第九章核酸代謝 西南大學(xué) 生物化學(xué)課件

第九章核苷酸代謝Metabolismofnucleicacid第九章核苷酸代謝Metabolismofnuclei1核苷酸(nucleotide)是構(gòu)成核酸(nucleicacid)的基本單位，人體所需的核苷酸都是由機(jī)體自身合成的。食物中的核酸或核苷酸類物質(zhì)基本上不能被人體所利用。

核苷酸(nucleotide)是構(gòu)成核酸(nucleica2核苷酸類物質(zhì)在人體具有多方面的生理功用：①作為合成核酸的原料：如用ATP，GTP，CTP，UTP合成RNA，用dATP，dGTP，dCTP，dTTP合成DNA。②作為能量的貯存和供應(yīng)形式：除ATP之外，還有GTP，UTP，CTP等。③參與代謝或生理活動(dòng)的調(diào)節(jié)：如環(huán)核苷酸cAMP和cGMP作為激素的第二信使。④參與構(gòu)成酶的輔酶或輔基：如在NAD+，NADP+，F(xiàn)AD，F(xiàn)MN，CoA中均含有核苷酸的成分。⑤作為代謝中間物的載體：如用UDP攜帶糖基，用CDP攜帶膽堿，膽胺或甘油二酯，用腺苷攜帶蛋氨酸等。

核苷酸類物質(zhì)在人體具有多方面的生理功用：3第一節(jié)核酸的分解代謝1.核酸的酶促降解

2.嘌呤的降解：

3.嘧啶的降解：第一節(jié)核酸的分解代謝1.核酸的酶促降解2.41.核酸的酶促降解核酸核酸酶單核苷酸磷酸單脂酶核苷嘧啶（嘌呤）核糖（脫氧核糖）核苷酶核苷磷酸化酶嘧啶（嘌呤）核糖-1-磷酸脫氧核糖-1-磷酸核糖-5-磷酸磷酸戊糖途徑醛縮酶乙醛甘油醛-3-磷酸1.核酸的酶促降解核酸核酸酶單核苷酸磷酸單脂酶核苷嘧啶（5核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶稱為核酸酶,按其作用位置分為:A.核酸外切酶：作用于核酸鏈的末端（3’端或5’端），逐個(gè)水解下核苷酸。（磷酸單酯酶）脫氧核糖核酸外切酶：只作用DNA核糖核酸外切酶:只作用于RNAB.核酸內(nèi)切酶:從核酸分子內(nèi)部切斷3’，5’-磷酸二酯鍵。（磷酸二酯酶）核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶稱為核酸酶,按其作用位置分為:6限制性內(nèi)切酶：在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)存在的一類能識(shí)別并水解外源雙鏈DNA的核酸內(nèi)切酶，可用于特異切割DNA,常作為工具酶。具有識(shí)別雙鏈DNA分子中特定核苷酸序列，并由此切割DNA雙鏈的核酸內(nèi)切酶統(tǒng)稱為限制性核酸內(nèi)切酶。發(fā)現(xiàn)：1952，SmithHuman用T4phage感染E.coli.提出了限制與修飾現(xiàn)象。限制性內(nèi)切酶：在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)存在的一類能識(shí)別并水解7

2、嘌呤的降解：

嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脫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堿，最后氧化生成尿酸(uricacid)，經(jīng)尿液排出體外。2、嘌呤的降解：嘌呤核苷酸的分解首先8

腺嘌呤鳥嘌呤H2OH2ONH3NH3次黃嘌呤黃嘌呤H2O+O2H2O2H2O+O2

H2O2

尿囊素

尿酸H2OCO2+H2O22H2O+O2

尿囊酸

尿素

+

乙醛酸H2O2H2O

4NH3+2CO2

（植物）腺嘌呤脫氨酶鳥嘌呤脫氨酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶尿酸氧化酶某些硬骨魚類尿囊酸酶脲酶除靈長(zhǎng)類外其它哺乳類動(dòng)物人類、靈長(zhǎng)類動(dòng)物、鳥類、昆蟲大多數(shù)魚類、兩棲類動(dòng)物甲殼類動(dòng)物、軟體動(dòng)物腺嘌呤鳥嘌9各種生物嘌呤堿的代謝產(chǎn)物嘌呤代謝產(chǎn)物排泄動(dòng)物尿酸人類、靈長(zhǎng)類動(dòng)物、鳥類、昆蟲尿囊素除靈長(zhǎng)類外其它哺乳類動(dòng)物尿囊酸某些硬骨魚類尿素、乙醛酸大多數(shù)魚類、兩棲類動(dòng)物氨、二氧化碳甲殼類動(dòng)物、軟體動(dòng)物各種生物嘌呤堿的代謝產(chǎn)物嘌呤代謝產(chǎn)物排泄動(dòng)物尿酸人類、靈長(zhǎng)類10第九章核酸代謝西南大學(xué)生物化學(xué)課件)11

3.嘧啶的降解

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，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(guò)程主要在肝臟進(jìn)行。

3.嘧啶的降解嘧啶核苷酸可首先在核苷12

胞嘧啶

尿嘧啶

二氫尿嘧啶

H2ONH3NAD(P)H+H+NAD(P)+H2O

β-丙氨酸

β-脲基丙酸

H2O

胸腺嘧啶

二氫胸腺嘧啶

NAD(P)H+H+NAD(P)+H2O

β-氨基異丁酸

β-脲基異丁酸

H2O

胞嘧啶脫氨酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫嘧啶酶脲基丙酸酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫嘧啶酶脲基丙酸酶NH3+CO2+NH3+CO2+胞嘧啶脫氨酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫嘧啶酶脲基丙酸酶二氫尿嘧啶脫13第二節(jié)核酸的合成代謝

從頭合成基本途徑

半合成（補(bǔ)救合成）（CO2/NH3/AA/戊糖）核苷酸（d）NDPATP第二節(jié)核酸的合成代謝（CO2/NH3/AA/戊糖）14核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸脫氧核苷酸輔酶RNA核苷堿基脫氧核苷DNA補(bǔ)救途徑從頭合成核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸脫氧核苷酸輔酶RNA核15一、嘌呤核苷酸的合成代謝：核苷酸合成的2條途徑：1、從頭合成途徑：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位、二氧化碳等簡(jiǎn)單化合物為原料，經(jīng)一系列酶促反應(yīng)合成核苷酸的過(guò)程。主要在肝進(jìn)行。主要的合成途徑。一、嘌呤核苷酸的合成代謝：162、補(bǔ)救合成途徑：利用體內(nèi)游離的堿基或核苷，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單反應(yīng)過(guò)程合成核苷酸。主要在腦、骨髓等組織進(jìn)行。次要合成途徑。2、補(bǔ)救合成途徑：17一、嘌呤核苷酸的合成：

（一）嘌呤核苷酸的從頭合成途徑原料：天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳單位、CO2、PRPPN3N9N7N1C2C6C4C5C8來(lái)自谷氨酰胺的酰胺氮來(lái)自甲酸—一碳單位來(lái)自甲酸—一碳單位來(lái)自天冬氨酸來(lái)自甘氨酸來(lái)自CO2一、嘌呤核苷酸的合成：

（一）嘌呤核苷酸的從頭合成途徑N3N18過(guò)程：5-磷酸核糖+ATPPRPP+AMP

IMP

AMPGMPPRPP合成酶天冬氨酸甘氨酸谷氨酰胺一碳單位CO212過(guò)程：PRPP合成酶天冬氨酸1219PP-1-R-5-PH2N-1-R-5-P酰胺轉(zhuǎn)移酶GlnGluH2C-NH2O=CNHR-5'-P5-磷酸核糖胺PRA甘氨酰胺核苷酸GARGAR合成酶Mg2+甘氨酸ATPNHH2CCHOO=CNHR-5'-P甲酰甘氨酰胺核苷酸FGAR轉(zhuǎn)甲?；窷5N10-CH=FH4FH4PP-1-R-5-PH2N-1-R-5-P酰胺轉(zhuǎn)移酶GlnG20NHH2CCHOO=CNHR-5'-P甲酰甘氨酰胺核苷酸FGARNHH2CCHOHN=CNHR-5'-PHCNCCHH2NNR-5'-P甲酰甘胺咪核苷酸FGAM5-氨基咪唑核苷酸AIRGlnGluATPMg2+AIR合成酶ATPMg2+K+NH甲酰甘氨酰胺核苷酸FGAR21HCNCCHH2NNR-5'-P5-氨基咪唑核苷酸AIR羧化酶CO2OCNHOCCHCH2NNR-5'-P5-氨基咪唑4-羧酸核苷酸CAIRHOOCH2CHCHOOCOCCCNHNCHR-5'-PNH2N5-氨基咪唑4-（N-琥珀酸）-甲酰胺核苷酸SAICAR合成酶天冬氨酸ATPMg2+HCN5-氨基咪唑核苷酸AIR羧化酶CO222OCCCH2NNCHNH2NR-5'-P5-氨基咪唑4-（N-琥珀酸）-甲酰胺核苷酸SAICAR裂解酶延胡索酸5-氨基咪唑4-甲酰胺核苷酸AICAROCCCH2NNCHNHNR-5'-PO=CH5-甲酰氨基咪唑4-甲酰胺核苷酸FAICARN10-CHOFH4FH4轉(zhuǎn)甲?；窴+OCCCH2NNCHNH2NR-5'-P5-氨基咪唑裂解酶23OCCCH2NNCHNHNO=CH5-甲酰氨基咪唑4-甲酰胺核苷酸FAICARR-5'-POCCCHNNCHNNHR-5'-PHC次黃嘌呤核苷酸IMP環(huán)水解酶H2OOCCCH2NNCHNHNO=CH5-甲酰氨基咪唑4-甲酰24AMP和GMP的生成：AMP和GMP的生成：25由AMP、GMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和GTP：

AMPADPATPGMPGDPGTP激酶激酶激酶激酶ATPATPATPATPADPADPADPADP由AMP、GMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和GTP：激酶激酶激酶激酶ATP26（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成：兩種酶催化嘌呤合成嘌呤核苷酸：腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（APRT），次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）。

腺嘌呤+PRPPAMP+PPi次黃嘌呤IMP鳥嘌呤GMP嘌呤核苷的再利用：腺嘌呤核苷AMPAPRT+PRPPHGPRT腺苷激酶ATPADP（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成：APRT+PRPPHGPRT腺苷27二、嘧啶核苷酸的合成（一）從頭合成先合成嘧啶環(huán)，再由嘧啶和PRPP合成嘧啶核苷酸。先合成UMP，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)榘奏ず塑账岷托叵汆奏ず塑账?。二、嘧啶核苷酸的合?81、從頭合成的過(guò)程：（1）UMP的合成：UMP合成原料：谷氨酰胺、CO2、（谷氨酰胺+CO2→氨基甲酰磷酸）、天冬氨酸、PRPP。來(lái)自天冬氨酸來(lái)自CO2來(lái)自GlnNNCCCC6543211、從頭合成的過(guò)程：來(lái)自天冬氨酸來(lái)自CO2來(lái)自GlnNNCC29合成過(guò)程：Gln+HCO3-H2N-CO-O-HPO3-+Glu氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ2ATP2ADPPiNH2O=CO-P+HOOCCH2

CHH2NCOOHHO-CCH2

CHNCOOHOH2NOCH天冬氨酸氨基甲酰基轉(zhuǎn)移酶Pi氨甲酰天冬氨酸ASP合成過(guò)程：氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ2ATP2ADPPi30氨甲酰天冬氨酸CCH2

CHNCOOHOH

NOCH二氫乳清酸二氫乳清酸酶H2OCCH

CNCOOHOH

NOCH乳清酸脫氫酶NAD+NADH+H+CCH

CNCOOHOH

NOCR-5-P乳清酸核苷酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶PRPPPPi氨甲酰COHNOCH二氫二氫乳清酸酶H2O31CCH

CNCOOHOH

NOCR-5-P乳清酸核苷酸OMPCCH

CHNOH

NOCR-5-P尿嘧啶核苷酸UMPOMP脫羧酶CO2COHNOCR-5-P乳清酸核苷酸32（2）UTP、CTP的合成：UMPUDPUTPUTP+Gln+ATPCTP+Glu+ADP+Pi尿苷酸激酶尿苷酸激酶ATPATPADPADPCTP合成酶CCH

CHNNH2

NOCR-5-PPP（2）UTP、CTP的合成：尿苷酸激酶尿苷酸激酶ATPATP33（二）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成：由嘧啶堿合成嘧啶核苷酸：嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶可催化U、T、O合成相應(yīng)核苷酸。嘧啶+PRPP→嘧啶核苷酸+PPi嘧啶核苷的利用；尿嘧啶核苷+ATPUMP+ADP脫氧胸苷+ATPdTMP+ADP尿苷激酶胸苷激酶（二）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成：尿苷激酶胸苷激酶34三、脫氧核糖核苷酸的生成：脫氧核糖核苷酸（包括嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸）是在二磷酸核苷（NDP）水平還原生成的。dNDPNDP三、脫氧核糖核苷酸的生成：dNDPNDP35ADPGDPCDPUDPdADPdGDPdCDPdUDP核糖核苷酸還原酶Mg2+NADP++H2ONADPH+H+ADPGDPCDPUDPdADPdGDPdCDPdUD36CCH

CHNOH

NOCdR-5-PdUMPCC

CHNOH

NOCdR-5-PdTMPCH3TMP合成酶N5，N10-CH2-FH4FH2dTMP→dTDP→dTTP→參與DNA合成?！鬱TMP的合成：FH4COHNOCdR-5-PdUMPC37由dNDP轉(zhuǎn)變?yōu)閐NTP激酶ATPADPdADPdGDPdCDPdTDPdATPdGTPdCTPdTTPDNA合成原料由dNDP轉(zhuǎn)變?yōu)閐NTP激酶ATPADPdADPdGDP38四、核苷酸的抗代謝物（一）嘌呤核苷酸的抗代謝物：嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸、葉酸的類似物。方式：競(jìng)爭(zhēng)性抑制或“以假亂真”等。作用：干擾或阻斷嘌呤核苷酸的合成，進(jìn)而影響核酸和蛋白的合成。抗腫瘤。四、核苷酸的抗代謝物39嘌呤類似物：6-巰基嘌呤（6-MP）、6-巰基鳥嘌呤、8-氮雜鳥嘌呤等。OHCCCNNCHNHNHHCSHCCCNNCHNHNHHC次黃嘌呤6-巰基嘌呤6-MP的作用：在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)?-MP核苷酸，①抑制IMP→AMP、GMP；②反饋抑制酰胺轉(zhuǎn)移酶；③6-MP抑制HGPRT嘌呤類似物：6-巰基嘌呤（6-MP）、6-巰基鳥嘌呤、8-氮40第九章核酸代謝西南大學(xué)生物化學(xué)課件)41氨基酸類似物：氮雜絲氨酸、6-重氮5-氧正亮氨酸。干擾谷氨酰胺在嘌呤核苷酸合成中的作用。ONH2H2N-C-CH2-CH2-CH-COOHONH2N+N-CH2-C-O

-CH2-CH-COOHONH2N+N-CH2-C

-CH2-CH2-CH-COOH谷氨酰胺氮雜絲氨酸6-重氮5-氧正亮氨酸氨基酸類似物：氮雜絲氨酸、6-重氮5-氧正亮氨酸。干擾谷氨酰42葉酸類似物：氨基蝶呤、甲氨蝶呤（MTX）抑制二氫葉酸還原酶，干擾一碳單位在嘌呤核苷酸合成中的作用。葉酸類似物：氨基蝶呤、甲氨蝶呤（MTX）抑制二氫葉酸還原酶，43（二）嘧啶核苷酸的抗代謝物：嘧啶類似物5-氟尿嘧啶（5-FU），在體內(nèi)合成FdUMP，類似dUMP，競(jìng)爭(zhēng)性抑制dTMP合成酶；5-FU還可合成FUTP，在合成RNA時(shí)以FUMP形式參入，破壞RNA的結(jié)構(gòu)和功能。CC

CHNHOH

NOCCH3CC

CHNHOH

NOCF5-FUT（二）嘧啶核苷酸的抗代謝物：COHNOCCH44氮雜絲氨酸抑制CTP合成；氨甲蝶呤抑制dTMP合成。核苷類似物阿糖胞苷抑制CDP→dCDP。氮雜絲氨酸抑制CTP合成；氨甲蝶呤抑制dTMP合成。45復(fù)習(xí)思考題1、比較核苷酸的從頭合成與補(bǔ)救合成的不同。2、從合成原料、合成過(guò)程、調(diào)節(jié)等方面比較嘌呤核苷酸與嘧啶核苷酸的從頭合成。3、寫出核苷酸還原酶、黃嘌呤氧化酶、dTMP合成酶催化的反應(yīng)。4、試述5-FU、6-MP、氮雜絲氨酸、阿糖胞苷、別嘌呤醇、氨甲蝶呤等藥物作用的生化機(jī)理。復(fù)習(xí)思考題1、比較核苷酸的從頭合成與補(bǔ)救46再見(jiàn)！再見(jiàn)！47第九章核苷酸代謝Metabolismofnucleicacid第九章核苷酸代謝Metabolismofnuclei48核苷酸(nucleotide)是構(gòu)成核酸(nucleicacid)的基本單位，人體所需的核苷酸都是由機(jī)體自身合成的。食物中的核酸或核苷酸類物質(zhì)基本上不能被人體所利用。

核苷酸(nucleotide)是構(gòu)成核酸(nucleica49核苷酸類物質(zhì)在人體具有多方面的生理功用：①作為合成核酸的原料：如用ATP，GTP，CTP，UTP合成RNA，用dATP，dGTP，dCTP，dTTP合成DNA。②作為能量的貯存和供應(yīng)形式：除ATP之外，還有GTP，UTP，CTP等。③參與代謝或生理活動(dòng)的調(diào)節(jié)：如環(huán)核苷酸cAMP和cGMP作為激素的第二信使。④參與構(gòu)成酶的輔酶或輔基：如在NAD+，NADP+，F(xiàn)AD，F(xiàn)MN，CoA中均含有核苷酸的成分。⑤作為代謝中間物的載體：如用UDP攜帶糖基，用CDP攜帶膽堿，膽胺或甘油二酯，用腺苷攜帶蛋氨酸等。

核苷酸類物質(zhì)在人體具有多方面的生理功用：50第一節(jié)核酸的分解代謝1.核酸的酶促降解

2.嘌呤的降解：

3.嘧啶的降解：第一節(jié)核酸的分解代謝1.核酸的酶促降解2.511.核酸的酶促降解核酸核酸酶單核苷酸磷酸單脂酶核苷嘧啶（嘌呤）核糖（脫氧核糖）核苷酶核苷磷酸化酶嘧啶（嘌呤）核糖-1-磷酸脫氧核糖-1-磷酸核糖-5-磷酸磷酸戊糖途徑醛縮酶乙醛甘油醛-3-磷酸1.核酸的酶促降解核酸核酸酶單核苷酸磷酸單脂酶核苷嘧啶（52核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶稱為核酸酶,按其作用位置分為:A.核酸外切酶：作用于核酸鏈的末端（3’端或5’端），逐個(gè)水解下核苷酸。（磷酸單酯酶）脫氧核糖核酸外切酶：只作用DNA核糖核酸外切酶:只作用于RNAB.核酸內(nèi)切酶:從核酸分子內(nèi)部切斷3’，5’-磷酸二酯鍵。（磷酸二酯酶）核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶稱為核酸酶,按其作用位置分為:53限制性內(nèi)切酶：在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)存在的一類能識(shí)別并水解外源雙鏈DNA的核酸內(nèi)切酶，可用于特異切割DNA,常作為工具酶。具有識(shí)別雙鏈DNA分子中特定核苷酸序列，并由此切割DNA雙鏈的核酸內(nèi)切酶統(tǒng)稱為限制性核酸內(nèi)切酶。發(fā)現(xiàn)：1952，SmithHuman用T4phage感染E.coli.提出了限制與修飾現(xiàn)象。限制性內(nèi)切酶：在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)存在的一類能識(shí)別并水解54

2、嘌呤的降解：

嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脫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堿，最后氧化生成尿酸(uricacid)，經(jīng)尿液排出體外。2、嘌呤的降解：嘌呤核苷酸的分解首先55

腺嘌呤鳥嘌呤H2OH2ONH3NH3次黃嘌呤黃嘌呤H2O+O2H2O2H2O+O2

H2O2

尿囊素

尿酸H2OCO2+H2O22H2O+O2

尿囊酸

尿素

+

乙醛酸H2O2H2O

4NH3+2CO2

（植物）腺嘌呤脫氨酶鳥嘌呤脫氨酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶尿酸氧化酶某些硬骨魚類尿囊酸酶脲酶除靈長(zhǎng)類外其它哺乳類動(dòng)物人類、靈長(zhǎng)類動(dòng)物、鳥類、昆蟲大多數(shù)魚類、兩棲類動(dòng)物甲殼類動(dòng)物、軟體動(dòng)物腺嘌呤鳥嘌56各種生物嘌呤堿的代謝產(chǎn)物嘌呤代謝產(chǎn)物排泄動(dòng)物尿酸人類、靈長(zhǎng)類動(dòng)物、鳥類、昆蟲尿囊素除靈長(zhǎng)類外其它哺乳類動(dòng)物尿囊酸某些硬骨魚類尿素、乙醛酸大多數(shù)魚類、兩棲類動(dòng)物氨、二氧化碳甲殼類動(dòng)物、軟體動(dòng)物各種生物嘌呤堿的代謝產(chǎn)物嘌呤代謝產(chǎn)物排泄動(dòng)物尿酸人類、靈長(zhǎng)類57第九章核酸代謝西南大學(xué)生物化學(xué)課件)58

3.嘧啶的降解

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，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(guò)程主要在肝臟進(jìn)行。

3.嘧啶的降解嘧啶核苷酸可首先在核苷59

胞嘧啶

尿嘧啶

二氫尿嘧啶

H2ONH3NAD(P)H+H+NAD(P)+H2O

β-丙氨酸

β-脲基丙酸

H2O

胸腺嘧啶

二氫胸腺嘧啶

NAD(P)H+H+NAD(P)+H2O

β-氨基異丁酸

β-脲基異丁酸

H2O

胞嘧啶脫氨酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫嘧啶酶脲基丙酸酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫嘧啶酶脲基丙酸酶NH3+CO2+NH3+CO2+胞嘧啶脫氨酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫嘧啶酶脲基丙酸酶二氫尿嘧啶脫60第二節(jié)核酸的合成代謝

從頭合成基本途徑

半合成（補(bǔ)救合成）（CO2/NH3/AA/戊糖）核苷酸（d）NDPATP第二節(jié)核酸的合成代謝（CO2/NH3/AA/戊糖）61核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸脫氧核苷酸輔酶RNA核苷堿基脫氧核苷DNA補(bǔ)救途徑從頭合成核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸脫氧核苷酸輔酶RNA核62一、嘌呤核苷酸的合成代謝：核苷酸合成的2條途徑：1、從頭合成途徑：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位、二氧化碳等簡(jiǎn)單化合物為原料，經(jīng)一系列酶促反應(yīng)合成核苷酸的過(guò)程。主要在肝進(jìn)行。主要的合成途徑。一、嘌呤核苷酸的合成代謝：632、補(bǔ)救合成途徑：利用體內(nèi)游離的堿基或核苷，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單反應(yīng)過(guò)程合成核苷酸。主要在腦、骨髓等組織進(jìn)行。次要合成途徑。2、補(bǔ)救合成途徑：64一、嘌呤核苷酸的合成：

（一）嘌呤核苷酸的從頭合成途徑原料：天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳單位、CO2、PRPPN3N9N7N1C2C6C4C5C8來(lái)自谷氨酰胺的酰胺氮來(lái)自甲酸—一碳單位來(lái)自甲酸—一碳單位來(lái)自天冬氨酸來(lái)自甘氨酸來(lái)自CO2一、嘌呤核苷酸的合成：

（一）嘌呤核苷酸的從頭合成途徑N3N65過(guò)程：5-磷酸核糖+ATPPRPP+AMP

IMP

AMPGMPPRPP合成酶天冬氨酸甘氨酸谷氨酰胺一碳單位CO212過(guò)程：PRPP合成酶天冬氨酸1266PP-1-R-5-PH2N-1-R-5-P酰胺轉(zhuǎn)移酶GlnGluH2C-NH2O=CNHR-5'-P5-磷酸核糖胺PRA甘氨酰胺核苷酸GARGAR合成酶Mg2+甘氨酸ATPNHH2CCHOO=CNHR-5'-P甲酰甘氨酰胺核苷酸FGAR轉(zhuǎn)甲?；窷5N10-CH=FH4FH4PP-1-R-5-PH2N-1-R-5-P酰胺轉(zhuǎn)移酶GlnG67NHH2CCHOO=CNHR-5'-P甲酰甘氨酰胺核苷酸FGARNHH2CCHOHN=CNHR-5'-PHCNCCHH2NNR-5'-P甲酰甘胺咪核苷酸FGAM5-氨基咪唑核苷酸AIRGlnGluATPMg2+AIR合成酶ATPMg2+K+NH甲酰甘氨酰胺核苷酸FGAR68HCNCCHH2NNR-5'-P5-氨基咪唑核苷酸AIR羧化酶CO2OCNHOCCHCH2NNR-5'-P5-氨基咪唑4-羧酸核苷酸CAIRHOOCH2CHCHOOCOCCCNHNCHR-5'-PNH2N5-氨基咪唑4-（N-琥珀酸）-甲酰胺核苷酸SAICAR合成酶天冬氨酸ATPMg2+HCN5-氨基咪唑核苷酸AIR羧化酶CO269OCCCH2NNCHNH2NR-5'-P5-氨基咪唑4-（N-琥珀酸）-甲酰胺核苷酸SAICAR裂解酶延胡索酸5-氨基咪唑4-甲酰胺核苷酸AICAROCCCH2NNCHNHNR-5'-PO=CH5-甲酰氨基咪唑4-甲酰胺核苷酸FAICARN10-CHOFH4FH4轉(zhuǎn)甲?；窴+OCCCH2NNCHNH2NR-5'-P5-氨基咪唑裂解酶70OCCCH2NNCHNHNO=CH5-甲酰氨基咪唑4-甲酰胺核苷酸FAICARR-5'-POCCCHNNCHNNHR-5'-PHC次黃嘌呤核苷酸IMP環(huán)水解酶H2OOCCCH2NNCHNHNO=CH5-甲酰氨基咪唑4-甲酰71AMP和GMP的生成：AMP和GMP的生成：72由AMP、GMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和GTP：

AMPADPATPGMPGDPGTP激酶激酶激酶激酶ATPATPATPATPADPADPADPADP由AMP、GMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和GTP：激酶激酶激酶激酶ATP73（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成：兩種酶催化嘌呤合成嘌呤核苷酸：腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（APRT），次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）。

腺嘌呤+PRPPAMP+PPi次黃嘌呤IMP鳥嘌呤GMP嘌呤核苷的再利用：腺嘌呤核苷AMPAPRT+PRPPHGPRT腺苷激酶ATPADP（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成：APRT+PRPPHGPRT腺苷74二、嘧啶核苷酸的合成（一）從頭合成先合成嘧啶環(huán)，再由嘧啶和PRPP合成嘧啶核苷酸。先合成UMP，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)榘奏ず塑账岷托叵汆奏ず塑账?。二、嘧啶核苷酸的合?51、從頭合成的過(guò)程：（1）UMP的合成：UMP合成原料：谷氨酰胺、CO2、（谷氨酰胺+CO2→氨基甲酰磷酸）、天冬氨酸、PRPP。來(lái)自天冬氨酸來(lái)自CO2來(lái)自GlnNNCCCC6543211、從頭合成的過(guò)程：來(lái)自天冬氨酸來(lái)自CO2來(lái)自GlnNNCC76合成過(guò)程：Gln+HCO3-H2N-CO-O-HPO3-+Glu氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ2ATP2ADPPiNH2O=CO-P+HOOCCH2

CHH2NCOOHHO-CCH2

CHNCOOHOH2NOCH天冬氨酸氨基甲?；D(zhuǎn)移酶Pi氨甲酰天冬氨酸ASP合成過(guò)程：氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ2ATP2ADPPi77氨甲酰天冬氨酸CCH2

CHNCOOHOH

NOCH二氫乳清酸二氫乳清酸酶H2OCCH

CNCOOHOH

NOCH乳清酸脫氫酶NAD+NADH+H+CCH

CNCOOHOH

NOCR-5-P乳清酸核苷酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶PRPPPPi氨甲酰COHNOCH二氫二氫乳清酸酶H2O78CCH

CNCOOHOH

NOCR-5-P乳清酸核苷酸OMPCCH

CHNOH

NOCR-5-P尿嘧啶核苷酸UMPOMP脫羧酶CO2COHNOCR-5-P乳清酸核苷酸79（2）UTP、CTP的合成：UMPUDPUTPUTP+Gln+ATPCTP+Glu+ADP+Pi尿苷酸激酶尿苷酸激酶ATPATPADPADPCTP合成酶CCH

CHNNH2

NOCR-5-PPP（2）UTP、CTP的合成：尿苷酸激酶尿苷酸激酶ATPATP80（二）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成：由嘧啶堿合成嘧啶核苷酸：嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶可催化U、T、O合成相應(yīng)核苷酸。嘧啶+PRPP→嘧啶核苷酸+PPi嘧啶核苷的利用；尿嘧啶核苷+ATPUMP+ADP脫氧胸苷+ATPdTMP+ADP尿苷激酶胸苷激酶（二）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成：尿苷激酶胸苷激酶81三、脫氧核糖核苷酸的生成：脫氧核糖核苷酸（包括嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸）是在二磷酸核苷（NDP）水平還原生成的。dNDPNDP三、脫氧核糖核苷酸的生成：dND