嘌呤核苷酸互相转变
嘌呤核苷酸之间的互相转变是细胞维持嘌呤核苷酸平衡的重要机制。这个过程涉及到多个酶和底物的相互作用，经过一系列反应步骤完成。
其中，嘌呤核苷酸的合成是由多个酶的共同作用，在细胞内按需合成。首先，5-磷酸核糖在酶催化下活化生成5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）。然后，次黄嘌呤核苷酸（IMP）和黄嘌呤核苷酸（XMP）分别在肌苷酸脱氢酶和黄嘌呤氧化酶的作用下，从IMP和XMP转变为AMP和GMP。最后，AMP和GMP在腺苷酸激酶和鸟苷酸激酶的作用下，生成ATP和GTP。
而嘌呤核苷酸的降解则是由三个主要的酶参与，将嘌呤核苷酸分解为氨基和嘌呤底物，然后进一步分解成尿酸。首先，在腺苷酸脱氨酶的作用下，AMP 和GMP分别转变为IMP和XMP。然后，IMP和XMP在次黄嘌呤核苷酸脱氢酶的作用下，转变为黄嘌呤核苷酸（XMP）和尿酸。最后，XMP在黄嘌呤氧化酶的作用下，进一步分解为尿酸。
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？
第十五章核苷酸代谢 选择题 1.磷酸戊糖途径为核苷酸的合成代谢提供（A） A 5-磷酸核糖 B 5-磷酸核酮糖 C 4-磷酸赤藓糖 D 5-磷酸木酮糖 E NADPH+H+ 2.嘌呤核苷酸的从头合成途径首先合成（B） A. ATP B .IMP C. AMP D. GMP E .GTP 3.下列关于嘌呤核苷酸从头合成的叙述哪项是正确的（B） A氦基甲酰磷酸为嘌呤环提供氨甲酰基 B合成过程中不会产生自由嘌呤碱 C嘌呤环的氮原子均来自氨基酸的α-氨基 D由IMP合成AMP和GMP均由ATP供能 E次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶催化IMP转变成GMP 4. 体内进行嘌呤核苷酸从头合成最主要的组织是（C） A胸腺B小肠黏膜C肝D脾E骨髓 5. 人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要终产物是（D） A尿素B肌酸C肌酸酐D尿酸Eβ-丙氨酸 6．体内脱氧核苷酸是由下列哪种物质直接还原而成的（D） A核糖 B 核糖核苷C一磷酸核苷D二磷酸核苷E三磷酸核苷 7. dTMP合成的直接前体是（A） A dUMP B TMP C TDP D dUDP E Dcmp 8.能在体内分解产生β-氨基异丁酸的核苷酸是（C） A CMP B AMP C TMP D UMP E IMP 9.嘌呤核苷酸分解加强易出现（A） A痛风症B苯丙酮酸尿症C乳清酸尿症 D Lesch-Nyhan综合征E白化病 10.嘌呤与嘧啶两类核苷酸合成中都需要的酶是（A） A PRPP合成酶 B CTP合成酶 C TMP合成酶D氨甲酰磷酸合成酶 E IMP脱氢酶 名词解释 1.核苷酸的从头合成途径：是指以磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单的化合物为原料，经过一系列酶促反应，合成核苷酸的代谢途径。 2.核苷酸的补救合成途径：指利用体内现有的碱基或核苷为原料，经过简单反应，合成核苷酸的过程。补救合成途径实际上是机体对现有碱基或核苷的再利用。
核苷酸代谢 核苷酸是核酸基本结构单位，由机体细胞自身合成，不属于营养必需物质。 食物中核酸多以核蛋白存在，胃酸作用分解为核酸和蛋白质，在小肠受肠液和胰液水解为核苷和磷酸，核苷在肠黏膜细胞中进一步分解为戊糖和碱基。戊糖参与体内戊糖代谢，碱基被分解排出，食物来源的碱基很少被利用。 核苷酸在体内分布广泛，主要以5'-核苷酸形式存在，又以5'-ATP含量最多。 细胞中核糖核苷酸浓度远大于脱氧核苷酸浓度。不同类型细胞各种核苷酸含量差异很大，同一种细胞，也有差异，但总量变化不大。 核苷酸功能： 1、核酸合成的原料（最主要） 2、体内能量的利用形式：ATP是细胞的主要能量形式；GTP也可提供能量 3、参与代谢和生理调节：ATP/ADP/AMP, 第二信使cAMP、cGMP 4、组成辅酶：如腺苷酸→CoA/FAD/NAD+/NADP+ 5、活化中间代谢产物：UDP-葡萄糖→糖原合成丨CDP-二脂酰甘油→磷脂合成 一、嘌呤核苷酸代谢p.208 ◆合成：从头合成、补救合成 1.从头合成 ①定义：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO?等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸。除某些细菌外，几乎所有生物体都能从头合成嘌呤碱。 ②部位：肝（主要器官）胞液、小肠和胸腺（次要）胞液、脑和脊髓无法进行从头合成 ③嘌呤环上原子来源 口诀：一天（一号N来自天冬氨酸），我 遇见一位二八佳人（故人二八即十六岁， 是2，8号C来自甲酸(或甲酰基）），六探 （六号碳来自CO?)，气死吾肝(7.4.5号来自 甘氨酸），买了三九胃泰熬骨鲜汤(3.9号N 来自谷氨酰胺）。 ④合成途径： （1）原料：Asp、Gln、Gly、甲酸、CO2 （2）嘌呤核苷酸的合成结果直接形成次黄嘌呤核苷酸（IMP）； IMP合成从5′-P-核糖（磷酸戊糖途径产生）开始的，在ATP参与下由磷酸核糖焦磷酸合成酶作用先形成磷酸核糖焦磷酸（PRPP）；此酶为重要酶 谷氨酰胺提供酰胺基由磷酸核糖酰胺转移酶催化取代PRPP上的焦磷酸，形成5-磷酸核糖胺(PRA)。此酶为限速酶 嘌呤的各个原子是在PRPP的C1上逐渐加上去的（由Asp、Gln、Gly、甲酸、CO2 提供N和C）。 IMP是重要中间产物，可以分别转化为AMP和GMP(应该不用记过程)
核苷酸一级要求单选题 1 2 3 用 N 标记谷氨酰胺的酰胺氮喂养鸽子后, 在鸽子体内下列主要哪种化合物中含 N？ 15 15 A 嘧啶环的N1 B D GSH C E 嘌呤环的N1和N7 肌酸 嘌呤环的N3和N9 D E 在嘌呤核苷酸的合成中,第4位及5位的碳原子和第7位氮原子主要来源于: A C E 天冬氨酸 谷氨酰胺 甘氨酸 B D 谷氨酸 丙氨酸 下列对嘌呤核苷酸合成的描述哪种是正确的? A B C 利用氨基酸、一碳单位和CO2合成嘌呤环,再与5'-磷酸核糖结合而成 利用天冬氨酸、一碳单位、CO2 和5'-磷酸核糖为原料直接合成 嘌呤核苷酸是在5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)提供磷酸核糖分子的 基础上与氨基酸、CO2及一碳单位作用逐步形成 D E 在氨基甲酰磷酸的基础上逐步合成 嘌呤核苷酸是先合成黄嘌呤核苷酸(XMP),再转变为AMP、GMP C 4 5 6 AMP分子中第六位碳原子上的氨基来源于: A C E 谷氨酰胺的酰胺基 天冬酰胺的酰胺基 天冬氨酸 B D 谷氨酸 甘氨酸 E 人体嘌呤核苷酸分解代谢的特征性终产物是: A C E NH3 B D CO2 黄嘌呤 尿酸 次黄嘌呤 E 下列对嘧啶核苷酸从头合成途径的描述哪种是正确的? A 先合成嘧啶环,再与PRPP中 的磷酸核糖相连 B 在PRPP的基础上,与氨基酸及 CO2作用逐步合成 C E UMP的合成需要有一碳单位的参加 D 主要是在线粒体内合成 需要有氨基甲酰磷酸合成酶I参加 A D 7 8 9 嘧啶环中的第一位N原子来源于: A C E 游离的氨 B D 谷氨酸 谷氨酰胺的酰胺基 天冬酰胺的酰胺基 天冬氨酸 dTMP的嘧啶环中第五位碳原子上的甲基来源于: A C E S-腺苷蛋氨酸 N5-CH3FH4 B D N5N10-CH2-FH4 N10-CHOFH4 N5N10=CH-FH4 B C 下列哪种氨基酸为嘌呤和嘧啶核苷酸生物合成的共同原料? A D 谷氨酸 丙氨酸 B E 甘氨酸 C 天冬氨酸 天冬酰胺 10 下列关于嘌呤核苷酸从头合戒的叙述哪项是正确的
第八章核苷酸代谢 【大纲要求】 一、掌握 1．嘌呤、嘧啶核苷酸从头合成原料、部位、特点； 2．嘌呤、嘧啶核苷酸的分解代谢产物； 3．脱氧（核糖）核苷酸的生成。 二、熟悉 1．嘌呤和嘧啶核苷酸的补救合成； 2．嘌呤、嘧啶核苷酸的抗代谢物。 三、了解 1．嘌呤、嘧啶核苷酸从头合成途径及调节； 2．嘌呤核苷酸的互相转变。 【重点及难点提要】 一、重点难点 1．重点：嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸合成的从头合成途径，从头合成的原料及关键步骤、关键酶。 2．难点：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成代谢调节机制；核苷酸合成代谢过程中的一些抗代谢物，以及它们的作用机理。 二、教学内容概要 核苷酸具有多种重要的生理功能，其中最主要的是作为合成核酸分子的原料。除此，还参与能量代谢、代谢调节等过程。人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成，不属于营养必需物质。 体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径：从头合成和补救合成。从头合成的原料是磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质，其合成特点：在磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的基础上经过一系列酶促反应，逐步形成嘌呤环。首先生成IMP，然后再分别转变成AMP和GMP。从头合成过程受着精确的反馈调节。补救合成实际上是现成嘌呤或嘌呤核苷的重新利用，虽然合成量极少，但对脑、骨髓等组织具有重要意义。 机体也可以从头合成嘧啶核苷酸，但不同的是先合成嘧啶环，再磷酸核糖化而生成核苷酸。嘧啶核苷酸的从头合成也受反馈调控。 体内脱氧核糖核苷酸合成有两条途径：一是在相应的二磷酸核苷水平上还原生成；二是dUMP转变生成TMP，其甲基供体为N5，N10-甲烯四氢叶酸。 根据嘌呤和嘧啶核苷酸的合成过程，可以设计多种抗代谢物，包括嘌呤、嘧啶类似物，叶酸类似物，氨基酸类似物等。这些抗代谢物在抗肿瘤治疗中有重要作用。 嘌呤在人体内分解代谢的终产物是尿酸，黄嘌呤氧化酶是这个代谢过程的重要酶。痛风症主要是由于嘌呤代谢异常，尿酸生成过多而引起的。嘧啶分解后产生的β氨基酸可随尿排出或进一步代谢。 【自测题】 一、选择题 【A型题】 1．关于嘌呤核苷酸的合成描述正确的是 A．利用氨基酸、一碳单位和CO2为原料，首先合成嘌呤环再与5-磷酸核糖结合而成 B．以一碳单位、CO2、NH3和5—磷酸核糖为原料直接合成 C．5—磷酸核糖为起始物，在酶的催化下与ATP作用生成PRPP，再与氨基酸、CO2和一碳单位作用，逐步形成嘌呤核苷酸 D．在氨基甲酰磷酸的基础上，逐步合成嘌呤核苷酸 E．首先合成黄嘌呤核苷酸（XMP），再转变成AMP和GMP
【测试题】 一、名词解释 1．嘌呤核苷酸的补救合成 2．嘧啶核苷酸的从头合成 3．Lesch-Nyhan综合征 4．de novo synthesis of purine nucleotide 5．嘧啶核苷酸的补救合成 6．核苷酸合成的抗代谢物 7．feed-back regulation of nucleotide synthesis 二、填空题 8．嘧啶碱分解代谢的终产物是_______ 。 9．体内的脱氧核糖核苷酸是由各自相应的核糖核苷酸在水平上还原而成的，-酶催化此反应。 10．嘌呤核苷酸从头合成的原料是及等简单物质。 11．体内嘌呤核苷酸首先生成，然后再转变成和。 12．痛风症是生成过多而引起的。 13．核苷酸抗代谢物中，常用嘌呤类似物是__ __；常用嘧啶类似物是__ ___。 14．嘌呤核苷酸从头合成的调节酶是___ ___和___ ___。 15．在嘌呤核苷酸补救合成中HGPRT催化合成的核苷酸是__ __和__ __。 16．核苷酸抗代谢物中，叶酸类似物竞争性抑制___ ___酶，从而抑制了___ ___的生成。 17．别嘌呤醇是___ ___的类似物，通过抑制___ __酶，减少尿酸的生成。 18．由dUMP生成TMP时，其甲基来源于___ __，催化脱氧胸苷转变成dTMP的酶是___ __，此酶在肿瘤组织中活性增强。 19．体内常见的两种环核苷酸是___ ___和__ __。 20．核苷酸合成代谢调节的主要方式是__ __，其生理意义是__ __。 21．体内脱氧核苷酸是由___ __直接还原而生成，催化此反应的酶是___ ___酶。 22．氨基蝶呤（MTX）干扰核苷酸合成是因为其结构与__ ___相似，并抑制___ __酶，进而影响一碳单位代谢。 三、选择题 A型题 23．下列关于嘌呤核苷酸从头合成的叙述哪些是正确的 A.嘌呤环的氮原子均来自氨基酸的α氨基 B.合成过程中不会产生自由嘌呤碱 C.氨基甲酰磷酸为嘌呤环提供氨甲酰基 D.由IMP合成AMP和GMP均由ATP供能 E.次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶催化IMP转变成GMP 24．体内进行嘌呤核苷酸从头合成最主要的组织是 A.胸腺 B.小肠粘膜 C.肝 D.脾 E.骨髓 25．嘌呤核苷酸从头合成时首先生成的是 26．人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要终产物是 A.尿素 B.肌酸 C.肌酸酐 D.尿酸 E.β丙氨酸 27．胸腺嘧啶的甲基来自 FH4，N10=CH-FH4，N10-CH2-FH4 FH4 =NH FH4 28．嘧啶核苷酸生物合成途径的反馈抑制是由于控制了下列哪种酶的活性 A.二氢乳清酸酶 B.乳清酸磷酸核糖转移酶 C.二氢乳清酸脱氢酶
分子生物学选择题库 1. 以下有关大肠杆菌转录的叙述，哪一个是正确的？( ) A. -35区和-10区序列间的间隔序列是保守的； B. -35区和-10区序列的距离对于转录效率非常重要； C. 转录起始位点后的序列对于转录效率不重要； D. -10区序列通常正好位于转录起始位点上游10bp处. 2. 有关复制转座，不正确的叙述是：( ) A. 复制转座子，即在老位点上留有一个拷贝； B. 要求有转座酶； C. 移动元件转到一个新的位点，在原位点上不留元件； D. 要求有解离酶. 3. 什么是核糖体? ( ) A. 一种大分子，两亚基的复合物含有50多种不同的蛋白质和一些rRNA； B. 一种有利于内含子的核蛋白复合物； C. 一种包含rDNA的细胞器； D. 一种含DNA的分子. 4. 对限制性内切酶的作用，下列哪个不正确？( ) A. 识别序列长度一般为4-6 bp； B. 只能识别和切割原核生物DNA分子； C. 识别序列具有回文结构； D. 切割原核生物DNA分子. 5. 有关反转录的正确叙述是: ( ) A. 反转录反应不需要引物； B. 反转录后的产物是cDNA； C. 反转录的模板可以是RNA, 也可以是DNA； D. 合成链的方向是3’—5’. 6. 下面关于DNA复制的说法，正确的是：( ) A. 按全保留机制进行； B. 按3’—5’方向进行； C. 需要3种dNTP的加入； D. 需要DNA聚合酶的作用. 7. 下列叙述不正确的是: ( ) A. 共有20个不同的密码子代表遗传密码； B. 每个核苷酸三联体编码一个氨基酸； C. 不同的密码子可能编码同一个氨基酸； D. 密码子的第三位具有可变性. 8. 反密码子中哪个碱基对参与了密码子的简并性(摇摆)。( ) A.第一个； B. 第二个； C. 第三个； D. 第一个与第二个. 9．胰岛素的功能单位是< > A.单体 B.二体 C.四体 D.六体 10．mol/l硫酸钠溶液的离子浓度为（）。 A.2 B.3 C.6 D.8 11．蛋白质的pi为8，在ph6的缓冲液中进行自由界面电泳，其泳动方向为（） A.像正极方向泳动； B.没有泳动； C.向负极方向泳动； D.向正负极扩散 12．今有a，b，c，d四种蛋白质，其分子体积由大到小的顺序是a>b>c>d，在凝胶过滤柱层析过程中，
第八章：核苷酸代谢 概述：（1）核苷酸是核酸的基本结构单位。 （2）人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成，不属于营养必需物质 （3）核酸的消化与吸收： （4）核苷酸的生物功用： ①作为核酸合成的原料； ②体内能量的利用形式 ATP,GTP ③参与代谢和生理调节 cAMP ，cGMP ； ④组成辅酶 NAD ，FAD ，HSCoA ⑤活化中间代谢物 UDP-葡萄糖，CDP-二酰基甘油，SAM ，ATP 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 1. 从头合成途径 （1）定义：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO 2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸 除某些细菌外，几乎所有生物体都能利用从头合成途径合成嘌呤碱 （2）哺乳动物合成部位：主要器官：肝 其次：小肠和胸腺 脑、骨髓则无法进行此合成途径 （3）嘌呤碱合成的元素来源： （4）合成过程：胞液中进行 ①次黄嘌呤核苷酸IMP 的合成（十一步反应） ②AMP 和GMP 的生成 N N NH N 12 34 567 8 9
（5）合成特点： ①嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤核苷酸，而不是首先单独合成嘌呤碱后再与磷酸核糖结合的。即一开始就沿着合成核苷酸的途径进行 ②先合成IMP，再合成AMP，GMP ③IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。AMP 或GMP的合成又需1个GTP或者ATP （6）调节方式 ①反馈调节：PRPP合成酶和PRPP酰胺转移酶为关键酶，均可被合成产物AMP、GMP等抑制 ②交叉调节：AMP合成需要GTP，GMP合成需要ATP 2.补救合成途径 （1）定义：利用体内游离的嘌呤碱或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程（2）补救合成方式 ①APRT：腺嘌呤磷酸核糖转移酶； HGPRT：次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 ②腺苷激酶： （3）补救合成的生理意义 ①补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗 ②体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成 3. Lesch-Nyhan综合征（自毁容貌综合征） （1）病因：次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)缺陷 （2）病理：缺乏该酶使得次黄嘌呤和鸟嘌呤不能转换为IMP和GMP，而是降解为尿酸，高尿酸盐血症引起早期肾脏结石，逐渐出现痛风症状。患者智力低下,有特征性的强迫性自身毁伤行为 （3）遗传：HGPRT基因呈X连锁隐性遗传 4. 嘌呤核苷酸的相互转变 5. 脱氧核糖核苷酸的生成 6. 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。通过竞争性抑制来干扰或阻断核酸合成。可以用来抗肿瘤
核苷酸代谢与其他物质代谢之间的联系 一、引言 核苷酸代谢是生物体内重要的代谢过程之一，其在维持生物体正常功 能方面起着重要作用。与核苷酸代谢密切相关的还有其他物质的代谢，这些代谢过程之间存在着紧密的联系和相互影响。本文将探讨核苷酸 代谢与其他物质代谢之间的联系。 二、核苷酸代谢 1. 核苷酸结构及种类 核苷酸是由碱基、糖和磷酸组成的化合物，包括腺嘌呤核苷酸和鸟嘌 呤核苷酸两类。其中，腺嘌呤核苷酸包括AMP、ADP和ATP三种； 而鸟嘌呤核苷酸包括GMP、GDP和GTP三种。 2. 核苷酸合成途径 核苷酸合成途径主要分为两个部分：脱氧核糖核苷酸（dNTPs）合成 途径和脱氧核糖基（dNMPs）合成途径。其中，dNTPs合成途径主要通过ribonucleotide reductase（RNR）酶催化核苷酸的还原反应完成；而dNMPs合成途径则主要通过核苷酸合成酶（NS）催化反应完成。 3. 核苷酸代谢的生物学作用 核苷酸在生物体内有着重要的生物学作用，包括能量转移、信号转导、DNA和RNA合成等。此外，核苷酸还能参与一些重要代谢途径，如
糖原分解、脂肪代谢等。 三、其他物质代谢 1. 糖代谢 糖代谢是生物体内最基本的代谢途径之一，其主要功能是提供能量和 碳源。糖代谢过程包括糖原合成和分解、糖酵解和三羧酸循环等。 2. 脂质代谢 脂质是生物体内最主要的能量来源之一，其在维持生命活动方面起着 重要作用。脂质代谢过程包括脂肪合成、脂肪分解等。 3. 氨基酸代谢 氨基酸是构成蛋白质的基本单元，其在维持生命活动方面起着重要作用。氨基酸代谢过程包括氨基酸合成和分解等。 四、核苷酸代谢与其他物质代谢之间的联系 1. 核苷酸代谢与糖代谢之间的联系 核苷酸代谢与糖代谢之间存在着紧密的联系。在糖原分解过程中，AMP能够促进糖原分解，从而提供能量；而ATP则能够抑制糖原分解，从而维持生物体内能量平衡。此外，在三羧酸循环中，ATP也是 重要的参与者。 2. 核苷酸代谢与脂质代谢之间的联系 核苷酸代谢与脂质代谢之间也存在着一定的联系。在脂肪合成过程中，ATP和NADPH是必须的参与者；而在脂肪分解过程中，则需要较多 的ATP参与。
●嘌呤及嘌呤代谢 嘌呤purine;Pu;Pur，一类带碱性有两个相邻的碳氮环的含氮化合物，是核酸的组成成分。DNA和RNA中的嘌呤组成均为腺嘌呤和鸟嘌呤。此外，核酸中还发现有许多稀有嘌呤碱。 其应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；核酸与基因（二级学科）。本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布。 嘌呤：是存在人体内的一种物质，主要以嘌呤核苷酸的形式存在，在作为能量供应、代谢调节及组成辅酶等方面起着十分重要的作用。嘌呤是有机化合物，分子式C5H4N4，无色结晶，在人体内嘌呤氧化而变成尿酸，人体尿酸过高就会引起痛风。海鲜，动物的肉的嘌呤含量都比较高，所以，有痛风的病人除用药物治疗外(医治痛风的药物一般对肾都有损害)，更重要的是平时注意忌口。 嘌呤与疾病 嘌呤（purine，又称普林）经过一系列代谢变化，最终形成的产物（2，6，8-三氧嘌呤）又叫尿酸。嘌呤的来源分为内源性嘌呤80﹪来自核酸的氧化分解，外源性嘌呤主要来自食物摄取，占总嘌呤的20﹪，尿酸在人体内没有什么生理功能，在正常情况下，体内产生的尿酸，2／3由肾脏排出，余下的1／3从肠道排出。 体内尿酸是不断地生成和排泄的，因此它在血液中维持一定的浓度。
正常人每升血中所含的尿酸，男性为0.42毫摩尔/升以下，女性则不超过0.357毫摩尔/升。在嘌呤的合成与分解过程中，有多种酶的参与，由于酶的先天性异常或某些尚未明确的因素，代谢发生紊乱，使尿酸的合成增加或排出减少，结果均可引起高尿酸血症。当血尿酸浓度过高时，尿酸即以钠盐的形式沉积在关节、软组织、软骨和肾脏中，引起组织的异物炎症反应，成了引起痛风的祸根。 嘌呤合成代谢 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，一是从头合成途径，一是补救合成途径，其中从头合成途径是主要途径。 1.嘌呤核苷酸的从头合成 肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠粘膜和胸腺。嘌呤核苷酸合成部位在胞液，合成的原料包括磷酸核糖、天冬氨酸、甘氨
嘌呤和嘧啶核苷酸是人体内重要的生物分子，它们在细胞分裂和蛋白 质合成中扮演着重要的角色。在人体内，嘌呤和嘧啶核苷酸的分解代 谢与合成代谢的途径非常复杂，同时也与许多疾病的发生发展密切相关。在本篇文章中，我们将深入探讨嘌呤和嘧啶核苷酸的分解代谢与 合成代谢的途径，以便更深入地了解这一重要的生物化学过程。 1. 嘌呤的分解代谢途径 嘌呤是人体内重要的有机化合物，它是DNA和RNA的组成单位之一，同时也是ATP和GTP等能量分子的前体。嘌呤在人体内主要通过嘌呤核苷酸循环来进行代谢，分为两个主要部分：凝集酶和红蛋白氧化酶。 在凝集酶途径中，嘌呤首先被嘌呤核苷酸磷酸化酶（AMP酶）和具有磷酸酶活性的核苷酸激酶降解为次黄嘌呤酸和腺嘌呤酸，然后再被核 苷酸化酵素和磷酸酰化酶转变为次黄嘌呤酸和次硫酸腺苷，最终转化 为尿酸。 在红蛋白氧化酶途径中，嘌呤被输送至线粒体，并经过鸟嘌呤核苷酸 转化为腺嘌呤酸，然后再通过黄嘌呤氧化酶进行氧化转化为次黄嘌呤酸，最终也转化为尿酸。 2. 嘧啶核苷酸的分解代谢途径 嘧啶核苷酸是DNA和RNA的组成单位之一，它们在细胞分裂和蛋白质合成中具有重要作用。在人体内，嘧啶核苷酸主要通过脱氧嘧啶核
苷酸代谢途径进行分解，分为三个主要部分：核苷酸脱氧酶、核苷酸 酶和脱氧核糖核苷酸酶。 核苷酸脱氧酶首先将嘧啶核苷酸转化为脱氧嘧啶核苷酸，然后进一步 被核苷酸酶水解为脱氧嘧啶核糖核苷酸，最终通过脱氧核糖核苷酸酶 的催化将其转化为脱氧尿嘧啶核苷酸。 3. 嘌呤和嘧啶核苷酸的合成代谢途径 嘌呤和嘧啶核苷酸的合成代谢途径同样复杂，包括新核苷酸的合成和 嘌呤核苷酸的合成两个主要部分。 在新核苷酸的合成中，嘌呤和嘧啶核苷酸均需要通过核苷酸盐酸和腺 苷酸氨基酶的催化，将多聚核苷酸转化为新的核苷酸。 而在嘌呤核苷酸的合成中，则需要通过核苷酸合成酶和苦瓜苷化酶的 作用，将腺嘌呤核苷酸逐步合成为DNA和RNA所需的嘌呤核苷酸。 在嘧啶核苷酸的合成过程中，通过核苷酸合成酶和嘧啶工具酶的催化，将脱氧尿嘧啶核苷酸合成为DNA和RNA所需的嘧啶核苷酸。 总结：嘌呤和嘧啶核苷酸的分解代谢与合成代谢途径是人体内非常复 杂的生物化学过程，它们直接影响着细胞内信号传导、DNA和RNA 的合成，甚至与多种疾病的发生发展密切相关。深入了解嘌呤和嘧啶
一、选择题 1．如果一个完全具有放射性的双链DNA分子在无放射性标记溶液中经过两轮复制，产生的四个DNA分子的放射性情况是： A、其中一半没有放射性 B、都有放射性 C、半数分子的两条链都有放射性 D、一个分子的两条链都有放射性 E、四个分子都不含放射性 2．关于DNA指导下的RNA合成的下列论述除了项外都是正确的。 A、只有存在DNA时，RNA聚合酶才催化磷酸二酯键的生成 B、在转录过程中RNA聚合酶需要一个引物 C、链延长方向是5′→3′ D、在多数情况下，只有一条DNA链作为模板 E、合成的RNA链不是环形 3．下列关于核不均一RNA（hnRNA）论述哪个是不正确的？ A、它们的寿命比大多数RNA短 B、在其3′端有一个多聚腺苷酸尾巴 C、在其5′端有一个特殊帽子结构 D、存在于细胞质中 4．hnRNA是下列那种RNA的前体？ A、tRNA B、rRNA C、mRNA D、SnRNA 5．DNA复制时不需要下列那种酶： A、DNA指导的DNA聚合酶 B、RNA引物酶 C、DNA连接酶 D、RNA指导的DNA聚合酶6．参与识别转录起点的是： A、ρ因子 B、核心酶 C、引物酶 D、σ因子 7．DNA半保留复制的实验根据是： A、放射性同位素14C示踪的密度梯度离心 B、同位素15N标记的密度梯度离心 C、同位素32P标记的密度梯度离心 D、放射性同位素3H示踪的纸层析技术 8．以下对大肠杆菌DNA连接酶的论述哪个是正确的？ A、催化DNA双螺旋结构中的DNA片段间形成磷酸二酯键 B、催化两条游离的单链DNA连接起来 C、以NADP+作为能量来源 D、以GTP作为能源 9．下面关于单链结合蛋白（SSB）的描述哪个是不正确的？ A、与单链DNA结合，防止碱基重新配对 B、在复制中保护单链DNA不被核酸酶降解 C、与单链区结合增加双链DNA的稳定性 D、SSB与DNA解离后可重复利用 10．有关转录的错误叙述是： A、RNA链按3′→5′方向延伸 B、只有一条DNA链可作为模板 C、以NTP为底物 D、遵从碱基互补原则
第9单元核酸的酶促降解和核苷酸代谢 一、选择题 1．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．肌酐 D．尿苷酸 E．肌酸 2．嘧啶环中的两个氮原子来自： A．谷氨酰胺和氮B．谷氨酰胺和天冬酰胺C．谷氨酰胺和谷氨酸 D．谷氨酸和氨甲酰磷酸E．天冬氨酸和氨甲酰磷酸 3．下列关于嘧啶分解代谢的叙述，哪一种是正确的？ 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CO2 4．氮杂丝氨酸能以竞争性抑制作用干扰或阻断核苷酸合成，因为它在结构上类似于： A．丝氨酸B．甘氨酸C．天冬氨酸D．谷氨酰胺E．天冬酰胺 5．下列嘌呤核苷酸之间的转变哪项是不能直接进行的? A．GMP→IMP B．AMP→IMP C．AMP→GMP D．IMP→XMP E．XMP→GMP 6 ．哺乳动物体内直接催化尿酸生成的是 A．尿酸氧化酶B．黄嘌呤氧化酶C，腺苷脱氢酶D．鸟嘌呤脱氢酶E．以上都不是 7．治疗痛风有效的别嘌呤醇可以抑制 A．黄嘌呤氧化酶B．腺苷脱氢酶C．尿酸氧化酶D．鸟嘌呤氧化酶E．以上都不是8．在嘧啶核苷酸合成中，合成氨基甲酰磷酸的部位是 A．线粒体B．微粒体C．胞液D．溶酶体E．胞核 9．PRPP酰胺转移酶催化 A．从R-5´-P生成PRPP B．从甘氨酸合成嘧啶环C．从PRPP合成磷酸核糖胺 D．从IMP生成AMP E．从IMP生成GMP 10．关于嘌呤核苷酸合成的错误叙述是 A．脑、骨髓只进行补救合成B，一碳单位、CO2是嘌呤合成的原料C．肝组织进行从头合成途径 D．天冬酰胺、谷氨酰胺是从头合成的原料E．甘氨酸、N lO一甲酰FH4是嘌呤合成的原料 11．嘌呤核苷酸从头合成的原料不包括 A．PRPP B．N5，N lO—甲炔FH4C．天冬氨酸、甘氨酸D．Gln、CO2E．N5—甲基FH4 12．有关嘌呤核苷酸的合成，错误的叙述是 A．由Asp提供氨基使IMP生成AMP B．由Asn提供氨基使IMP生成GMP C．由G1n提供氨基使XMP生成GMP D．IMP是GMP、AMP的前体E．GMP以ATP为磷酸供给体生成GTP 13．各种嘌呤核苷酸分解代谢中，其共同的中间产物是 A．黄嘌呤B．次黄嘌呤C．尿酸D．IMP E．XMP 14．胸腺嘧啶的甲基来自 A．N10一CHO—FH4 B．N5，N10 =CH—FH4 C．N5，N10—CH2—FH4 D．N5—CH3—FH4E．N5一CH=NH—FH4 15．dTMP合成的直接前体是A．dUMP B．TMP C．TDP D．dCDP E．dCMP 16．嘧啶核苷酸生物合成的反馈抑制的调节部位是 A．二氢乳清酸酶B．乳清酸焦磷酸化酶C．二氢乳清酸脱氢酶 D．天冬氨酸转氨甲酰酶E．羟甲基胞苷酸合成酶 17．6-巯基嘌呤核苷酸不抑制 A．IMP→AMP B．IMP→GMP C．酰胺转移酶D．嘌呤磷酸核糖转移酶E．尿嘧啶磷酸核糖转移酶18．嘧啶核苷酸合成特点 A．在5´-磷酸核糖上合成碱基B．由FH4提供一碳单位C．先合成氨基甲酰磷酸 D．甘氨酸完整地掺入分子中E．谷氨酸是氢原子供体 19．催化dUMP转变为dTMP的酶是
核苷酸代谢 一、名词解释 1.核苷酸的从头合成(de novo synthsis) 2.核苷酸的补救合成 3.核苷酸的抗代谢物 4.核苷酸合成的反馈调节(feed-back regulation of nucleotide synthesis) 二、填空题 1.嘌呤核苷酸从头合成的原料有磷酸核糖、________、co2、gln、asp和gly。 2.prpp是嘌呤核苷酸从头合成、嘧啶核苷酸的从头合成和_________________的重要中间代谢物。 3.对嘌呤核苷酸生物合成产生反馈抑制作用的有gmp、______和imp。 4.hgprt除受gmp反馈抑制外,还受______核苷酸的反馈抑制。 5.氨甲蝶呤可用于治疗白血病的原因是___________________________________。 6.在ndp→dndp的反应过程中,需要硫氧化还原蛋白还原酶,该酶的辐酶是______。 7.嘧啶从头合成途径首先合成的核苷酸为__________。 8.作为嘧啶合成过程的第一个多功能酶,•它除了具有氨基甲酰磷酸合成酶和天冬氨酸氨基甲酰转移酶外,还有__________________功能。 9.当imp→amp时,asp的碳链可直接转变为___________。 10.当imp→gmp时,嘌呤环上的c2所连接的侧链nh2来源于__________。 11.嘌呤核苷酸合成和嘧啶核苷酸合成共同需要的物质是___________。 12.嘌呤环中第4位和第5位碳原子来自__________。 13.5-fu的抗癌作用机理为抑制_________________________酶的合成,因而抑制了dna的生物合成。 14.核苷酸抗代谢物中，常用嘌呤类似物是__________；常用嘧啶类似物是__________。 15.嘌呤核苷酸从头合成的调节酶是__________和__________。
第十章 核酸的降解与核苷酸的代谢 学习要求：通过本章学习，熟悉核酸的降解过程，掌握核酸酶的分类及其作用方式；了解核苷酸分解过程及不同生物嘌呤核苷酸分解代谢的区别；了解核苷酸从头合成途径的过程，掌握合成原料及嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸的合成特点，重点掌握核苷酸合成途径的调节，熟悉补救合成途径的过程和意义；熟悉核苷酸代谢与氨基酸代谢及糖代谢的相互关系；了解核苷酸代谢的有关理论对医药及生产实践的指导意义。 动物、植物和微生物都能合成各种核苷酸，因此核苷酸与氨基酸不同，不属于营养必需物质。细胞内存在多种游离的核苷酸，它们具有多种重要的生理作用：①作为合成核酸的原料。②ATP 在生物体内能量的贮存和利用中处于中心地位，是最重要的高能化合物。此外，GTP 在能量利用方面也有一定作用。③参与代谢和代谢调节。某些核苷酸或其衍生物是重要的信息物质，如 cAMP 是多种激素作用的第二信使；cGMP 也与代谢调节有关。④组成辅酶。腺苷酸是辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ、辅酶A 和FAD 四种辅酶的组成成分。⑤活化中间代谢物。UTP 和CTP 可使代谢物NDP （核苷二磷酸）化，成为活性代谢物直接用作合成原料，如UDP-葡萄糖称为“活性葡萄糖”，是合成糖原、糖蛋白的活性原料；CDP-甘油二酯是合成磷脂的活性原料。ATP 使蛋氨酸腺苷化生成的S-腺苷蛋氨酸（SAM ）作为甲基的直接供体，是合成肾上腺素、肌酸等物质的活性原料。 第一节 核酸的酶促降解 一、核酸的降解 生物组织中的核酸往往以核蛋白的形式存在，动物和异养型微生物可分泌消化酶类分解食物或体外的核蛋白和核酸。核蛋白可分解成核酸与蛋白质，核酸由各种水解酶催化逐步水解，生成核苷酸、核苷、戊糖和碱基等，这些水解产物均可被吸收，但动物体较少利用这些外源性物质作为核酸合成的原料，进入小肠粘膜细胞的核苷酸、核苷绝大部分进一步被分解。植物一般不能消化体外的有机物。 所有生物细胞都含有核酸代谢的酶类，能分解细胞内的各种核酸促进其更新。核酸降解产生的1-磷酸核糖可由磷酸核糖变位酶催化转变为5-磷酸核糖进入核苷酸合成代谢或糖代谢，碱基可进入核苷酸补救合成途径或分解排出体外。细胞内核酸的降解过程如下： 核酸 核酸酶 核苷酸酶 核苷 + 磷酸 核苷磷酸化酶 嘌呤碱和嘧啶碱 + 戊糖-1-磷酸 二、核酸酶 催化核酸水解的酶称为核酸酶（nuclease ）。核酸酶催化核酸分子中3´,5´-磷酸二酯键的水解断裂，属于磷酸二酯酶（phosphodiesterase ）。根据其作用底物可分为脱氧核糖核酸酶（DNase ，deoxyribonuclease ）和核糖核酸酶（RNase ,ribonuclease ）；按其作用位置又可分为核酸外切酶（exonuclease ）和核酸内切酶（endonuclease ）。 (一) 核酸外切酶 从核酸链一端逐个水解产生单核苷酸的酶称为核酸外切酶。核酸外切酶有多种，有的作用于DNA ，有的作用于RNA ，有的对二者都有催化作用。核酸外切酶有两种作用方式，一种是从核酸链的3´端开始逐个水解生成5´-核苷酸，具有3´→5´外切活性，如蛇毒磷酸二酯酶（VPD ）；另一种则是从核酸链的5´端开始逐个水解生成3´-核苷酸，具有5´→ 3´外切活性，如牛脾磷酸二酯酶（SPD ）。如图10-1。 B P B P B P B B P P 牛脾磷酸二酯酶 蛇毒磷酸二酯酶 OH B 53 图10-1 核酸外切酶的水解位置（B 代表碱基） VDP 和SDP 对DNA 和RNA 都有催化作用，分别用VPD 和SPD 水解核酸可得到5´-单核苷酸的混合物和3´-单核苷酸的混合物，用离子交换法可将混合物分离得到各种单核苷酸。这些单核苷酸在医药和科研上都具有重要应用价值。 （二）核糖核酸内切酶
一、判断题 （）1. 嘌呤核苷酸的合成顺序是，首先合成次黄嘌呤核苷酸，再进一步转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。 （）2. 嘧啶核苷酸的合成伴随着脱氢和脱羧反应。 （）3. 脱氧核糖核苷酸的合成是在核糖核苷三磷酸水平上完成的。 （）4. 核苷酸酶是一类特异性的磷酸单酯酶。 （）5. 黄素酶的辅酶均含有腺苷酸成分。 （）6. 黄嘌呤氧化酶的底物是黄嘌呤，也可以是次黄嘌呤。 （）7. 使用谷氨酰胺类似物作为抗代谢物，不能阻断UMP生成dTMP的代谢。 （）8. 嘧啶核苷酸环的组成原子来自Asp和氨。 （）9. 嘧啶环的4、5、6号原子来自甘氨酸。 （）10. 体内降解产生β-氨基酸的是嘌呤碱基。 （）11. 核苷磷酸化酶能分解核苷生成碱基和戊糖。 （）12. 痛风症是由于体内尿素合成过多或降解受阻所致。 （）13. Lesch-Nyhan综合症（自毁容貌症）是由于缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，导致体内尿酸堆积所致。 （）14. 乳清酸是合成嘌呤核苷酸的中间产物。 （）15. CoA中含有泛酸和鸟嘌呤核苷酸。 二、单选题 1．嘌呤核苷酸从头合成时首先生成的是： A．GMP B．AMP C．IMP D．ATP E．GTP 2．人体内嘌呤核苷酸分解的终产物是： A．尿素 B．肌酸 C．肌酸酐 D．尿酸 E．β丙氨酸 3．下列化合物合成时不需要S-腺苷甲硫氨酸提供甲基的是： A．磷酸肌酸 B．肾上腺素 C．褪黑激素 D．卵磷脂 E．胸腺嘧啶 4．体内脱氧核苷酸是由下列哪种物质直接还原而成？
A．核糖 B．核糖核苷 C．一磷酸核苷D．二磷酸核苷 E．三磷酸核苷 5．HGPRT（次黄嘌呤-鸟嘌磷酸核糖转移酶）参与下列哪种反应： A．嘌呤核苷酸从头合成 B．嘧啶核苷酸从头合成 C．嘌呤核苷酸补救合成 D．嘧啶核苷酸补救合成 E．嘌呤核苷酸分解代谢 6．5氟尿嘧啶（5Fu）治疗肿瘤的原理是： A．本身直接杀伤作用 B．抑制胞嘧啶合成 C．抑制尿嘧啶合成 D．抑制胸苷酸合成 E．抑制四氢叶酸合成 7．提供其分子中全部N和C原子合成嘌呤环的氨基酸是： A．丝氨酸 B．天冬氨酸 C．甘氨酸 D．丙氨酸 E．谷氨酸 8．嘌呤核苷酸从头合成时GMP的C-2氨基来自： A．谷氨酰胺 B．天冬酰胺 C．天冬氨酸 D．甘氨酸 E．丙氨酸 9．dTMP合成的直接前体是： A．dUMP B．TMP C．TDP D．dUDP E．dCMP 10．在体内能分解为β-氨基异丁酸的核苷酸是： A．CMP B．AMP C．TMP D．UMP E．IMP 11．使用谷氨酰胺的类似物作抗代谢物，不能阻断核酸代谢的哪些环节？ A．IMP的生成 B．XMP→GMP C．UMP→CMP D．UMP→dTMP E．UTP→CTP 12. 合成嘌呤和嘧啶都需要的一种氨基酸是： A．Asp B．Gln C．Gly D．Asn E. Met 13.人类和灵长类嘌呤代谢的终产物是： A．尿囊脲B．尿囊素C．尿囊酸D．尿酸 E. 尿素 14. 在嘧啶核苷酸的从头合成中不需要下列哪种物质： A．氨甲酰磷酸B．天冬氨酸 C．谷氨酰氨D．核糖焦磷酸 E. NAD+