第十章核酸的降解和 核苷酸代谢

一、核酸的降解

糖

核酸的降解过程

核酸酶（磷酸二酯酶）

核苷酸酶（磷酸单酯酶）

核苷磷酸化酶

核酸

核苷酸

核苷 磷酸

嘌呤或嘧啶 戊糖 -1- 磷酸

+ 磷酸

二、核苷酸的分解代谢（一）嘌呤碱的分解代谢这是一个氧化降解过程，不同生物降解的产物不同。

腺嘌呤 鸟嘌呤 H2O H2O

NH3 NH3

次黄嘌呤 黄嘌呤 H2O+O2 H2O2 H2O+O2

H2O2

尿囊素 尿酸 H2O CO2+H2O2 2H2O+O2

尿囊酸 尿素 + 乙醛酸 H2O 2H2O

4NH3 + 2CO2

（人类和灵长类动物、爬虫、鸟类）

（鱼类、两栖类）

（海洋无脊椎动物）

腺嘌呤脱氨酶 鸟嘌呤脱氨酶

黄嘌呤氧化酶

黄嘌呤氧化酶

尿酸氧化酶

尿囊素酶

尿囊酸酶

脲酶

（植物）

（灵长类以外的哺乳动物）

别嘌呤醇：

次黄嘌呤底物类似物经酶作用后成为酶的灭活物，称之为自杀作用物。自杀性底物

（二）嘧啶碱的分解代谢

嘧啶的降解：这是一个还原降解过程。

• 胞嘧啶 尿嘧啶 二氢尿嘧啶 H2O NH3 NAD(P)H+H+ NAD(P)+ H2O

β- 丙氨酸 β- 脲基丙酸 H2O

• 胸腺嘧啶 二氢胸腺嘧啶 NAD(P)H+H+ NAD(P)+ H2O

β- 氨基异丁酸 β- 脲基异丁酸 H2O

胞嘧啶脱氨酶 二氢尿嘧啶脱氢酶

脲基丙酸酶

二氢尿嘧啶脱氢酶

二氢嘧啶酶脲基丙酸酶

NH3+CO2+

NH3+CO2+

三、核苷酸的合成代谢• 体内的核苷酸可以氨基酸和某些小分子

物质为原料，经一系列酶促反应从头合成，称为从头合成途径 , 也可利用细胞中自由存在的碱基和核苷合成核苷酸，一般称为补救合成途径。

• 从头合成途径是体内核苷酸合成的主要途径，大脑中次黄嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸的合成主要依赖于补救途径。

嘌呤核苷酸的从头合成

H2NH2NH2N

AMP-S AMP

IMP

XMP GMP

Asp

NAD+Gln

嘌呤环中各原子的来源

  活性磷酸核糖形式：磷酸核糖焦磷酸（ PRPP ）  两个阶段：首先合成 IMP ，再由 IMP 转变成 AMP 与 GMP

  嘌呤核苷酸是在一磷酸水平上合成的在合成嘌呤核苷酸的过程中逐步合成嘌呤环

原料：磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2 及一碳单位

部位：胞液

嘌呤核苷酸的从头合成

腺嘌呤

腺嘌呤

嘌呤核苷酸的 补救合成途径

激酶 激酶 AMP/GMP ADP/GDP ATP/GTP ATP ADP ATP ADP NADPH+H+ 核糖核苷酸还原酶 NADP++H2O 激酶 dADP/dGDP dATP/dGTP ATP ADP

三磷酸嘌呤核苷酸及脱氧嘌呤核苷酸的合成：

嘧啶核苷酸的从头合成

Ⅱ

激酶 激酶 CTP合成酶 UMP UDP UTP CTP ATP ADP ATP ADP Gln+ATP Glu+ADP+Pi

嘧啶环中各原子的来源

Gln(NH3)

原料：磷酸核糖、天冬氨酸、谷氨酰胺、 CO2

部位：胞液

嘧啶核苷酸的从头合成

两个阶段：首先合成 UMP ，再由 UMP 转变成 CTP 与 dTMP

胞嘧啶核苷酸的生成发生在三磷酸水平，由 UTP转变为 CTP

先合成嘧啶环，再合成嘧啶核苷酸

嘧啶核苷酸的补救途径

嘧啶 + PRPP 一磷酸嘧啶核苷 + PPi嘧啶磷酸核苷转移酶

尿嘧啶核苷 + ATP UMP + ADP

尿苷激酶

脱氧嘧啶核苷酸的合成： 核糖核苷酸还原酶 激酶

CTP CDP dCDP dCTP

H2O Pi NADPH+H+ NADP++H2O ATP ADP

H2O

Pi

dCMP

H2O

脱氨酶

NH3

dUMP

N5,N10-CH2-FH4

胸苷酸合成酶

FH4

dTMP dTDP dTTP

抗代谢物：竞争性抑制

6 巯基嘌呤（ 6MP ）：次黄嘌呤（ I ）的类似物，抑制嘌呤核苷酸的补救合成。在体内可转变为 6 巯基嘌呤核苷酸，抑制嘌呤核苷酸的从头合成。

5 氟尿嘧啶（ 5FU ）：胸腺嘧啶的类似物，抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成。

阿糖胞苷：胞苷的类似物，抑制 dCDP 的生成。

氨甲蝶呤（ MTX ）：叶酸类似物，抑制四氢叶酸的合成，从而同时抑制嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸的从头合成

氮杂丝氨酸： Gln 类似物，同时抑制嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成