从头合成嘌呤核苷酸过程中首先合成的是：
A．GMP B．AMP C．IMP D．XMP E．以上均不是
21、氮杂丝氨酸能以竞争性抑制干扰和阻断核苷酸合成，因为它在结构上与：
A．丝氨酸类似 B．甘氨酸类似 C．天冬氨酸类似D．谷氨酰氨类似 E．天冬酰胺类似
22、6-巯基嘌呤核苷酸不抑制：
A．IMP生成AMP B．IMP生成GMP C．酰胺转移酶
D．嘌呤核苷酸核糖转移酶 E．尿嘧啶磷酸核糖转移酶
23、哺乳动物体内直接催化尿酸合成的酶是：
A．尿酸氧化酶 B．黄嘌呤氧化酶 C．腺苷脱氨酶
D．鸟嘌呤脱氨酶 E．以上均不是
24、脱氧胸苷酸的生成是：
A．直接由相应核糖核苷酸还原生成 B．由脱氧尿苷酸甲基化生成C．在脱氧胞嘧啶核苷酸基础上生成 D．在脱氧腺嘌呤核苷酸基础上生成
E．以上都不是
25、下列哪一种代谢途径是嘧啶所特有的：
A．碱基是连在5-磷酸核糖上 B．一碳单位有叶酸衍生物提供
C．氨基甲酰磷酸提供氨甲酰基 D．甘氨酸完整的参入分子中
E．谷氨酰氨是氮原子的供体
26、PRPP酰胺转移酶活性过高可导致痛风症，此酶催化：
A．从5-磷酸核糖生成PRPP B．从甘氨酸合成嘧啶环
C．从PRPP合成5-磷酸核糖胺 D．从IMP合成AMP
E．从IMP合成GMP
27、下列哪一项不参与核糖核苷酸还原成脱氧核苷酸的反应过程：
A．四种核苷酸均需相同的还原酶系B．反应在二磷酸核苷水平进行
C．核糖核苷酸还原酶催化 D．NADPH为供氢体 E．ATP和GTP 提供能量
28、治疗痛风有效的别嘌呤醇：
A．可抑制黄嘌呤氧化酶 B．可抑制腺苷脱氨酶 C．可抑制尿酸氧化酶
D．可抑制鸟嘌呤脱氨酶 E．对以上酶均无抑制作用
29、在嘧啶核苷酸合成中，合成氨基甲酰磷酸的部位：
A．线粒体 B．微粒体 C．胞质 D．溶酶体 E．胞核
30、阿糖胞苷抗肿瘤作用的机理是通过抑制下列哪种酶而干扰核
苷酸代谢：
A．二氢叶酸还原酶 B．核糖核苷酸还原酶 C．胸腺嘧啶核苷酸合成酶
D．二氢乳清酸脱氢酶 E．氨基甲酰转移酶
31、脱氧核糖核苷酸生成方式主要：
A．直接由核糖还原 B．由二磷酸核苷还原 C．由核苷还原
D．由一磷酸核苷还原 E．由三磷酸核苷还原
32、催化dUMP转变成dTMP的酶是：
A．核苷酸还原酶 B．胸腺嘧啶核苷酸合成酶 C．核苷酸激酶
D．甲基转移酶 E．脱氧胸苷激酶
33、5-磷酸核糖-1-焦磷酸
A．IMP B．PRPP C．PRA D．APRT E．XMP
34、一碳单位
A．参与嘌呤核苷酸从头合成 B．参与嘌呤核苷酸补救合成
C．参与尿嘧啶核苷酸从头合成 D．参与嘌呤核苷酸分解
E．参与嘧啶核苷酸分解
35、嘌呤核苷酸分解加强
A．痛风症 B．苯酮酸尿症 C．乳清酸尿症 D．尼汉综合症 E．白化病36、dTMP的C5位上的-CH3中的C来自
A．天冬氨酸B．谷氨酰胺C．甘氨酸D．N5，N10-CH2-FH4 E．FH2=CH-FH4
二、X型选择题
1、核酸的水解产物是：
A．磷酸 B．戊糖 C．嘌呤碱 D．嘧啶碱 E．氨基酸2、嘌呤环中碳原子来自：
A．CO2 B．一碳单位 C．甘氨酸 D．谷氨酰胺 E．天冬氨酸3、嘧啶环中氮原子来自：
A．谷氨酸 B．谷氨酰胺 C．甘氨酸 D．天冬氨酸 E．天冬酰胺
4、嘧啶环中碳原子来自：
A．一碳单位 B．二氧化碳 C．谷氨酰氨 D．天冬氨酸 E．天冬酰
胺5、β-氨基异丁酸是哪些物质分解的产物：
A．AMP B．GMP C．CMP D．UMP E．TMP
6、哪些物质的合成需要谷氨酰胺分子上的酰胺氮：
A．胞嘧啶的氨基 B．鸟嘌呤的氨基 C．嘌呤环的N3和N9 D．嘧啶环的两个氮原子 E．腺嘌呤的氨基
7、脱氧核苷酸由何种核苷酸转变而来：
A．一磷酸核苷 B．二磷酸核苷 C．三磷酸核苷
D．多磷酸核苷 E．四磷酸核苷
8、嘌呤核苷酸从头合成的原料包括哪些物质：
A．磷酸核糖 B．一碳单位 C．二氧化碳 D．谷氨酰胺 E．天冬氨酸
9、嘌呤环中的氮原子来自：
A．甘氨酸 B．谷氨酰胺 C．天冬氨酸 D．谷氨酸 E．丙氨酸
10、下列哪些物质对嘌呤核苷酸的生物合成能产生反馈抑制作用：
A．IMP B．AMP C．GMP D．UMP E．尿酸
11、6-巯基嘌呤抑制嘌呤核苷酸合成，是由于：
A．抑制IMP生成AMP B．抑制IMP生成GMP
C．结构与次黄嘌呤类似，对次黄嘌呤的某些代谢有抑制作用
D．抑制补救合成途径 E．抑制从头合成途径
12、尿酸是下列哪些化合物分解的终产物：
A．AMP B．IMP C．GMP D．UMP E．TMP
13、下列有关核糖核苷酸还原生成脱氧核苷酸的叙述哪些是正确的：
A．四种核苷酸都涉及到相同的还原体系B．多发生在二磷酸核苷水平
C．核糖核苷酸还原酶系包括硫氧化还原蛋白和硫氧化还原蛋白还原酶
D．NADPH为供氢体 E．多发生在三磷酸核苷水平
14、胞嘧啶核苷酸从头合成原料包括哪些物质：
A．谷氨酰胺 B．天冬氨酸 C．一碳单位 D．磷酸核糖 E．二氧化
碳15、在细胞中自UMP合成dTMP的有关反应涉及：
A．四氢叶酸衍生物传递一碳单位B．四氢叶酸氧化成二氢叶酸C．中间产物为dUDP D．受5-Fu抑制 E．以上均正确16、胞嘧啶分解代谢产物有：
A．氨 B．尿酸 C．二氧化碳 D．β-丙氨酸 E．β-氨基异丁酸17、下列个反应中，有ATP参与的是：
A．cAMP的生成 B．cGMP的生成 C．IMP生成GMP
D．IMP生成AMP E．NDP生成dNDP
18、胸腺嘧啶核苷酸从头合成原料包括哪些物质：
A．谷氨酰胺 B．天冬氨酸 C．一碳单位 D．磷酸核糖 E．二氧化碳19、胸腺嘧啶分解代谢产物有：
A．氨 B．尿酸 C．二氧化碳 D．β-丙氨酸 E．β-氨基异丁酸
三、填空题
1、核苷酸的生物学功用有、、、、。
2、嘌呤核苷酸的合成有两条途径，和。
3、嘌呤核苷酸从头合成的原料有、，嘧啶核苷酸从头合成的原料
有。
4、嘌呤核苷酸从头合成的主要器官是，反应可分为两个阶段，首先合成，然后再转变成AMP和GMP。
5、、等只能进行补救合成嘌呤核苷酸，有两种主要酶参与嘌呤核苷酸的补救合成，即和。
6、嘌呤核苷酸的合成中由IMP可转变成和，过量ATP导致 GMP 合成，过量GTP导致AMP合成。
7、脱氧核苷酸的生成是通过相应的的直接还原作用，还原反应是在水平上进行的，由酶催化。
8、抗癌药物氨甲喋呤作用机理是的类似物，能竞争性抑制酶，使不能还原成，从而影响dTMP的合成。
9、嘌呤核苷酸分解代谢的终产物是，胞嘧啶分解代谢终产物是，胸腺嘧啶分解代谢终产物是。
四、名词解释
1、嘌呤核苷酸从头合成
2、嘌呤核苷酸补救合成
3、嘧啶核苷酸从头合成
4、嘧啶核苷酸补救合成
五、问答题
1、5-F U对代谢影响及其抗肿瘤作用机理
2、别嘌呤醇治疗痛风症的机理。
3、简述核苷酸的生理功能。
4、简述6-MP抗肿瘤的作用机理。
[参考答案]
一、A型选择题
1、B
2、C
3、E
4、B
5、D
6、E
7、A
8、B
9、A 10、E 11、B 12、A 13、D 14、A 15、
C 16、E 17、
D 18、D 19、
E 20、C 21、D 22、E 23、B 24、B 25、C 26、C 27、
E 28、A 29、C 30、B 31、B 32、B 33、B 34、A 35、A 36、D
二、X型选择题
1、A B C D
2、A B C
3、B D
4、B D
5、E
6、A B C
7、B
8、A B C D E
9、A B
C 10、A B C 11、A B C
D
E 12、A B C 13、A B C D 14、A B D E 15、A B C D E
16、A C D 17、A C 18、A B C D E 19、A C E
三、填空题
1、作为合成核酸原料体内能量的利用形式参与代谢和生理调节组成辅酶活化中间代谢
物 2、从头合成途径和补救合成途径 3、甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一碳单位二氧化碳
磷酸核糖；天冬氨酸谷氨酰胺二氧化碳磷酸核糖一碳单位4、肝IMP IMP 5、脑骨
髓 APRT HGPRT 6、AMP GMP 增加增加 7、核糖核苷酸二磷酸核苷核糖核苷酸还原酶8、叶酸二氢叶酸还原酶二氢叶酸四氢叶酸 9、尿酸；氨二氧化碳β-丙氨酸；氨二
氧化碳β-氨基异丁酸
四、名词解释
1、利用磷酸核糖、氨基酸、二氧化碳、一碳单位等简单小分子物质为原料，经过复杂的反
应，合成嘌呤核苷酸，称嘌呤核苷酸从头合成途径。
2、利用游离的嘌呤碱或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸，称为嘌呤核苷酸补
救合成途径。
3、利用磷酸核糖、氨基酸、二氧化碳等简单小分子物质为原料，经过复杂的反应，合成嘧
啶核苷酸，称嘧啶核苷酸从头合成途径。
4、利用游离的嘧啶碱或嘧啶核苷，经过简单的反应，合成嘧啶核
苷酸，称为嘧啶核苷酸补
救合成途径。
五、问答题（答案要点）
1、5-Fu的结构与胸腺嘧啶类似，在体内转变成FdUMP和FUTP，FdUMP与dUMP结构类似，
是胸苷酸合成酶抑制剂，使dTMP合成受到阻断。FUTP可以FUMP的形式参入RNA分子中，异常核苷酸的参入破坏RNA的结构和功能。因此，5-Fu可影响核酸的合成与正常功能，进一步阻断蛋白质的生物合成。在肿瘤细胞中，核酸和蛋白质的合成十分旺盛，所以5-Fu 具有抗肿瘤作用。
2、当血中尿酸含量升高，超过8mg℅时，尿酸盐结晶可沉积于关节、软组织和肾等处，导
致关节炎、尿路结石及肾疾病，称痛风症。别嘌呤醇与次黄嘌呤结构相似，可竟争性抑制黄
嘌呤氧化酶，从而抑制尿酸的生成。同时，别嘌呤醇可与PRPP反应生成别嘌呤核苷酸，这
样一方面消耗PRPP使其含量减少，另一方面别嘌呤核苷酸与次黄嘌呤核苷酸结构类似，又
可反馈抑制嘌呤核苷酸从头合成，从而使嘌呤核苷酸合成减少，尿酸生成减少。因此，别嘌
呤醇可用于治疗痛风症。
第八章核苷酸代谢 核苷= 碱基+ 戊糖 核苷酸= 碱基+ 戊糖+ 磷酸 ?据磷酸连接的位置:5`-核苷酸; 3`-核苷酸; 2`-核苷酸…等 ?据磷酸的数目:一、二、三磷酸核苷酸 一磷酸核苷酸: AMP GMP CMP UMP TMP 二磷酸核苷酸: ADP GDP CDP UDP TDP 三磷酸核苷酸: ATP GTP CTP UTP TTP NMP ——RNA dNMP ——DNA NTP ——RNA dNTP ——DNA ?据核糖2位是否脱氧：核糖核苷酸、脱氧核糖核苷酸 ?据核苷酸是否环化: 环核苷酸(cAMP，cGMP) 一.核苷酸代谢概述 核苷酸(nucleotide)是构成核酸(nucleicacid)的基本单位，人体所需的核苷酸都是由机体自身合成的，核苷酸不属于营养必需物质。 （一）食物核酸的消化与吸收 （二）核苷酸的生理功能 核苷酸是细胞内在代谢上一类极为重要的物质，执行着多种重要的功能。这些功能包括： ①作为合成核酸的原料：如用ATP，GTP，CTP，UTP合成RNA，用dATP，dGTP，dCTP，dTTP 合成DNA。 ②作为能量的贮存和供应形式：除ATP之外，还有GTP，UTP，CTP等。 ③作为代谢中间物的载体：如用UDP携带糖基，用CDP携带胆碱，胆胺或甘油二酯，用腺苷 携带蛋氨酸（SAM）等。 ④参与代谢或生理活动的调节：如环核苷酸cAMP和cGMP作为激素的第二信使。 ⑤参与构成酶的辅酶或辅基：如在NAD+，NADP+，FAD，FMN，CoA中均含有核苷酸的成分。 ⑥[ATP]/[ADP][AMP]是细胞内有许多变构酶的调节剂。 （三）核苷酸代谢概述 1合成代谢：核苷酸合成有从头合成和补救合成两种方式； 2分解代谢 二.核苷酸的合成代谢 体内核苷酸的合成有2种不同的途径： 从头合成（de novo synthesis）：利用氨基酸、一碳单位、CO2等小分子（或基团）为原料，
第十章核苷酸代谢 核苷酸是核酸的基本结构单位。人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。因此与氨基酸不同，核苷酸不属于营养必需物质。 食物中的核酸多以核蛋白的形式存在。核蛋白在胃中受胃酸的作用，分解成核酸与蛋白质。核酸进人小肠后，受胰液和肠液中各种水解酶的作用逐步水解（图10-1）。核苷酸及其水解 产物均可被细胞吸收，其他绝大部分在肠粘 膜细胞中被进一步分解。分解产生的戊糖被 吸收而参加体内的戊糖代谢；嘌呤和嘧啶碱 则主要被分解而排出体外。因此，食物来源 的嘌呤和嘧啶碱很少被机体利用。 核苷酸在体内分布广泛。细胞中主要以5'-核 苷酸形式存在，其中又以5'-ATP含量最多。 一般说来，细胞中核苷酸的浓度远远超过脱 氧核苷酸，前者约在mmol范围，而后者只在 μmol水平。在细胞分裂周期中，细胞内脱 氧核苷酸含量波动范围较大，核苷酸浓度则 相对稳定。不同类型细胞中各种核苷酸含量 差异很大。而在同一种细胞中，各种核苷酸含量虽也有差异，但核苷酸总含量变化不大。 核苷酸具有多种生物学功用：①作为核酸合成的原料，这是核苷酸最主要的功能。②体内能量的利用形式。ATP是细胞的主要能量形式。此外GTP等也可以提供能量。③参与代谢和生理调节。某些核苷酸或其衍生物是重要的调节分子。例如cAMP是多种细胞膜受体激素作用的第二信使；cGMP也与代谢调节有关。④组成辅酶。例如腺苷酸可作为多种辅酶（NAD、FAD、CoA等）的组成成分。⑤活化中间代谢物。核苷酸可以作为多种活化中间代谢物的载体。例如UDP葡萄糖是合成糖原、糖蛋白的活性原料，CDP二酰基甘油是合成磷脂的活性原料，S-腺苷甲硫氨酸是活性甲基的载体等。ATP还可作为蛋白激酶反应中磷酸基团的供体。 第一节嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两种途径 从头合成途径，利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸，称为从头合成途径（de novo synthesis）。补救合成途径，利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸，称为补救合成途径（salvagepathway)，或称重新利用途径。两者在不同组织中的重要性各不相同，例如肝组织进行从头合成途径，而脑、骨髓等则进行补救合成。一般情况下，前者是合成的主要途径。 （一）嘌呤核苷酸的从头合成 1.从头合成途径除某些细菌外，几乎所有生物体都能合成嘌呤碱。核素示踪实验证明，合成嘌呤碱的前身物均为简单物质，如图10-2所示。图中可见合成嘌呤环的各元素来源，例如氨基酸、CO2及甲酰基（来自四氢叶酸）等。嘌呤核苷酸的从头合成在胞质中进行。反应步骤比较复杂，可分为两个阶段：首先合成次黄嘌呤核苷酸（inosine monophosphate，IMP），然后IMP再转变成腺嘌呤核苷酸（AMP)与鸟嘌呤核苷酸（GMP )。 222
第八章核苷酸代谢 本章要点 一、核苷酸类物质的生理功用 核苷酸类物质在人体内的生理功用主要有： 1．作为合成核酸的原料 2．作为能量的贮存和供应形式 3．参与代谢或生理活动的调节 4．参与构成酶的辅酶或辅基 5．作为代谢中间物的载体 二、嘌呤核苷酸的合成代谢 1．从头合成途径：利用一些简单的前体物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及CO2等， 逐步合成嘌呤核苷酸的过程称为从头合成途径。这一途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺。 合成过程可分为三个阶段： ⑴次黄嘌呤核苷酸的合成 ⑵腺苷酸及鸟苷酸的合成 ⑶三磷酸嘌呤核苷的合成 2．补救合成途径：又称再利用合成途径。指利用分解代谢产生的自由嘌呤碱合成嘌呤核苷酸的过程。这一途径可在大多数组织细胞中进行。其反应为： A+ PRPP →AMP；G/I + PRPP →GMP/IMP。 3．抗代谢药物对嘌呤核苷酸合成的抑制：能够抑制嘌呤核苷酸合成的一些抗代谢药物，通常是属于嘌呤、氨基酸或叶酸的类似物，主要通过对代谢酶的竞争性抑制作用，来干扰或抑制嘌呤核苷酸的合成，因而具有抗肿瘤治疗作用。 三、嘧啶核苷酸的合成代谢 1．从头合成途径： 嘧啶核苷酸的主要合成步骤为： ⑴尿苷酸的合成 ⑵胞苷酸的合成：UMP经磷酸化后生成UTP，再在胞苷酸合成酶的催化下，由Gln提供 氨基转变为CTP。⑶脱氧嘧啶核苷酸的合成 2．补救合成途径：由分解代谢产生的嘧啶/嘧啶核苷转变为嘧啶核苷酸的过程称为补救合成途径。以嘧啶核苷的补救合成途径较重要。 3．抗代谢药物对嘧啶核苷酸合成的抑制：能够抑制嘧啶核苷酸合成的抗代谢药物也是一些嘧啶核苷酸的类似物，通过对酶的竞争性抑制而干扰或抑制嘧啶核苷酸的合成。 四、嘌呤核苷酸的分解代谢： 嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷酶的催化下分解生成嘌呤碱，最后产生的I和X经黄嘌呤氧化酶催化氧化生成终产物尿酸。 五、嘧啶核苷酸的分解代谢： 嘧啶核苷酸可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，产生的嘧啶碱 可在体内进一步分解代谢。 胞嘧啶和尿嘧啶降解的终产物为（β-丙氨酸+ NH3 + CO2）； 胸腺嘧啶降解的终产物为（β-氨基异丁酸+ NH3 + CO2）。 练习题 一、选择题 1．在嘌呤环的合成中向嘌呤环只提供一个碳原子的化合物是 A．HCO3－(CO2) B．天门冬氨酸C．甲酸D．谷氨酸E．甘氨酸 2．嘌呤环中第4位和第5位碳原子来自下列哪种化合物? A．甘氨酸B．丙氨酸C．乙醇D．天门冬氨酸E．谷氨酸 3．嘌呤核苷酸从头合成时GMP的C-2氨基来自 A．谷氨酰胺的酰胺基B．天门冬酰胺的酰胺基C．天门冬氨酸D．甘氨酸E．丙氨酸 4．嘌呤核苷酸从头合成时腺苷酸C-6氨基来自 A．谷氨酰胺的酰胺基B．天门冬酰胺的酰胺基C．天门冬氨酸D．甘氨酸E．丙氨酸 5．下列关于嘌呤核苷酸从头合成的叙述哪项是正确的？
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 生化要点11.核苷酸代谢 第十一单元核苷酸代谢一、核酸的分解代谢（一）核酸的酶促降解核酸是核苷酸以 3＇、 5＇ -磷酸二酯键连成的高聚物，核酸分解代谢的第一步就是分解为核苷酸，作用于磷酸二酯键的酶称核酸酶（实质是磷酸二脂酶）。 根据对底物的专一性可分为： 核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、非特异性核酸酶。 根据酶的作用方式分： 内切酶、外切酶。 1. 核糖核酸酶只水解 RNA 磷酸二酯键的酶（RNase），不同的 RNase 专一性不同。 牛胰核糖核酸酶（RNaseI），作用位点是嘧啶核苷-3＇ -磷酸与其它核苷酸间的连接键。 核糖核酸酶T1（RNaseT1），作用位点是 3＇ -鸟苷酸与其它核苷酸的 5＇ -OH 间的键。 2. 脱氧核糖核酸酶只能水解 DNA 磷酸二酯键的酶。 DNase 牛胰脱氧核糖核酸酶（DNaseI）可切割双链和单链 DNA。 产物是以 5＇ -磷酸为末端的寡核苷酸。 牛胰脱氧核糖核酸酶（DNaseⅠ ），降解产物为 3＇ -磷酸为末端的寡核苷酸。 限制性核酸内切酶： 1 / 10
细菌体内能识别并水解外源双源 DNA 的核酸内切酶，产生 3＇-OH 和 5＇ -P。 PstⅠ 切割后，形成 3＇ -OH 单链粘性末端。 EcoRⅠ 切割后，形成 5＇ -P 单链粘性末端。 3. 非特异性核酸酶既可水解 RNA，又可水解 DNA 磷酸二酯键的核酸酶。 小球菌核酸酶是内切酶，可作用于RNA 或变性的 DNA，产生 3＇-核苷酸或寡核苷酸。 蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二脂酶属于外切酶。 蛇毒磷酸二酯酶能从 RNA 或 DNA 链的游离的 3＇ -OH 逐个水解，生成 5＇ -核苷酸。 牛脾磷酸二脂酶从游离的 5＇ -OH 开始逐个水解，生成 3＇核苷酸。 二、核苷酸的降解 1. 核苷酸酶（磷酸单脂酶）水解核苷酸，产生核苷和磷酸。 非特异性磷酸单酯酶： 不论磷酸基在戊糖的 2＇、 3＇、5＇，都能水解下来。 特异性磷酸单酯酶只能水解 3＇核苷酸或 5＇核苷酸（3＇核苷酸酶、 5＇核苷酸酶）。 2. 核苷酶两种： ①核苷磷酸化酶： 广泛存在，反应可逆。
生物化学核酸与核苷酸代谢 核酸是生物体内重要的生物大分子之一，它在细胞中起着重要的功能。核苷酸是核酸的基本组成单元，包括核苷和磷酸。在生物体内，核酸通过 一系列复杂的代谢途径参与了许多重要生物过程，如DNA和RNA的合成、 信息传递和遗传改变等。本文将对核酸与核苷酸的代谢过程进行详细介绍。 核酸的合成主要包括两个过程，即碱基合成功能的合成和核苷酸合成 功能的合成。在碱基合成功能的合成中，脱氨核苷酸（dNTP）被氨基酸转 氨酶催化生成脱氨核苷酸（dNDP）和谷氨酸。在核苷酸合成过程中，核苷 酸被核苷酸合成酶催化，通过与降解核酸的反应途径相反的途径将核苷酸 合成为核苷酸骨架。 核苷酸的合成主要发生在细胞核内。在细胞质中生成的核苷酸会通过 细胞核膜进行运输，然后通过核孔复合体进入细胞核。核苷酸的合成过程 非常复杂，涉及多个酶和辅酶的参与。 核苷酸代谢的主要途径包括核苷酸的降解、拆分和再利用。核苷酸降 解主要通过核苷酸酶催化，将核苷酸分解成核苷和磷酸。然后，核苷被腺 苷脱氨酶催化，去除氨基团形成脱氨核苷。最后，脱氨核苷被核苷酸酶催化，分解成基础核糖和异黄嘌呤酸。核苷酸代谢的拆分过程可以产生能量 和分子间的信号分子。其中，核苷酸降解产生的能量在生物体内的许多代 谢过程中发挥重要作用。 核苷酸的再利用过程主要发生在细胞质中。在这个过程中，核苷酸通 过多个酶和辅酶的催化作用，被合成为新的核苷酸。这个过程称为核苷酸 逆转录。
核酸和核苷酸代谢的异常可能导致许多疾病的发生。例如，核酸代谢疾病在新生儿中比较常见，表现为尿中有大量的核苷、核糖和核苷酸。遗传性疾病X染色体连锁性核苷酸酶缺乏症是由于核苷酸酶缺乏引起的，会导致血清脱氨核苷水平升高。碱基合成功能的异常或缺陷也会引发一些疾病，如DNA合成的紊乱可能导致DNA复制错误和突变。 总之，核酸和核苷酸在生物体内发挥着重要的生理和生化功能，包括DNA和RNA的合成、遗传修复、能量和信号传导等重要过程。核酸与核苷酸的代谢过程非常复杂，涉及多个酶和辅酶的参与。核酸代谢异常可能导致许多疾病的发生。对核酸与核苷酸代谢的深入研究将有助于进一步理解生物体内生物过程的调控机制，并有望为相关疾病的治疗提供新的靶点和策略。
核苷酸代谢 教学目标： 1.熟悉核酸的酶促降解(核酸酶的种类，嘌呤和嘧啶的分解及代谢终产物)。 2.掌握核苷酸生物合成的基本途径及特点(嘌呤核苷酸从头合成的原料、途径、产物、调节和抗代谢物;嘧啶核苷酸从头合成的原料、途径、产物、调节和抗代谢物)。 3.了解核苷酸合成的补救途径和脱氧核苷酸的合成。 导入：核苷酸是核酸的基本结构单位，具有多种重要的生理功能。人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。因此，一般不作为营养必需物质。食物中的核酸多以核蛋白的形式存在，受胃酸作用，分解成核酸与蛋白质;核酸经胰液和肠液各种水解酶的作用逐步水解，食物来源的嘌呤和嘧啶极少被机体利用。本章重点讨论核苷酸在体内的合成。 第一节核酸的酶促降解 一、核酸酶类 动物可以分泌水解酶类来分解食物中的核蛋白和核酸类物质，植物一般不能消化体外的有机物质。但所有生物细胞都含有与核酸代谢有关的酶类。 核酸酶作用核酸链的磷酸二酯键产生寡聚核苷酸和单核苷酸。按作用底物分为核糖核酸酶(RNase)和脱氧核糖核酸酶(DNase);按作用部位有核酸内切酶和核酸外切酶;在细菌中存在一类能识别并水解外源DNA的核酸内切酶，称作限制性内切酶，可用于特异切割DNA，是很有用的工具酶。核酸的分解过程如下： 核酸→ 核苷酸→ 核苷+磷酸→嘌呤碱和嘧啶碱+戊糖-1-磷酸 核苷酸酶(磷酸单脂酶)水解核苷酸生成核苷和磷酸。 分解核苷的酶有两类：核苷磷酸化酶将核苷和磷酸转化成游离碱基和戊糖-1-磷酸，反应是可逆的，此酶存在广泛。核苷水解酶主要在植物和微生物体内，只对核糖核苷水解，生成碱基和戊糖。 二、嘌呤碱的分解 1.不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，因而代谢终产物不同。 人、猿、鸟类和某些爬虫类和昆虫以尿酸作为嘌呤碱分解的终产物而排泄。其他生物能进一步降解尿酸为尿嚢素、尿嚢酸、尿素，甚至氨。 2.嘌呤的分解首先是由各种脱氨酶水解脱去氨基，腺嘌呤转化成次黄嘌呤，鸟嘌呤转化为黄嘌呤。脱氨反应也可在核苷或核苷酸水平上发生。在动物组织中，腺嘌呤脱氨酶的含量极少，而腺苷酸脱氨酶和腺苷脱氨酶的活性较高，生成的次黄苷酸和次黄苷经磷酸化酶催化生成次黄嘌呤，然后在黄嘌呤氧化酶作用下氧化生成尿酸。 3.在人体内嘌呤的分解主要在肝脏、小肠及肾脏中进行。正常人血浆中尿酸的含量为20～60mg/L，超过80 mg/L时，尿酸盐晶体沉积于关节、软组织、软骨及肾而导致关节炎、尿路结石和肾病，称痛风症。治疗痛风的常用药物是别嘌呤醇，与次黄嘌呤结构非常类似，在细胞内被转换为别黄嘌呤，是黄嘌呤脱氢酶的一个很强的抑制剂，可防止非正常的高水平的尿酸的形成。 三、嘧啶碱的分解
生物化学核苷酸代谢 核苷酸代谢是生物体内重要的生化过程，涉及到核酸合成、降解、修复、信号传递等多个方面。核苷酸由碱基、糖和磷酸组成，其代谢在细胞 中是高度调控和平衡的。 核苷酸合成主要通过转氨基树酸循环和核苷酸分子的合成反应进行。 在转氨基树酸循环中，核苷酸前体物质首先被转化为碱基，然后与多磷酸 核糖（PRPP）反应生成核苷酸。在核苷酸分子的合成过程中，磷酸化反应 是关键步骤。首先，核苷酸前体物质通过化学反应与其他辅助分子发生磷 酸化，生成亲核试剂；然后亲核试剂与其他原子或分子发生进一步反应， 最终形成核苷酸分子。 核苷酸降解是核酸的代谢终点。核苷酸降解主要通过核苷酸酶和核酸 酶的作用进行。核苷酸首先被分解为核苷和糖酸，然后再被分解为碱基、 磷酸和其他代谢产物。核苷酸的降解产物在细胞中可以被重新利用，参与 核酸合成或其他代谢途径。 核苷酸修复是为了纠正核苷酸中的损伤或错误。核酸在细胞中会受到 化学、物理和生物性的损伤。这些损伤可能导致突变和疾病的发生。核苷 酸修复过程中的多个酶参与到检测和修复核酸中的损伤。例如，碱基切割 酶可以识别含有损伤碱基的DNA链，然后切割并去除这些损伤碱基。然后，DNA聚合酶、连接酶和重排序酶等修复酶可以填补被切割的DNA链，并确 保修复后的DNA链的完整性。 核苷酸在细胞中还扮演着重要的信号传递和调控作用。一些核苷酸可 以作为二级信使，传递细胞内外的信号，调控细胞的生理和代谢过程。例如，环磷酸腺苷（cAMP）和磷腺苷酸（cGMP）是细胞内常见的二级信使，
它们通过激活蛋白激酶A、蛋白激酶G等酶的信号通路，参与细胞的增殖、分化、凋亡等生理过程。 总结起来，核苷酸代谢是生物体内重要的生化过程，它涉及核酸的合成、降解、修复以及信号传递等多个方面。核苷酸代谢的平衡和调控对细 胞活动的正常进行至关重要，异常的核苷酸代谢可能导致疾病的发生。因此，对核苷酸代谢的深入研究，有助于揭示生命活动的机制和疾病发生的 原因，也为药物研发和治疗提供了理论基础。
核苷酸代谢 一.人体内的核酸主要由自生合成，不属于营养必需物质。 二．生理作用： 1.作为核酸的合成原料。 2.作为体内能量的利用形式。 3.参与代谢与生理条件。 4.活化中间代谢物。 5.组成辅酶。 三．嘌呤核苷酸合成： 1.从头合成途径（de novo synthesis ）：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成核苷酸，称为从头合成途径。（脑，骨髓无法合成） 2.补救合成途径（salvage synthesis ）：利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸，称为补救合成（或重新利用）途径。（反应较简单，主要由PRPP 提供磷酸核糖部分） 四．从头合成： 1.嘌呤碱合成的元素来源：N 来自天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺，C 来自CO2、甲酰基。 2.合成过程：IMP 的合成 （主要是PRPP 合成酶作用），AMP 和GMP 的合成（与嘌呤核苷酸循环过程相同）。 3.调节：反馈调节和交叉调节。 4.特点： ? 参与从头合成途径的酶均在胞液中,多以多酶复合体的形式存在。 ? 以磷酸戊糖途径中合成的5-磷酸核糖（5-PR ）为原料，经11步反应生成次黄嘌呤核苷酸（IMP ）。 ? 在合成IMP 过程中，由氨基酸，CO 2，一碳单位逐步提供元素或基团，在5-磷酸核糖分子上完成嘌呤碱基的合成。 HN N N N O R- 5'-P PRPP (PRA)( IMP )PRPP 合成酶酰胺转移酶5-磷酸核糖胺次黄嘌呤核苷酸
?从IMP出发再合成AMP和GMP。 ?嘌呤核苷酸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。 ?PRPP是5-磷酸核糖的活性供体。 五．补救合成（两种方式）： 1.酶：腺嘌呤磷酸核糖转移酶、次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶；腺苷激酶。 2.合成过程：腺嘌呤、次黄嘌呤与鸟嘌呤与PRPP分别在ART、HGPRT、HGPRT催化下生成 AMP、IMP、GMP与磷酸，腺嘌呤核苷酸在腺苷激酶催化下生成AMP。 3.生理意义：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。 六.嘌呤核苷酸的相互改变。 七．脱氧核苷酸的生成：在二磷酸核苷NDP（核糖核苷酸还原酶）水平上还原。八．嘌呤核苷酸的抗代谢物：是一些嘌呤（6-巯基嘌呤、6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等）、氨基酸（氮杂丝氨酸等）或叶酸等的类似物（氨蝶呤氨甲蝶呤等）。 九．嘌呤核苷酸的分解代谢 1.过程：嘌呤核苷酸的分解代谢包括3个基本步骤： (1)核苷酸在核苷酸酶的作用下水解为核苷。 (2)核苷在核苷磷酸化酶作用下分解为嘌呤碱基和1-磷酸核糖。1-磷酸核糖在磷酸核 糖变位酶作用下转变为5-磷酸核糖。5-磷酸核糖进入磷酸戊糖途径进行代谢。 (3)嘌呤碱基进一步代谢。一方面可以参加核苷酸的补救合成。另一方面可进入分解代 谢，最终形成尿酸，随尿液排出体外。 即AMP、GMP先转化为黄嘌呤，再通过黄嘌呤氧化酶催化生成尿酸。 2.临床意义：痛风症的治疗机制。 十．嘧啶核苷酸合成： 1.从头合成途径：嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、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，合成嘧啶核苷酸的途径。 2.补救合成途径：利用体内游离的嘧啶或嘧啶核苷，经过简单的反应，合成嘧啶核苷酸 的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。 十一.从头合成：合成部位主要是肝细胞胞液，合成原料是谷氨酰胺、天冬氨酸与CO2。 1.元素来源：六元环左边的C、N来自氨基甲酰磷酸，右边来自天冬氨酸。 2.合成过程：尿嘧啶核苷酸的合成（氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ，CSP-Ⅱ）；胞嘧啶核苷酸 的合成；dTMP或TMP的生成。 3.从头合成调节：反馈调节 4.特点：先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连。 先合成UMP，再转变成dTMP和CTP。 十二.补救合成： 1.合成过程：嘧啶与PRPP在嘧啶磷酸核糖转移酶催化下磷酸嘧啶核苷与磷酸；尿嘧啶 核苷与胸腺嘧啶核苷与ATP在尿苷激酶和胸苷激酶催化下生成UMP、TMP与ADP。2.嘧啶核苷酸的抗代谢物：嘧啶类似物（5-氟尿嘧啶）、某些改变了核糖结构的核苷 类似物（阿糖胞苷、环胞苷）。
第十章核苷酸代谢 1. 核苷酸的分解代谢 1)核酸的降解： 核酸+H2O+核酸酶→单核苷酸+核苷酸酶→核苷+PPi+核苷酶→戊糖+碱基（嘌呤/嘧啶） +核苷酸酸化酶→戊糖-1-磷酸+碱基 ※核苷水解酶不对脱氧核糖核苷生效。 2)限制性内切酶： 3)嘌呤核苷酸的降解：代谢中间产物——黄嘌呤，终产物尿酸（彻底分解为CO 2和NH 3 ）。 嘌呤核苷酸→嘌呤核苷→①腺嘌呤（脱氨→次黄嘌呤+黄嘌呤氧化酶→黄嘌呤） ②鸟嘌呤（脱氨→黄嘌呤）黄嘌呤+黄嘌呤氧化酶→尿酸 肌肉中的嘌呤核苷酸循环生成氨；AMP+AMP脱氨酶→IMP，肌肉中的IMP→AMP，这一过程为嘌呤核苷酸循环。 4)嘧啶核苷酸的降解：分解成磷酸、核糖和嘧啶碱。 ①胞嘧啶+胞嘧啶脱氢酶→尿嘧啶+二氢尿嘧啶脱氢酶（开环）→β-脲基丙酸→β-丙氨酸（脱 氨参与有机代谢）+NH 3+CO 2 +H 2 O ②胸腺嘧啶+二氢尿嘧啶脱氢酶→二氢胸腺嘧啶+二氢嘧啶酶→β-脲基异丁酸→β-氨基异丁酸 （监测放化疗程度）+NH 3+CO 2 +H 2 O 5)尿酸过高与痛风：尿酸在体内过量积累会导致痛风症，别嘌呤醇可治疗痛风，因与次黄嘌 呤相似，可抑制黄嘌呤氧化酶从而抑制尿酸生成。尿酸中体内彻底分解形成CO 2 和氨。
2. 核苷酸的合成代谢：分布广、功能强； 从头合成：利用核糖磷酸、氨基酸CO 2和NH 3 等简单的前提分子，经过酶促反应合成核苷酸。 补救合成：简单、省能，无需从头合成碱基；利用体内现有的核苷和碱基再循环。 嘌呤核苷酸合成前体：次黄嘌呤核苷酸（IMP/肌苷酸）+5-磷酸核糖（起始物）↓活化形式 1)嘌呤核糖核苷酸的从头合成途径：主要调节方式——反馈调节； ATP+5-磷酸核糖+5-磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRPP合成酶）→5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP） 腺嘌呤核苷酸AMP 鸟嘌呤核苷酸GMP IMP+Asp+腺苷酸琥珀酸合成酶→腺苷酸琥珀酸+腺苷酸琥珀酸裂合酶→延胡索酸+AMP IMP+IMP脱氢酶→黄嘌呤核苷酸+鸟嘌呤核苷酸合成酶→GMP 补救合成途径：脑、骨髓组织缺乏从头合成所需要的酶，依靠嘌呤碱或嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸。 5-磷酸核糖焦磷酸合成酶 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 腺嘌呤磷酸核糖转移酶 补救合成途径满足了生物体嘌呤核苷酸需要，有效“回收”了核苷酸的分解代谢产物，节省了原料和能量。若体内的代谢产物无法及时利用或排出，大量积累尿酸可导致Lesch-Nyhan综合征（自毁容貌征），这是由于HGPRT的缺乏引起的。 核苷激酶途径：碱基+1-磷酸核糖+特异核苷磷酸化酶→核苷+磷酸激酶→核苷酸（ATP提供磷酸基）※由于生物体缺乏除腺苷激酶以外的激酶，故此途径在嘌呤核苷酸合成中非必要。
核苷酸代谢 一、核苷酸的分解 1.嘌呤核苷酸的分解：（环不打开）；代谢产物，尿酸、尿囊素、尿囊酸、尿素、氨；代谢异常：痛风病 2.嘧啶核苷酸的分解：还原降解，环被打开；代谢产物：NH3 、CO2、β-丙氨酸、β-氨基异丁酸 二、核苷酸的生物合成 1.核苷酸的合成概况： 1.1从头合成途径：以核糖磷酸、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质 为原料，经一系列酶促反应合成核苷酸的过程； 1.2补救途径：利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反应合成核苷酸 的过程
2.嘌呤核苷酸的从头合成： 2.1 IMP（次黄苷酸）的合成： 1)5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的合成：由ATP与核糖-5-磷酸在磷酸核 糖焦磷酸激酶（PRPP合成酶）的催化下生成 2)PRPP与谷氨酰胺反应生成核糖胺-5磷酸，谷氨酸和无极焦磷酸，催 化此反应的酶为谷氨酰胺-磷酸核糖焦磷酸酰胺基转移酶 3)核糖胺-5-磷酸与甘氨酸合成甘氨酰胺核苷酸（GAR）（需ATP参与） 4)GAR有GAR甲酰基转移酶催化生成甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR） 5)FGRA接受谷氨酰胺提供的N原子，生成甲酰苷氨脒核苷酸（FGAM） （反应需镁离子和钾离子参加，ATP供能） 6)FGAM在AIR合成酶催化下脱水闭环生成5-氨基咪唑核苷酸 7)由二氧化碳提供嘌呤环的C-6，是AIR生成5-氨基咪唑-4-羧酸核苷 酸（CAIR），反应由AIR羧化酶催化，需生物素参与 8)天冬氨酸提供嘌呤环的N-1，使CAIR生成5-氨基咪唑-4-甲酰胺核 苷酸（SAICAR），ATP供能 9)SAICAR在腺苷琥珀酸裂解酶的催化下脱掉延胡索酸，生成5-氨基 咪唑-4-甲酰胺核苷酸 10)FAICAR的生成 11)FAICAR在次黄嘌呤核苷酸的催化下脱水闭环，生成次黄嘌呤核苷酸 2.2 AMP 和GMP的合成 IMP在腺苷琥珀酸合成酶与腺苷琥珀酸裂解酶的连续作用下消耗一个GTP 生成AMP；IMP由IMP脱氢氧化酶催化脱氢生成黄嘌呤核苷酸，在鸟苷酸合成酶的催化下由ATP功能，生成GMP 3．嘧啶核苷酸的从头合成（合成部位：胞质溶胶） 嘧啶核苷酸上的原子来自二氧化碳、氨气和天冬氨酸 3.1UMP的合成：氨甲酰磷酸的生成；乳清酸的合成；尿嘧啶核苷酸的合成 3.2CTP的合成：UMP通过尿甘酸激酶和二磷酸核苷酶的连续作用，生成尿苷三磷酸，UTP在CTP合成酶的催化下消耗一分子ATP生成胞苷三磷酸合成特点：先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连；先合成UMP，再转变成dTMP 和CTP 4.核苷三磷酸的合成：底物与一分子ATP在相应激酶的催化下生成核苷酸某磷酸 5.脱氧核苷酸的合成：生物体内的脱氧核糖核苷酸由核糖核苷酸还原而成； 在核苷二磷酸水平上被还原生成脱氧核糖核苷酸 6.胸苷酸的合成：胸苷酸由脱氧尿甘酸甲基化生成，由胸苷酸合酶催化 7.核苷酸的补救合成： 7.1嘌呤核苷酸补救合成的途径： 碱基与核糖-1-磷酸反应生成核苷，核苷在磷酸激酶的催化下生成核苷酸（有ATP提供磷酸基）； 在核糖磷酸转移酶的催化下，嘌呤碱与PRPP合成生成嘌呤核苷酸 补救合成的意义：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 7.2嘧啶核苷酸的补救合成途径 嘧啶碱与PRPP合成嘧啶核苷酸
核苷酸代谢： 医疗类大纲考点：核苷酸代谢(两条嘌呤核苷酸合成途径的原料;嘌呤核苷酸的分解代谢产物;两条嘧啶核苷酸合成途径的原料);核苷酸代谢的调节(核苷酸合成途径的主要调节酶;抗核苷酸代谢药物的生化机制)。 核心考点： 1、定义：一类由嘌呤碱或嘧啶碱、核糖或脱氧核糖以及磷酸三种物质组成的化合物。又称核甙酸。戊糖与有机碱合成核苷，核苷与磷酸合成核苷酸，4种核苷酸组成核酸。核苷酸主要参与构成核酸，许多单核苷酸也具有多种重要的生物学功能，如与能量代谢有关的三磷酸腺苷(ATP)、脱氢辅酶等。 2、合成：核苷酸是核糖核酸及脱氧核糖核酸的基本组成单位，是体内合成核酸的前身物。核苷酸随着核酸分布于生物体内各器官、组织、细胞的核及胞质中，并作为核酸的组成成分参与生物的遗传、发育、生长等基本生命活动。 三磷酸腺苷在细胞能量代谢中起着主要的作用。体内的能量释放及吸收主要是以产生及消耗三磷酸腺苷来体现的。 在生物体内，核苷酸可由一些简单的化合物合成;核苷酸类化合物也有作为药物用于临床治疗者。 能量代谢和体温 1、能量代谢：新陈代谢是生命最基本的特征。在新陈代谢由合成代谢和分解代谢组成。生物体内物质代谢过程中所伴随着能量的贮存、释放、转移和利用，称为能量代谢。 2、机体能量的来源：人体的能量主要来自糖、脂肪和蛋白质。糖是主要的供能物质，脂肪是体内能源物质贮存的主要形式。在一般生理条件下，糖通过有氧氧化提供能量。ATP 既是机体的重要贮能物质，又是直接的供能物质。 物质分解释放的能量的最终去路有三条：①转变为热能;②肌肉收缩完成机械外功;③细胞合成代谢中贮备的化学能。 3、影响能量代谢的主要因素 ①肌肉活动 肌肉活动对于能量代谢的影响最为显著。人在运动或劳动时耗氧量显著增加，机体耗氧量的增加与肌肉活动的强度呈正比关系。 ②精神活动 脑组织的代谢水平虽很高，但在睡眠时、在活跃的精神活动及平静地思考问题时，能量代谢受到的影响均不大，产热量一般不超过4%。而当精神处于紧张状态，如烦恼、恐惧或强烈的情绪激动时，由于随之而出现的无意识的肌紧张以及刺激代谢的激素释放增多等原因，产热量可以显著增加。 ③食物的特殊动力效应 人在进食之后的一段时间内，即从进食后lh左右开始，延续7-8h，虽然同样处于安静状态，但所产生的热量却要比未进食时有所增加，食物这种刺激机体产生额外能量消耗的作用，称为食物的特殊动力效应。其中蛋白质的特殊动力效应高达30%(推测额外热量可能来源于肝处理蛋白质分解产物时“额外”消耗的能量)。额外增加的热量不能被利用来做功，
第九章核苷酸代谢 核苷酸是核酸的基本结构单位。人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。因此，核苷酸不属于营养必需物质。 食物中的核酸多以核蛋白的形式存在。核蛋白在胃中受胃酸的作用，分解成核酸与蛋白质。核酸进入小肠后，受胰液和肠液中各种水解酶的作用逐步水解（图9－l）。核苷酸及其水解产物均可被细胞吸收，但它们的绝大部分在肠粘膜细胞中又被进一步分解。分解产生的成粮被吸收而参加体内的戊精代谢；嗓呼和喷喷碱则主要被分解而排出体外。因此，实际上食物来源的嘌呤和嘧啶碱很少被机体利用。 核苷酸在体内分布广泛。细胞中主要以5’一核苷酸形式存在，其中又以5’－A TP含量最多。一般说来，细胞中核糖核苷酸的浓度远远超过脱氧核糖核苷酸，前者约在mmol 范围，而后者只在umol水平。在细胞分裂周期中，细胞内脱氧核糖核苷酸含量波动范围较大，核糖核苷酸浓度则相对稳定。不同类型细胞中各种核苷酸含量差异很大。同一种细胞中，各种核苷酸含量虽也有差异，但核苷酸总含量变化不大。 核苷酸具有多种生物学功用：①作为核酸含成的原料，这是核苷酸最主要的功能。②体内能量的利用形式。ATP是细胞的主要能量形式。此外，GTP、UTP、GTP也均可以提供能量。③参与代谢和生理调节。某些核苷酸或其衍生物是重要的调节分子。例如，cAMP是多种细胞膜受体激素作用的第二信使；CGMP也与代谢调节有关。④组成 辅酶。例如，腺苷酸可作为多种辅酶（NAD、FAD、辅酶A等）的组成成分。⑤活化中间代谢物。核苷酸可以作为多种活化中间代谢物的载体。例如，UDP葡萄糖是合成糖原.糖蛋白的活性原料，CDP－二酰基甘油是合成磷脂的活性原料，S－腺苷甲硫氨酸是活性甲基的载体等。 本章重点讨论核苷酸在体内的合成过程。 第一节嘌呤核苷酸代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢 体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径。第一，利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸，称为从头合成途。第二，利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸，称为补救会成（或重新利用）途径。二者在不同组织中的重要性各不相同，例如肝组织进行从头合成途径，而脑、骨髓等则只能进行补救会成。一般情况下，前者是合成的主要途径。 （－）嘌呤核苷酸的从头合成 1．从头合成途径除某些细菌外，几乎所有生物体都能合成嘌呤碱。同位素示踪实验证明，嘌呤碱的前身物均为简单物质，例如氨基酸。CO2及甲酰基（来自四氢叶酸）等（图9－2）。 嘌呤核苷酸的从头合成在胞液中进行。反应步骤比较复杂，可分为两个阶段：首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），然后IMP再转变成腺嘌呤核苷酸（AMP）与鸟嘌呤核苷酸（GMP）。 （l）IMP的合成：IMP的合成经过十一步反应完成（图9－3）。①5一磷酸核糖（磷酸戊糖途径中产生）经过磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRP合成酶）作用，活化生成磷酸核糖焦磷酸（PRPP）。②谷氨酰胺提供酰胺基取代PRPP上的焦磷酸，形成5一磷酸核糖胺（PRA），此反应由磷酸核糖酰胺转移酶催化。③由ATP供能，甘氨酸与PRA加合，生成甘氨酰胺核苷酸（GAR）。④N5,N10一甲炔四氢叶酸供给甲酰基，使GAR甲酰化，生成甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）。⑤谷氨酰胺提供酰胺氮，使FGAR生成甲酰甘氨酸（FGAR），此反应消耗1分子ATP。⑥FGAM脱水环化形成5一氨基咪唑核苷酸（AIR），此反应也需要ATP 参与。至此，合成了嘌呤核苷酸环中的咪唑环部分。⑦CO2连接到咪唑环上，作为嘌呤核苷酸碱中C6的来源，生成5一氨基咪唑,4－羧酸核苷酸（CAIR）。⑧及⑨在ATP存在下，天冬氨酸与CAIR缩合，生成产物再脱去1分子延胡索酸而裂解为5一氨基咪唑一4甲酰胺核苷酸（AICAR）。⑩N10一甲酰四氢叶酸提供一碳单位，使AICAR甲酰化，生成5一甲酰胺基咪唑一4一甲酰胺核苷酸（FAICAR）。11.FAICAR脱水环化，生成IMP（图9-3）。（2）AMP和GMP的生成：IMP虽然不是核酸分子的主要组成成分，但它是嘌呤核苷酸
第十章核苷酸代谢 核苷酸是组成核酸的单位，此外尚具有其他功能。与组成蛋白质的氨基酸不同，无论是核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸主要都是在体内利用一些简单原料从头合成的，所以本章的重点是介绍核苷酸的合成代谢。核苷酸不是营养必需物质。食物中的核酸多以核蛋白的形式存在，核蛋白经胃酸作用，分解成蛋白质和核酸（RNA和DNA）。核酸经核酸酶、核苷酸酶及核苷酶的作用，可逐级水解成核苷酸、核苷、戊糖、磷酸和碱基。这些产物均可被吸收，磷酸和戊糖可再被利用，碱基除小部分可再被利用外，大部分均可被分解而排出体外。 第一节嘌呤核苷酸的合成代谢 体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径。第一，由简单的化合物合成嘌呤环的途径，称从头合成（de novo synthesis）途径。第二，利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸，称为补救合成（或重新利用）（salvage pathway）途径。肝细胞及多数细胞以从头合成为主，而脑组织和骨髓则以补救合成为主。 一、嘌呤核苷酸的从头合成 （一）原料 核素示踪实验证明嘌呤环是由一些简单化合物合成的，如图10-1所示，甘氨酸提供C-4、C-5及N-7；谷氨酰胺提供N-3、N-9; N10-甲酰四氢叶酸提供C-2, N5，N10-甲炔四氢叶酸提供C-8;CO2提供C-6。 磷酸戊糖则来自糖的磷酸戊糖旁路，当活化为5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）后, 可以接受碱基成为核苷酸。其活化的反应式如下。 （二）过程 合成的主要特点是在磷酸核糖的基础上把一些简单的原料逐步接上去而成嘌呤环。而且首先合成的是次黄嘌呤核苷酸(IMP)，由后者再转变为腺嘌呤核苷酸(AMP)和鸟嘌呤核苷酸(GMP)。如图10-2及图10-3所示。 1. IMP的合成 嘌呤核苷酸的从头合成的起始或定向步骤是谷氨酰胺提供酰胺基取代5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）C-1的焦磷酸基，从而形成5-磷酸核糖胺（PRA），催化此反应的酶为谷氨酰胺磷酸核糖酰胺转移酶（glutamine phosphoribosyl amidotransferase）,此酶是一种别构酶，是调节嘌呤核苷酸合成的重要酶。接着的反应是加甘氨酸，N5，N10-甲炔四氢叶酸提供甲酰基，谷氨酰胺氮原子的转移，然后脱水及环化而成5-氨基咪唑核苷酸（AIR），即先合成嘌呤环中的五元环部分。下一步的反应是AIR的羧基化，天冬氨酸的加合及延胡索酸的去除反应，使天冬氨酸的氨基留下，再次由N10-
核苷酸代谢 核苷酸是核酸的基本结构单位。它在体内分布广泛，体内的核苷酸主要以5＇﹣核苷酸的形式存在，其中又以5＇﹣ATP含量最多。 食物中的核酸多以核蛋白的形式存在，核蛋白在胃中受胃酸的作用分解为核酸和蛋白质，核酸进入小肠后，在胰液和肠液的各种水解酶的作用下逐步水解。核苷酸及其水解产物均可被细胞吸收，它们被吸收后，绝大部分主要在肠粘膜细胞中被继续降解。碱基（嘌呤碱和嘧啶碱）被继续分解而最终排出体外，磷酸戊糖或戊糖可参与体内的戊糖代谢（磷酸戊糖途径）。食物中的嘌呤和嘧啶几乎不能参与到组织的核酸中，故食物中虽含有丰富的核苷酸，但很少被机体所利用，人体所需的核苷酸主要由机体细胞自身合成，所以核苷酸不属于营养必需物质。 核苷酸代谢障碍已被证实与很多遗传、代谢性疾病有关，而核苷酸组成成分的类似物作为抗代谢药物已被临床广泛应用。 第一节嘌呤核苷酸代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢 体内嘌呤核苷酸的合成代谢有两种形式：从头合成途径
和补救合成途径。从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应合成核苷酸的过程；补救合成途径是指利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反应合成核苷酸的过程。两者的重要性因组织不同而异，一般情况下，从头合成途径是体内大多数组织核苷酸合成的主要途径。 嘌呤核苷酸的从头合成 1.原料嘌呤核苷酸从头合成途径的基本原料包括：5-磷酸 核糖、谷氨酰胺、甘氨酸、天冬氨酸、一碳单位和CO2. 2.主要特点①体内嘌呤核苷酸从头合成的主要器官是肝， 其次为小肠粘膜和胸腺，反应过程是在细胞液中进行的； ②细胞是在5-磷酸核糖的基础上逐渐合成嘌呤碱的；③最 先生成的核苷酸是次黄嘌呤核苷酸（IMP），IMP再转变生成腺嘌呤核苷酸（AMP）和鸟嘌呤核苷酸（GMP） 3.合成过程嘌呤核苷酸从头合成的反应步骤比较复杂，可 分为两个阶段： ①IMP的生成：IMP是嘌呤核苷酸合成的重要中间产物，其合成需经过11步反应完成。首先，5-磷酸核糖在磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRPP合成酶）的催化作用下被活化生成磷酸核糖焦磷酸（PRPP），PRPP是5-磷酸核糖参与体内各种核苷酸合成的活化形式;然后，在磷酸核糖酰胺转移酶（PRPP酰
生化 ~ 第八章核苷酸代谢 ●关键酶 嘌呤核苷酸的合成 ~ PRPP合成酶 脱氧核糖核苷酸的合成 ~ 核糖核苷酸环原酶 补救合成途径 ~ APRT、HGPRT ●英文 De novo synthesis pathway ~ 从头合成途径 Salvage synthesis pathway ~ 补救合成途径 PRPP ~ 磷酸核糖焦磷酸合成酶 or 1-焦磷酸-5-磷酸核糖（是体内活性磷酸核糖的供体） HGPRT ~ 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（记英文缩写即可） APRT ~ 腺嘌呤磷酸核糖转移酶（记英文缩写即可） ●填充或选择 脱氧核糖核苷酸合成是在其二磷酸核苷水平上进行还原 嘌呤核苷酸的合成之共同中间代谢产物为IMP 嘌呤的分解代谢的最终产物是尿酸（而非尿素），特点：不开环 嘧啶的分解代谢的产物是NH3、CO2、-丙氨酸、 -氨基异丁酸，特点：开环
痛风症的治疗：别嘌呤醇，通过竞争抑制的方法 嘧啶核苷酸的抗代谢物是通过竞争性抑制方式对疾病进行治疗（如：抑制肿瘤） ●缺乏会产生的病症 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT） ~ 自毁容貌症★ 血中尿酸过多（超过8mg％） ~ 痛风症 ●名解 嘌呤核苷酸从头合成途径（★有考过，英文要记怕考名解）：利用氨基酸、一碳单位、、等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径，合成部位：肝、小肠和胸腺 ●嘌呤核苷酸的*补救合成 是指体内有些组织（脑、骨髓等）缺乏从头合成的酶，只能利用现成的嘌呤碱或嘌呤核苷为原料合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成。 组织器官：脑、骨髓 部位：胞液 ●嘌呤环从头合成各原子来源（★★有考过大题目要会画图） （要诀）头顶二氧碳； 2、8一碳团；甘氨中间坐；3、9谷酰胺；天冬一边站；合成嘌呤环。
安阳领航考研培训机构——祝各位考生“生物”考研取得好成绩!!!领航安阳158******** 新师院 158******** 老师院158******** 安阳工学院159******** 99 第十五章核苷酸的降解和核苷 酸代谢 第一节分解代谢 一、核酸的降解 核酸由磷酸二酯酶水解,有核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、内切酶和外切酶之分。蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二酯酶都是外切酶,既可水解DNA,又可水解RNA,但蛇毒磷酸二酯酶从3’端水解,生成5’-核苷酸;牛脾磷酸二酯酶从5’端水解,生成3’-核苷酸。细胞内还有限制性内切酶,可水解外源DNA。 二、核苷酸的降解 核苷酸由磷酸单酯酶水解成核苷和磷酸,特异性强的酶只水解5’-核苷酸,称为5’-核苷酸酶,或相反。核苷磷酸化酶将核苷分解为碱基和戊糖-1-磷酸,核苷水解酶生成碱基和戊糖。核糖-1-磷酸可被磷酸核糖变位酶催化为核糖-5-磷酸,进入戊糖支路或合成PRPP。三、嘌呤的分解 (一)水解脱氨:腺嘌呤生成次黄嘌呤,鸟嘌呤生成黄嘌呤。也可在核苷或核苷酸水平上脱氨。
(二)氧化:次黄嘌呤生成黄嘌呤,再氧化生成尿酸。都由黄嘌呤氧化酶催化,生成过氧化氢。别嘌呤醇是自杀底物,其氧化产物与酶活性中心的Mo4+紧密结合,有 强烈抑制作用。可防止尿酸钠沉积,用于治疗痛风。 (三)鸟类可将其他含氮物质转化为尿酸,而某些生物可将尿酸继续氧化分解为氨和CO2。 四、嘧啶的分解 胞嘧啶先脱氨生成尿嘧啶,再还原成二氢尿嘧啶,然后开环,水解生成β-丙氨酸,可转氨参加有机酸代谢。胸腺嘧啶与尿嘧啶相似,还原、开环、水解生成β-氨基异丁酸,可直接从尿排出,也可转氨生成甲基丙二酸半醛,最后生成琥珀酰辅酶A,进入三羧酸循环。 第二节合成代谢 一、嘌呤核糖核苷酸的合成 (一)从头合成途径 1.嘌呤环的元素来源 2.IMP的合成:其磷酸核糖部分由PRPP提供,由5-磷酸核糖与ATP在磷酸核糖焦磷酸激酶催化下生成。IMP的合成有10步,分两个阶段,先生成咪唑环,再生成次黄嘌呤。首先由谷氨酰胺的氨基取代焦磷酸,再连接甘氨酸、甲川基,甘氨酸的羰基生成氨基后环化,生成5-氨基咪唑核苷酸。然后羧化,得到天冬氨酸的氨基,甲酰化,最后脱水闭环,生成IMP。 3.AMP的合成:IMP与天冬氨酸生成腺苷酸琥珀酸,由腺苷酸琥珀酸合成酶催化,GTP 提供能量。腺苷酸琥珀酸裂解酶催化分解生成AMP和延胡索酸。
糖代谢和核苷酸代谢的联系 《糖代谢与核苷酸代谢的联系》 糖代谢和核苷酸代谢是生物体内两个重要的代谢过程，它们在维持生命活动和调节细胞功能方面起着关键作用。两者之间存在着紧密的联系和相互影响。 糖代谢是指生物体内对糖类物质的吸收、利用和产生能量的过程。在糖代谢中，葡萄糖是最重要的能量来源。葡萄糖分解为丙酮酸，经过三羧酸循环产生ATP，这是细胞能量供应的重要途径。然而，葡萄糖还可以通过糖基化反应合成核苷酸。在这个过程中，葡萄糖通过一系列酶的作用与核苷酸前体相结合，生成新的核苷酸分子。 核苷酸代谢是指细胞内核苷酸的合成和降解过程。核苷酸是DNA和RNA的组成单位，也是 许多重要生物分子的前体。核苷酸的合成过程涉及到多个酶和多个底物。核苷酸借助糖类分子作为底物，通过磷酸化和核酸合成途径生成。磷酸化过程中需要时间和能量，而磷酸基的供应源来自于糖分解过程中释放的高能磷酸化合物。此外，一些糖类物质也直接参与到核苷酸的合成中。例如，葡萄糖-6-磷酸和核糖-5-磷酸是核苷酸的直接前体。 糖代谢和核苷酸代谢之间的联系非常密切。首先，糖代谢提供了核苷酸合成所需的底物和能量，保证了细胞内核苷酸的稳定供应。其次，核苷酸代谢过程中一些中间产物也能参与到糖代谢中。例如，鸟苷酸和腺苷酸可以被还原为鸟糖-6-磷酸和腺糖-6-磷酸，进入糖分解途径供能。此外，核苷酸代谢还涉及到催化核苷酸降解的酶，这些酶的活性和存在与糖代谢的调节机制密切相关。 总结起来，《糖代谢与核苷酸代谢的联系》可以从以下几个方面来理解：糖代谢为核苷酸代谢提供底物和能量；核苷酸代谢中的中间产物参与到糖代谢过程中；同时，糖代谢和核苷酸代谢之间的酶和调节机制也存在相互影响。这些联系使得糖代谢和核苷酸代谢形成了一个相互依存、紧密交织的代谢网络。对于深入理解这个网络的功能和调控机制，将有助于揭示生物体内生命活动的奥秘。