核苷酸代谢

• ATP和GTP分别调控GTP与ATP的相对平衡。
（二）嘌呤核苷酸补救合成途径
红细胞、脑骨髓、脾脏等组织不能从头合成嘌呤核苷酸，只 能利用现成的嘌呤碱或嘌呤核苷来合成嘌呤核苷酸。
细胞利用游离碱基或核苷重新合成相应核苷酸的过程称 “补救途径”
腺嘌呤磷酸
核糖转移酶
腺嘌呤+PRPP
（APRT）
AMP + PPiБайду номын сангаас
正常：四氢叶酸提 供一碳单位

N

N
药物：氨碟呤
氨甲喋呤
嘌呤核苷酸





N
N
R-5-P
正常：谷氨酰胺提供N 药物：氮杂丝氨酸
核苷酸的生物学功能
1. 核酸的合成原料。
2 . 体内能量的利用形式（如ATP，GTP）。
3 . 酶的变构剂或为酶共价修饰提供磷酸基。
Content 01
Content 02
Content 03
4 . 提供活化中间代谢物。（如UDPG, SAM 等）
5 . 参与代谢和生理调节（如cAMP，cGMP)。
（三）脱氧核糖核苷酸的生成
核糖核苷酸还原酶(RR)
磷酸激酶
NDP
dNDP
dNTP
NADPH+H+ NADP+
(N: A、G、C、U）还原反应是在核苷二磷酸水平（NDP）
P P O CH2 O B P P O CH2 O B
H
OH OH
H
OH H
硫氧化还原蛋白还原酶体系：2SH
S—S
核糖核苷酸还原酶
调节该酶控制 dNTP生成量
SH
S-S
NADPH是最终还原剂
（四） 嘌呤核苷酸抗代谢物 定义：
抗代谢物是指一些人工合成的化合物在结构上分别与嘌呤 （或嘧啶），氨基酸或叶酸类似，它们主要以竞争性抑制 或“以假乱真”等方式干扰或阻断核苷酸的合成代谢，从 而阻断核酸以及蛋白质的合成。
叶酸
嘌呤核苷酸抗代谢物作用位点
脱氧 核糖核苷酸
核苷酸合成在脑,红细胞和骨髓中
只能进行“补救途径”。
核苷酸合成代谢概况
从头合成途径 补救合成途径
用基本原料
用半成品
最重要的中 间物质和关
键酶
主要的酶
嘌呤核苷酸 嘧啶核苷酸
第一节 嘌呤核苷酸的代谢
一、嘌呤核苷酸的合成
包括： ATP
途径：
GTP
1， 从头合成： 利用：
(de novo synthesis)
第一阶段
ATP
第二阶段
PRPP
10步酶促反应
第三阶段
IMP
GTP
ATP
AMP
GMP
第一阶段： PRPP的生成
PRPP合成酶
R--5--P
PRPP
ATP
AMP
来自“磷酸戊糖途径”
P O CH2 O
OH OH OH
P O CH2 O
R—5 —P
5-磷酸核糖 （来自磷酸戊糖途径）
ATP
AMP
活化过程
O- P P
磷酸核糖 氨基酸
CO2 一碳单位
嘌呤碱
2，补救合成（重新利用）：利用： 嘌呤核苷
(salvage pathway )
（一） 嘌呤核苷酸的从头合成
嘌呤碱合成的元素来源：
CO2
甘氨酸
N
天冬氨酸
N
一碳单位
（甲酰基-FH4）
N
N
一碳单位
（甲酰基FH4）
谷氨酰胺 （酰胺基）
嘌呤核苷酸从头合成途径
机体甘利氨用酸氨、基天酸冬、氨二酸氧、化谷碳氨、酰一胺碳、单位及 磷酸核糖等小分子物质为原料，经一系列 酶促一反碳应单合位成、嘌C呤O核2、苷5酸-磷的酸过核程糖。
第十章 核苷酸代谢
Metabolism of Nucleotide
LOGO
N
N
N
N
N H
N
1
2
3
2 4
5
本章主要内容
嘌呤核苷酸的代谢
嘌呤核苷酸的合成 嘌呤核苷酸的分解
嘧啶核苷酸的代谢
嘧啶核苷酸的合成 嘧啶核苷酸的分解
食物核苷酸的利用
营
食 物
糖
养
脂肪
必 需
蛋白质
物 质
核苷酸
食物中的核苷酸大部分都将被分解，不被机体利 用。人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。
OH OH
PRPP
5-磷酸核糖-1-焦磷酸
第二阶段 IMP的生成
PRPP酰胺转移酶
PRPP
5-PRA
Gln
PPi Glu
IMP
限速步骤
GAR FGAR
FAICAR AICAR SAICAR CAIR AIR FGAM
P O CH2 O
限速步骤
O- P P
PRPP
OH OH
Gln
P O CH2 O NH2
NH2
O
N
N
N
N
R-5-P
IMP
谷氨酰胺
N
A
N O
N
G
H2N
N
N
N
R-5-P
N
N
R-5-P
AMP 和GMP 在激酶作用下， 经过两步 磷酸化反应， 进一步分别生成 ATP 和 GTP。
AMP 激酶 ADP 激酶 ATP
ATP ADP
ATP ADP
激酶
激酶
GAP
GDP
GTP
ATP ADP ATP ADP
H G
+ PRPP
HGPRT
次黄嘌呤鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶
IMP GMP
腺苷激酶
腺苷 + ATP
AMP + ADP
+ PPi
嘌呤核苷酸补救合成的生理意义
1. 节省能量和减少氨基酸的消耗
2. 对缺乏从头合成途径的组织 具有更重要的生理意义
Lesch-Nyhan 综合症的病因？？ • HGPRT 遗传缺陷 • 尿酸增加 ？？？ • 神经系统异常 ！！
6 . 组成辅酶（NAD，FAD，辅酶A等）。
沈勤
核苷酸代谢框架
主要途径
1 从头合成
合
基本原料 成
（AA，CO2，一碳单位， 5-磷酸核糖等小分子物质）
重要中间物
2 补救途径
（核苷，碱基）
PRPP
分解
嘌呤 尿酸 嘧啶 -氨基酸
核糖核苷酸
NDP
还原酶
核苷酸酶 核苷
磷酸
核苷 磷酸化酶
碱基
1-磷酸 核糖
Glu
5-磷酸核糖胺
(5--PRA)
OH OH
第三阶段：由IMP生成AMP和GMP
IMP
腺苷酸 代琥珀酸
延胡索酸
AMP
腺苷酸代琥珀 酸裂解酶
NAD＋
NADH＋H＋
黄嘌呤 核苷酸
(XMP)
谷氨酰胺
ATP
GMP合成酶
GMP
P176：图8-12，联合转氨基中，转氨偶联嘌呤核苷酸循环脱氨作用
天冬氨酸
或经底物水平磷酸化
嘌呤核苷酸的合成要点
❖ 在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环；
❖ PRPP是重要的中间代谢物，它不仅参与嘌呤 核苷酸的从头合成，而且参与嘧啶核苷酸的 从头合成及两类核苷酸的补救合成。是5’-磷 酸核糖的活性供体；
❖ 关键酶为PRPP酰胺转移酶。
嘌呤核苷酸从头合成的调节
5-磷酸核糖
-
PRPP合成酶 -
第 一 水
5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）
+ PRPP酰
平 的
-
胺转移酶 -
5-磷酸核糖胺 (PRA)
调 节
- IMP -
AMP
GMP
第 二
水
ADP +
+ GDP
平 的
调
ATP
GTP
节
调节要点：
• 调节的机制: 反馈调节 • PRPP酰胺转移酶: 限速酶、变构酶，有两种 形式：单体有活性，二聚体无活性。