第十二章 核苷酸代谢metabolism of nucleotide

核酸的消化吸收

膳

食

核

蛋

白

蛋白质

核酸DNA 、 RNA

单核苷酸

磷酸 核苷

戊糖 碱基

核糖 脱氧核糖（ R ） （ dR ）

嘌呤碱 嘧啶碱(A 、 G) (C 、 U 、 T)

核苷酸的功能

1. d NTP 是合成 DNA 的原料2. NTP 是合成 RNA 的原料3. UTP 、 CTP 、 GTP 分别参与 Gn 、磷脂和Pr 合成4. ATP 直接供能者5. AMP 参与合成多种辅酶： CoA 、 FAD 、 NAD+ 、 NADP+

6. cAMP 、 cGMP 作为激素的第二信使

第一节 核苷酸的合成代谢

1. 从头合成途径（肝、胸腺）：

R-5-P 核苷酸

2 . 补救合成途径（脑、骨髓）：

嘌呤或嘧啶碱 + 核苷酸

磷酸核糖焦磷酸 (PRPP)

aa “-C” CO2

（一系列酶促反应）

两条合成途径

R-5-P

一、嘌呤核苷酸的从头合成

合成特点：

R-5-P → PRPP

一碳单位、 CO2 、谷氨酰胺、甘氨酸、天冬氨酸

IMP

在 PRPP 的基础上各原料逐步合成嘌呤核苷酸

嘌呤环的原料

嘌呤核苷酸合成的基本过程

R-5-P PRPP IMP

AMP

GMP

各种嘌呤环原料 *

二、嘧啶核苷酸的从头合成

天冬氨酸谷氨酰胺CO2

合成特点：

嘧啶环PRPP

UMP

先合成嘧啶环，再与 PRPP 作用生成 UMP

嘧啶环合成的原料

谷氨酰胺

CO2

天冬氨酸

氨基甲酰磷酸

嘧啶核苷酸合成的基本过程

天冬氨酸谷氨酰胺CO2

嘧啶环PRPP

UMPCTP

dTMP① ③

②

UMP—— 尿苷酸（一磷酸尿苷）CTP—— 三磷酸胞苷dTMP—— 脱氧胸苷酸（一磷酸脱氧胸苷）

1 、 UMP 的合成

谷氨酰胺 + CO2 氨基甲酰磷酸 + 谷氨酸CPS-Ⅱ

2ATP 2ADP+Pi

（氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ）

氨基甲酰磷酸

天冬氨酸 氨甲酰天冬氨酸Pi

乳清酸核苷酸 乳清酸 二氢乳清酸

H2O

尿嘧啶核苷酸（ UMP ）

CO2

OMP

PRPP

CO2+ 谷氨酰胺

2 、 CTP 的合成

UMP UDP

ATP

ATP

CTP谷氨酸 谷氨酰胺

UTP

3 、 dTMP 的合成

dUDPdUMP

dTMP

N5 ， N10- 甲烯基 FH4

FH2

UDP

UMP

还原

三、核苷酸的补救合成

A / G / I + PRPP AMP / GMP / IMP

嘧啶碱 + PRPP 嘧啶核苷酸

嘧啶核苷 + ATP 嘧啶核苷酸 + ADP

嘌呤磷酸核糖转移酶

嘧啶磷酸 核糖转移酶

嘧啶核苷 激酶

* 正常肝组织胸苷激酶活性很低

ATP ATP

作为合成 RNA 的原料

四、三磷酸核苷的生成

NM P NDP NTP

N ： 代表 A 、 G 、 C 、 U

五、脱氧核苷酸的合成

脱氧核糖核苷酸由核糖核苷酸的二磷酸核苷水平上还原生成

NADPH+H+

NADP+ H2O

NDP

dNDPdNTP（ A 、 G 、 C ）

DNA 合成原料

dUMPdTMPdTTP

第二节 核苷酸的分解代谢

一、嘌呤核苷酸的分解代谢

GMP AMP

鸟嘌呤 黄嘌呤 次黄嘌呤

Pi Pi

NH3

尿酸

黄嘌呤氧化酶

NH3

别嘌呤醇

（ - ）痛风症

次 黄 嘌 呤

别 嘌 呤 醇

别嘌呤醇通过竞争性抑制黄嘌呤氧化酶而抑制尿酸的生成

次黄嘌呤和别嘌呤醇

二、嘧啶核苷酸的分解代谢

尿嘧啶←胞嘧啶 胸腺嘧啶

β- 脲基丙酸 β- 脲基异丁酸

β- 丙氨酸 β- 氨基异丁酸

NH3

第三节 核苷酸的抗代谢物

抗代谢物作用原理

酶正常代谢物

抗代谢物

竞争性抑制

阻断核酸、蛋白质合成

一、嘌呤核苷酸的抗代谢物1. 嘌呤类似物

6- 巯基嘌呤 (6MP) 、 6- 巯基鸟嘌呤、

8- 氮杂鸟嘌呤等

其中 6MP 结构类似于次黄嘌呤

2. 氨基酸类似物

氮杂丝氨酸（ Azas ）、 6- 重氮 -5- 氧正亮氨酸等

其中 Azas 结构类似于谷氨酰胺

6-MP

（ -）

（ -）

（ -）

PRPP

PRPP

Azas

Gln

（ -）

（从头合成途径）

（补救合成途径）

R-5-P PRPP IMP

AMP A

XMP GMP G

*6-MP 和 Azas 的抑制作用

二、嘧啶核苷酸抗代谢物

1. 嘧啶类似物

5- 氟尿嘧啶（ 5-FU ）

2. 叶酸类似物

氨基喋呤、氨甲喋呤

dUMP dTMP

dTMP 合成酶

N5, N10-CH2-FH4 FH2

5-FU 5-FdUMP

FH2 还原酶

氨基喋呤

(-)

(-)

5-FU 和氨基喋呤的抑制作用

CDP dCDP

dCTP

Ara-C

(-)

核苷类似物 阿糖胞苷 (Ara-C)

《核苷酸代谢》课堂练习1. 补救合成途径主要在下列组织中进行

Ａ . 肝组织　　　　 Ｂ . 胸腺

Ｃ．脑组织　　　　 D ．骨髓组织

E. 小肠

２ . 下列原料在嘌呤碱和嘧啶碱合成中均需要

Ａ． C02 B. Asp

C. Gln D. “ ~C ”

E. Gly

3.需要 PRPP 提供 R-5-P 的途径是 A. 嘌呤核苷酸的从头合成

B. 嘌呤核苷酸的补救合成

C. 嘧啶核苷酸的从头合成

D. 嘧啶核苷酸的补救合成

E. 以上途径都需要

4.核苷酸的脱氧还原是发生在下列水平上A. 一磷酸核苷 B. 二磷酸核苷

C. 三磷酸核苷 D. 核苷

E. 核糖

5. dTMP 的 5C-CH3 来自A. N5,N10-CH2-FH4 提供 B. N5-CH3. FH4 提供

C. N5,N10-CH-FH4 提供 C. N5, -CHO. FH4 提供

E. N5,N10-CH2-FH4 提供

6. 人体内嘌呤碱分解终产物为

A. 次黄嘌呤 B. 黄嘌呤 C. 尿酸

D. 腺嘌呤 E. 鸟嘌呤

7. 6MP 可从下列环节抑制嘌呤核苷酸的合成A. IMP → AMP B. IMP → XMP

C. XMP → GMP D. A + PRPP → AMP

E. G + PRPP → GMP