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1、 第八章 核苷酸代谢 5 A C T G T 3 3 T G A C A 5 DNA合成原料合成原料:dATP /dGTP / dTTP / dCTP 5 A C U G U 3 RNA合成原料合成原料:ATP/ GTP / UTP/CTPRNADNA核酸是核酸是营养物质营养物质吗吗核酸口服液有无保健治疗效果核酸口服液有无保健治疗效果在珍奥集团的网站上，有类似的介绍：在珍奥集团的网站上，有类似的介绍： 核酸胶囊的主要功效核酸胶囊的主要功效 -它能保持和维护人它能保持和维护人体核酸的正常代谢水平，提高人体体液免疫、体核酸的正常代谢水平，提高人体体液免疫、细胞免疫和非特异免疫力，使人体的神经、细胞
2、免疫和非特异免疫力，使人体的神经、内分泌、免疫等系统的功能得到改善，健康内分泌、免疫等系统的功能得到改善，健康得以保证。经人体试验表明：不影响人体得以保证。经人体试验表明：不影响人体正正常血尿酸水平。常血尿酸水平。 本名方是民，本名方是民，1995年在美国密歇根州立大年在美国密歇根州立大学获生物化学博士学位。目前定居于美国。学获生物化学博士学位。目前定居于美国。 1994年，方舟子创办了年，方舟子创办了新语丝新语丝网站，从网站，从事文学和科普方面的写作。事文学和科普方面的写作。2000年，网站开年，网站开设设“立此存照立此存照”栏目，专门揭露学术界的腐栏目，专门揭露学术界的腐败行为，使得他一下
3、子名声大噪。三年多来败行为，使得他一下子名声大噪。三年多来他揭露和参与的学术打假行动已经有他揭露和参与的学术打假行动已经有300多起，多起，打抱不平的方舟子被人称之为打抱不平的方舟子被人称之为“网侠网侠”。 方舟子简介方舟子简介 这是一个伪科学商业骗局这是一个伪科学商业骗局 这个商业骗局是上个世纪这个商业骗局是上个世纪60年代在美国出现年代在美国出现的，的，1981年，它被美国法庭认定为商业骗局后，年，它被美国法庭认定为商业骗局后，在美国就基本消失了。同时，对在美国就基本消失了。同时，对珍奥核酸珍奥核酸盗用多名诺贝尔奖获得者的名义做宣传的行为，盗用多名诺贝尔奖获得者的名义做宣传的行为，也曾经联
4、系到诺贝尔奖获得者发表声明澄清。也曾经联系到诺贝尔奖获得者发表声明澄清。 然而然而20年却在中国重新出现，而且有多名中年却在中国重新出现，而且有多名中国科研人员为之捧场。国科研人员为之捧场。 虽然核酸作为遗传物质对人体的生理活动虽然核酸作为遗传物质对人体的生理活动至关重要，但是人体中的至关重要，但是人体中的核酸都是人体用其他核酸都是人体用其他化学物质自我合成的，并不从膳食中直接吸收化学物质自我合成的，并不从膳食中直接吸收。膳食中的核酸都将在消化道中被彻底分解掉。膳食中的核酸都将在消化道中被彻底分解掉。因此生物医学界公认核酸因此生物医学界公认核酸不是营养物质不是营养物质，口服，口服核酸不仅不能起
5、到营养、保健作用，而且核酸核酸不仅不能起到营养、保健作用，而且核酸吃多了，还会对身体造成危害，会导致痛风和吃多了，还会对身体造成危害，会导致痛风和结石等疾病。结石等疾病。核苷酸的代谢动态核苷酸的代谢动态核苷酸核苷酸食物核酸食物核酸生物合成生物合成组织核酸组织核酸NTP组织核酸组织核酸 某些辅酶某些辅酶 CoA FAD NAD+ NADP+ 活性中间物质活性中间物质UDPG; CDP-胆硷胆硷; CDP-胆胆胺胺; SAM;PAPS cAMP与与cGMP 知识点知识点1 膳膳 食食 核核 蛋蛋 白白 核酸核酸DNA、RNA胃胃 酸酸磷酸磷酸 核苷核苷 核糖或核糖或脱氧核糖脱氧核糖嘧啶碱嘧啶碱 核
6、糖或核糖或脱氧核糖脱氧核糖嘌呤碱嘌呤碱单核苷酸单核苷酸胰核酸酶胰核酸酶胰、肠核苷酸磷酸化酶胰、肠核苷酸磷酸化酶嘧啶核苷嘧啶核苷 嘌呤核苷嘌呤核苷嘌呤核苷酶嘌呤核苷酶嘧啶核苷酶嘧啶核苷酶蛋白质蛋白质 蛋白代谢蛋白代谢图图8-1 核酸的消化核酸的消化一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢 11 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解代谢从头合成途径从头合成途径 (denovo synthesis)补救合成途径补救合成途径 (salvage synthesis) 脱氧脱氧( (核糖核糖) )核苷酸的生成核苷酸的生成嘌呤核苷酸的抗
7、代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物 从头合成途径从头合成途径 (denovo synthesis)： 以磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及以磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2 等简单物质为原料，经过一系列等简单物质为原料，经过一系列酶促反应酶促反应,合成嘌呤核苷酸。合成嘌呤核苷酸。 嘌呤核苷酸的结构嘌呤核苷酸的结构GMPAMP IMP5P 嘌呤核苷酸的从头合成途径嘌呤核苷酸的从头合成途径 1. 反应起始物反应起始物 ： 2Gln（N3 N9） Gly(C4C5N7)、Asp (N1)、CO2 (C6) N10-CHO-FH4 (C2)、N5,N10=CH-FH4(C8)、R-5-P 2反应场所反应场所: 肝
8、、小肠、胸腺肝、小肠、胸腺 胞液胞液 3反应条件反应条件: ATP、GTP 4. 反应过程反应过程: 5. 合成特点合成特点 6. 调控调控 知识点知识点知识点知识点2 2123456789NNNAsp一碳单位一碳单位GlnGly一碳单位一碳单位NCO2图图8-2 嘌呤碱合成的元素来源嘌呤碱合成的元素来源4. 反应过程反应过程: . PRPP（磷酸核糖焦磷酸）的生成（磷酸核糖焦磷酸）的生成 . IMP（次黄嘌呤核苷酸）的合成（次黄嘌呤核苷酸）的合成 . 从从IMP合成合成AMP（一磷酸腺苷）和（一磷酸腺苷）和 GMP（一磷酸鸟苷）（一磷酸鸟苷）R-5-P5-磷酸核糖磷酸核糖PRPP（磷酸核糖焦
9、磷酸）磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、一在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下氨酸的逐步参与下IMP AMP GMPH2N-1-R-5-P（5-磷酸核糖胺）磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸酰胺转移酶酰胺转移酶AMP ATPPRPP合成酶合成酶 R-5-P活化活化 （PRPP） Gln提供提供N9 （PRA） Gly加合，加合， 提供提供4，5，N7 C1提供提供 8 Gln提供提供N3 环化环化PAMPPRPP合成酶合成酶PPATP酰胺转移酶酰胺转移酶NCCNC（脱水）（脱水）N咪咪唑唑环环 CO2提供提供6OC Asp提供提供N1N裂解
10、裂解HOOC | CH2 | CH |HOOC C1提供提供2（咪唑环）（咪唑环）C11环化环化（IMP）（脱水）（脱水）图图8-3 IMP的合成的合成IMPAspGTP腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸NH合成酶合成酶裂解酶裂解酶PAMPIMPDHEH2OPOOXMP GMP合成酶合成酶GlnPOH2NGMPATPPNHPO（3）AMP和和GMP的合成的合成图图8-4 由由 IMP合成合成AMP及及GMPAMPADPATPADPATP激激 酶酶ADPATP激激 酶酶GMPGDPGTPADPATP激激 酶酶ADPATP激激 酶酶5. 合成特点合成特点u 以以PRPP为起点，在它的基础上合成为起点，在
11、它的基础上合成IMPu先合成咪唑环，再合成嘧啶环先合成咪唑环，再合成嘧啶环 u 只有甘氨酸是整个分子嵌在嘌呤环上只有甘氨酸是整个分子嵌在嘌呤环上u关键酶：关键酶：PRPP合成酶（合成酶（PRPPK） 谷氨酰胺谷氨酰胺 PRPP 酰胺转移酶酰胺转移酶(GPAT）u 由由IMP合成合成AMP与与GMP的的异同异同知识点知识点3由由IMP合成合成AMP与与GMP的异同的异同 AMP GMP 前体物质前体物质 IMP IMP 供氨体供氨体 Asp Gln 供能物质供能物质 GTP ATP催化反应的酶催化反应的酶 腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶 IMP脱
12、氢酶脱氢酶GMP 合成酶合成酶6. 从头合成的调节从头合成的调节R-5-P ATPPRPPPRAIMPPRPP合成酶合成酶 酰胺酰胺转移酶转移酶腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸AMP ADP ATPXMP GMP GDP GTP图图8-5 嘌呤核苷酸从头合成的调节嘌呤核苷酸从头合成的调节IMP腺苷酸代腺苷酸代 琥珀酸琥珀酸AMP ADP ATPXMP GMP GDP GTPATPGTP图图8-5 嘌呤核苷酸从头合成的调节嘌呤核苷酸从头合成的调节一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢 11 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解
13、代谢从头合成途径从头合成途径 (denovo synthesis)补救合成途径补救合成途径 (salvage synthesis) 脱氧脱氧( (核糖核糖) )核苷酸的生成核苷酸的生成嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物 以体内游离的以体内游离的嘌呤嘌呤或或嘌呤核苷嘌呤核苷为原为原料，经过简单反应合成嘌呤核苷酸料，经过简单反应合成嘌呤核苷酸。 嘌呤核苷酸的补救合成嘌呤核苷酸的补救合成 (salvage synthesis)：合成部位合成部位: 细胞液细胞液(脑、骨髓为主脑、骨髓为主)合成特点合成特点: 过程简单，耗能少。利用现成的嘌过程简单，耗能少。利用现成的嘌 呤碱或嘌呤核苷合成嘌呤核苷
14、酸呤碱或嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸.特异性酶特异性酶: 腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT) 次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (HGPRT) 腺嘌呤腺嘌呤 + PRPP AMP + PPi 次黄嘌呤次黄嘌呤 + PRPP IMP + PPi 鸟嘌呤鸟嘌呤 + PRPP GMP + PPiAPRTHGPRTHGPRT嘌呤核苷嘌呤核苷 AMP腺苷激酶腺苷激酶ATP ADP 5-磷酸核糖磷酸核糖-1-焦磷酸焦磷酸次黄嘌呤鸟嘌呤次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸腺嘌呤磷酸核糖转移酶核糖转移酶补救合成途径的生理意义补救合成途径的生理意义1. 节约
15、从头合成时需要的能量和一些氨基酸节约从头合成时需要的能量和一些氨基酸2.脑、骨髓等由于缺乏有关酶而不能进行从脑、骨髓等由于缺乏有关酶而不能进行从头合成头合成, 只能利用自由嘌呤碱或嘌呤核苷只能利用自由嘌呤碱或嘌呤核苷进行补救合成。进行补救合成。3.基因缺陷导致基因缺陷导致HGPRT完全缺乏的患儿完全缺乏的患儿, 表现为自毁容貌征或称表现为自毁容貌征或称: Lesch-Nyhan综综合症合症 。Lesch-Nyhan综合症综合症 行为异常、智力发育缺陷构成的典型临床症。行为异常、智力发育缺陷构成的典型临床症。 LeschNyhan 综合征发病机理综合征发病机理HGPRT 嘌呤分解嘌呤分解 血血尿
16、酸尿酸高尿酸血症、痛风并伴有高尿酸血症、痛风并伴有大脑瘫痪、智力减退、舞大脑瘫痪、智力减退、舞蹈病样多动症、肢体僵直蹈病样多动症、肢体僵直痉挛、咬指撞击行为致自痉挛、咬指撞击行为致自身残毁。慢性尿酸性肾病、身残毁。慢性尿酸性肾病、肾功能衰竭。肾功能衰竭。自伤自伤综合症状综合症状一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢 11 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解代谢从头合成途径从头合成途径 (denovo synthesis)补救合成途径补救合成途径 (salvage synthesis) 脱氧脱氧( (核糖核糖) )核苷酸
17、的生成核苷酸的生成嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物 脱氧脱氧( (核糖核糖) )核苷酸的生成核苷酸的生成体内脱氧核糖核苷酸由核糖核苷酸还原而成体内脱氧核糖核苷酸由核糖核苷酸还原而成知识点知识点知识点知识点4 4不是先形成脱氧核糖不是先形成脱氧核糖是在是在 （NDP）水平）水平上进行上进行 二磷酸核苷二磷酸核苷图图8-6 脱氧核苷酸的生成脱氧核苷酸的生成dNDP + ATP 激酶激酶dNTP + ADP ADP/GDP dADP/dGDP dATP/dGTP一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢 11 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解代
18、谢嘌呤核苷酸的合成与分解代谢从头合成途径从头合成途径 (denovo synthesis)补救合成途径补救合成途径 (salvage synthesis) 脱氧脱氧( (核糖核糖) )核苷酸的生成核苷酸的生成嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物 嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物性质性质: :嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、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氨基酸或叶酸等的类似物. .机制机制: :通过竞争抑制酶活性或通过竞争抑制酶活性或“以假乱真以假乱真”方式方式替代代谢物，干扰或阻断正常嘌呤替代代谢物，干扰或阻断正常嘌呤核苷酸的合成及影响核苷酸的合成及影响DN
19、A和和 RNA的结构。的结构。意义意义: 抗肿瘤作用抗肿瘤作用.嘌呤类似物嘌呤类似物氨基酸类似氨基酸类似物物叶酸类似叶酸类似物物6-巯基嘌呤巯基嘌呤6-巯基鸟嘌呤巯基鸟嘌呤8-氮杂鸟嘌呤氮杂鸟嘌呤等等氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸等等氨蝶呤氨蝶呤氨甲蝶呤氨甲蝶呤等等一些人工合成的抗代谢物一些人工合成的抗代谢物A. 嘌呤类似物嘌呤类似物: 6-巯基嘌呤巯基嘌呤(6MP) 6-巯基鸟嘌呤巯基鸟嘌呤 8-氮杂鸟嘌呤氮杂鸟嘌呤 次黄嘌呤次黄嘌呤OSH|6MP6巯基嘌呤巯基嘌呤6MP核苷酸核苷酸磷酸核糖磷酸核糖I MPAMPGMP取代取代竞争竞争HGPRT补救合成补救合成反馈抑制反馈抑制酰胺转移酶酰胺转移酶从头合
20、成从头合成A. 嘌呤类似物嘌呤类似物 6MP 临床应用较多临床应用较多.其化学结构与其化学结构与次黄嘌次黄嘌 呤呤相似相似,并可在体内转变成并可在体内转变成6MP核苷酸核苷酸.因因而可抑而可抑 制制IMP转变为转变为AMP及及GMP; 可通过可通过竞争性抑制影响次黄嘌呤竞争性抑制影响次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖鸟嘌呤磷酸核糖转移酶转移酶(HGPRT)而阻止了补救合成途径而阻止了补救合成途径; 还还可反馈抑制可反馈抑制PRPP酰基转移酶酰基转移酶而阻断从头合而阻断从头合成途径成途径.甲酰甘氨酰甲酰甘氨酰胺核苷酸胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺甘氨酰胺核苷酸核苷酸
21、（GAR）=甲酰甘氨甲酰甘氨脒核苷酸脒核苷酸（FGAM）5-氨基异咪唑氨基异咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黄嘌呤次黄嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（腺嘌呤（A）GMP=PRPPPPi鸟嘌呤鸟嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP图图8-7 嘌呤核苷酸抗代谢物的作用嘌呤核苷酸抗代谢物的作用B.氨基酸类似物氨基酸类似物: 氮杂丝氨酸、氮杂丝氨酸、6-重氮重氮-5-氧正亮氨酸氧正亮氨酸 其结构与其结构与谷氨酰胺谷氨酰胺相似相似,可干扰谷氨酰胺在可干扰谷氨
22、酰胺在嘌呤核苷酸合成中的作用而抑制其合成嘌呤核苷酸合成中的作用而抑制其合成 。 O NH2 | |H2N-C-CH2-CH2-CH-COOH 谷氨酰谷氨酰胺胺 O NH2 | | 氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸 N+=N-CH2-C-O-CH2-CH-COOH （重氮乙酰丝氨酸）重氮乙酰丝氨酸） O NH2 | |N+=N-CH2-C-CH2-CH2-CH-COOH氨基酸类似物氨基酸类似物6重氮重氮5氧正亮氨酸氧正亮氨酸甲酰甘氨酰甲酰甘氨酰胺核苷酸胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺甘氨酰胺核苷酸核苷酸（GAR）=甲酰甘氨甲酰甘氨脒核苷酸脒核苷酸（FGAM）5-氨基异咪
23、唑氨基异咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黄嘌呤次黄嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（腺嘌呤（A）GMP=PRPPPPi鸟嘌呤鸟嘌呤(G)氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸图图8-7 嘌呤核苷酸抗代谢物的作用嘌呤核苷酸抗代谢物的作用C.叶酸类似物叶酸类似物: 氨蝶呤、氨甲蝶呤氨蝶呤、氨甲蝶呤(MTX) 竞争性抑制二氢叶酸还原酶竞争性抑制二氢叶酸还原酶, 使叶使叶酸不能还原成二氢叶酸及四氢叶酸。嘌酸不能还原成二氢叶酸及四氢叶酸。嘌呤分子中来自呤分子中
24、来自 一碳单位的一碳单位的C2、8 得不到得不到供应而抑制其合成。供应而抑制其合成。NNNNNH2NH2CH2NRCNHCOOHCHCH2CH2COOHOR CH3叶酸类似物叶酸类似物 氨蝶呤氨蝶呤Aminopterin, APMethotrexate, MTX氨甲蝶呤氨甲蝶呤R H一碳一碳单位单位FA类似物类似物氨蝶呤，甲氨蝶呤氨蝶呤，甲氨蝶呤F AFH2FH4二氢叶酸二氢叶酸还原酶还原酶竞争甲酰甘氨酰甲酰甘氨酰胺核苷酸胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺甘氨酰胺核苷酸核苷酸（GAR）=甲酰甘氨甲酰甘氨脒核苷酸脒核苷酸（FGAM）5-氨基异咪唑氨基异咪唑-4
25、-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黄嘌呤次黄嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（腺嘌呤（A）GMP=PRPPPPi鸟嘌呤鸟嘌呤(G)MTXMTX图图8-7 嘌呤核苷酸抗代谢物的作用嘌呤核苷酸抗代谢物的作用一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢 11 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘌呤核苷酸的合成与分解代谢从头合成途径从头合成途径 (denovo synthesis)补救合成途径补救合成途径 (salvage synthesis
26、) 脱氧脱氧( (核糖核糖) )核苷酸的生成核苷酸的生成嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物二、嘌呤核苷酸的分解代谢终产物是尿酸二、嘌呤核苷酸的分解代谢终产物是尿酸AMP IMP GMPPi次黄嘌呤核苷次黄嘌呤核苷 鸟苷鸟苷 尿酸尿酸 ( (终产物终产物) )次黄次黄嘌呤嘌呤黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶 黄嘌呤黄嘌呤G黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶PiPiR-PR-PPi 尿酸在其他动物体内能继续分解尿酸在其他动物体内能继续分解嘌呤核苷酸分解代谢特点嘌呤核苷酸分解代谢特点: :1. 环打不破环打不破2. 分解代谢的中间产物是分解代谢的中间产物是黄嘌呤黄嘌呤3. 重要的酶是重要的酶是黄嘌呤氧化酶黄嘌呤
27、氧化酶4. 嘌呤核苷酸代谢的终产物是尿酸嘌呤核苷酸代谢的终产物是尿酸 。5. 嘌呤代谢障碍嘌呤代谢障碍: 痛风症痛风症知识点知识点5来去如风：来去如风： 疼痛来也匆匆，去也匆匆疼痛来也匆匆，去也匆匆重男轻女：重男轻女： 95男性，男性，5女性女性追逐富裕人追逐富裕人 ： 又名帝王病，奢侈病又名帝王病，奢侈病痛风的特点：痛风的特点：痛风是以血中尿酸含量过高为主要特征的疾病痛风是以血中尿酸含量过高为主要特征的疾病何谓痛风症何谓痛风症(gout)： 血尿酸正常含量为血尿酸正常含量为 0.12-0.36mmol/L，溶，溶解度低。解度低。嘌呤代谢障碍时，血尿酸浓度升高，嘌呤代谢障碍时，血尿酸浓度升高，
28、尿酸盐结晶沉积于软组织、关节及肾脏等处尿酸盐结晶沉积于软组织、关节及肾脏等处 , 而导致而导致关节炎、尿路结石及肾脏疾病。关节炎、尿路结石及肾脏疾病。引引起相应的一系列症状，如：关节肿痛、变形、起相应的一系列症状，如：关节肿痛、变形、腰痛、血尿等。同时血尿酸浓度升高，造成腰痛、血尿等。同时血尿酸浓度升高，造成酸性环境，骨质容易脱钙，长期下去酸性环境，骨质容易脱钙，长期下去导致骨导致骨质疏松质疏松，很容易发生骨折。另外，很多医学，很容易发生骨折。另外，很多医学研究还证明，血尿酸浓度升高是研究还证明，血尿酸浓度升高是冠心病冠心病的一的一个危险因素。个危险因素。 临床常用临床常用别嘌呤醇别嘌呤醇治疗
29、痛风症。治疗痛风症。因别嘌呤醇与次黄嘌呤结构相似，可因别嘌呤醇与次黄嘌呤结构相似，可抑制黄嘌呤氧化酶而抑制尿酸生成。抑制黄嘌呤氧化酶而抑制尿酸生成。另外另外, 别嘌呤醇可与别嘌呤醇可与PRPP结合结合, 产物产物可反馈抑制从头合成的酶。可反馈抑制从头合成的酶。痛风症的治疗机制痛风症的治疗机制鸟嘌呤鸟嘌呤次黄嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤尿酸尿酸黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇别嘌呤醇黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶别别嘌嘌呤呤醇醇次次黄黄嘌嘌呤呤一、嘧啶核苷酸的合成同样有从一、嘧啶核苷酸的合成同样有从头合成与补救合成两条途径头合成与补救合成两条途径嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单嘧啶核苷酸的从头合成比嘌
30、呤核苷酸简单嘧啶核苷酸的补救合成途径与嘌呤核苷酸类似嘧啶核苷酸的补救合成途径与嘌呤核苷酸类似嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶核苷酸的抗代谢物22 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢嘧啶核苷酸的合成与分解代谢嘧啶核苷酸的合成与分解代谢嘧啶核苷酸的合成与分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的从头合成嘧嘧啶啶核核苷苷酸酸的的从从头头合合成成是是指指利利用用磷磷酸酸核核糖糖、氨氨基基酸酸、一一碳碳单单位位及及二二氧氧化化碳碳等等简简单单物物质质为为原原料料，经经过过一一系系列列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。 定义定义嘧啶核苷酸的结构嘧
31、啶核苷酸的结构 1.反应起始物反应起始物 Gln 、 Asp 、CO2 、R-5-P 2.反应场所反应场所 （主要）（主要） 肝肝 胞液胞液 3.反应条件反应条件 ATP 4.反应过程反应过程 5.合成特点合成特点 6.调控调控嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的从头合成知识点知识点6PyGlnCO232456N1NAsp嘧啶碱的元素来源嘧啶碱的元素来源图图8-9 嘧啶碱合成的元素来源嘧啶碱合成的元素来源 4. 反应过程反应过程 . 氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成 . UMP（尿嘧啶一核苷酸）的合成（尿嘧啶一核苷酸）的合成 . CTP（胞三磷）的合成（胞三磷）的合成 . dTMP 的合成的合
32、成Gln HCO3-氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸在天冬氨酸、磷酸在天冬氨酸、磷酸核糖的逐步参与下核糖的逐步参与下 CTPUMP2ADP 2ATP CPS TMP 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸的生成的生成氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶Gln + CO22ATPH N |O=C P O C C | C N 与天冬氨酸化合与天冬氨酸化合Asp氨基甲酰转移酶氨基甲酰转移酶 二氢乳清酸二氢乳清酸的生成的生成(氨甲酰氨甲酰Asp)(脱水脱水)(嘧啶环嘧啶环) 乳清酸乳清酸的生成的生成 (脱氢脱氢) 乳清酸核苷酸的生成乳清酸核苷酸的生成(OMP)(PRPP)(PPi)R-5-P UMP的生成的生成(脱羧脱羧)
33、. UMP的合成的合成CO2+谷氨酰胺谷氨酰胺氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸氨基甲酰转移酶氨基甲酰转移酶PiCPS 乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸 乳清酸乳清酸 二氢乳清二氢乳清酸酸二氢乳清酸酶二氢乳清酸酶H2O脱氢酶脱氢酶磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶UMPCO2PRPP乳清核苷酸脱羧酶乳清核苷酸脱羧酶图图8-10 嘧啶核苷酸的合成代谢嘧啶核苷酸的合成代谢乳清酸尿症乳清酸尿症 u乳乳清清酸酸尿尿症症是是一一种种遗遗传传性性疾疾病病，主主要要表表现现为为尿尿中中排排出出大大量量乳乳清清酸酸、生生长长迟迟缓缓和和重重度度贫血。贫血。u是由于催化嘧啶核苷酸从头合成反应
34、是由于催化嘧啶核苷酸从头合成反应磷磷酸核糖转移酶和乳清核苷酸脱羧酶酸核糖转移酶和乳清核苷酸脱羧酶的缺陷所的缺陷所致。致。u临临床床用用U或或C治治疗疗。U经经磷磷酸酸化化可可生生成成UMP，抑抑制制CPS活活性性，从从而而抑抑制制嘧嘧啶啶核核苷苷酸酸的的从从头头合合成成。可可恢恢复复其其正正常常生生长长和和消消除除贫贫血。血。 CTPUMPUDP激酶激酶UTP激酶激酶CTPGlnATPUTPUC+NH2CTP合成酶合成酶（3）CTP的合成的合成图图8-10 嘧啶核苷酸的合成代谢嘧啶核苷酸的合成代谢 CTP来源来源于于UTP的的氨基化氨基化UMPUDPUTPCTPdUDPdUMPUCTdCMPd
35、TMP一碳单位一碳单位TMP合酶合酶dTMPdUMP甲基化甲基化总反应总反应:（4） 脱氧胸腺嘧啶核苷酸的生成脱氧胸腺嘧啶核苷酸的生成UTP 、CTP 、dTMP 的生成和相互转化的生成和相互转化UMPUDPUTPdUDPdCMPdUMP知识点知识点知识点知识点7 7水水 解解脱氨基脱氨基dTMP甲基化甲基化CTP氨氨 基基 化化CDPdCDP 1.反应起始物反应起始物 Gln 、 Asp 、CO2 、R-5-P 2.反应场所反应场所 （主要）（主要） 肝肝 胞液胞液 3.反应条件反应条件 ATP 4.反应过程反应过程 5.合成特点合成特点 6.调控调控嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的从头合成
36、5. 合成特点合成特点u先合成嘧啶环，再接上磷酸核糖先合成嘧啶环，再接上磷酸核糖u从从UMP为原料合成为原料合成CTP，一定是在，一定是在三磷酸三磷酸水平水平（UTPCTP）u核糖核苷酸的还原一定是在核糖核苷酸的还原一定是在二磷酸二磷酸水平水平 （NDPdNDP)u从从UMP为原料合成为原料合成TMP，一定是在，一定是在一磷酸一磷酸水平水平（dUMPdTMP）uCPS、天冬氨酸氨基甲酰转移酶是主要天冬氨酸氨基甲酰转移酶是主要调节酶、均受反馈机制的调节调节酶、均受反馈机制的调节知识点知识点8 1.反应起始物反应起始物 Gln 、 Asp 、CO2 、R-5-P 2.反应场所反应场所 （主要）（主
37、要） 肝肝 胞液胞液 3.反应条件反应条件 ATP 4.反应过程反应过程 5.合成特点合成特点 6.调控调控嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的从头合成6. 从头合成的调节从头合成的调节ATP+ CO2 + 谷氨酰胺谷氨酰胺氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸氨基甲酰天冬氨酸氨基甲酰天冬氨酸UMPUTP CTPPRPP嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸ATP + 5-磷酸核糖磷酸核糖嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸CPS 一、嘧啶核苷酸的合成同样有从一、嘧啶核苷酸的合成同样有从头合成与补救合成两条途径头合成与补救合成两条途径嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单嘧啶核苷酸的补救合成途径与嘌呤核苷酸类似
38、嘧啶核苷酸的补救合成途径与嘌呤核苷酸类似嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶核苷酸的抗代谢物22 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢嘧啶核苷酸的合成与分解代谢嘧啶核苷酸的合成与分解代谢嘧啶核苷酸的合成与分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶嘧啶+PRPP 一磷酸嘧啶核苷一磷酸嘧啶核苷+PPi 嘧啶磷酸嘧啶磷酸核糖转移酶核糖转移酶尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATP UMP+ADP尿苷激酶尿苷激酶脱氧胸苷脱氧胸苷 TMP胸苷激酶胸苷激酶胸苷激酶正常肝中活性低胸苷激酶正常肝中活性低, 再生肝和恶性肿瘤时明显升高再生肝和恶性肿瘤时明显升高一、嘧啶核苷酸的合成同样有从
39、一、嘧啶核苷酸的合成同样有从头合成与补救合成两条途径头合成与补救合成两条途径嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单嘧啶核苷酸的补救合成途径与嘌呤核苷酸类似嘧啶核苷酸的补救合成途径与嘌呤核苷酸类似嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶核苷酸的抗代谢物22 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢嘧啶核苷酸的合成与分解代谢嘧啶核苷酸的合成与分解代谢嘧啶核苷酸的合成与分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶核苷酸的抗代谢物 (典型抗代谢物典型抗代谢物)1、嘧啶类似物嘧啶类似物： 5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶（5-FU）与与dTMP类似，代谢类似，代谢为为FdUM
40、P抑制胸苷酸合成酶。抑制胸苷酸合成酶。 代谢物代谢物FUTP掺入掺入RNA，破坏，破坏RNA结构结构和功能。和功能。嘧啶类似物嘧啶类似物胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU)2、核苷类似物核苷类似物： 阿糖胞苷阿糖胞苷(Ara-C)由胞嘧啶与阿拉伯糖由胞嘧啶与阿拉伯糖结合生成，能抑制结合生成，能抑制CDP还原成还原成dCDP，也也能影响能影响DNA聚合酶活性聚合酶活性。阿糖胞苷阿糖胞苷胞苷胞苷OOHOHCOOHOHCH某些改变了核糖结构的核苷类似物某些改变了核糖结构的核苷类似物3、氨基酸类似物氨基酸类似物（共同抗代谢物）共同抗代谢物）：氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸与与Gln类似抑制类似
41、抑制 CTP 和和 IMP 合成合成NNNNNH2NH2CH2NRCNHCOOHCHCH2CH2COOHOR CH3 氨蝶呤氨蝶呤Aminopterin, APMethotrexate, MTX氨甲蝶呤氨甲蝶呤R H4、叶酸类似物叶酸类似物（共同抗代谢物）共同抗代谢物）：UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸阿糖胞苷阿糖胞苷 氨甲碟呤氨甲碟呤氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸嘧啶核苷酸类似物的作用环节嘧啶核苷酸类似物的作用环节一、嘧啶核苷酸的合成同样有从一、嘧啶核苷酸的合成同样有从头合成与补救合成两条途径头合成与补救合成两条途径嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单
42、嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单嘧啶核苷酸的补救合成途径与嘌呤核苷酸类似嘧啶核苷酸的补救合成途径与嘌呤核苷酸类似嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶核苷酸的抗代谢物22 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢嘧啶核苷酸的合成与分解代谢嘧啶核苷酸的合成与分解代谢嘧啶核苷酸的合成与分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢胞嘧啶胞嘧啶 尿嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶-脲基丙酸脲基丙酸-氨基异丁酸氨基异丁酸H2N-CH2-CH-COOH CH2H2N-CH2-CH2-COOH-丙氨酸丙氨酸-氨基异丁酸氨基异丁酸CO2+NH3图图8-11 嘧啶碱的分解代谢嘧啶碱的分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢二、嘧啶核苷酸
43、的分解代谢嘧啶核苷酸分解代谢特点嘧啶核苷酸分解代谢特点1. 环被打破环被打破2. 终产物终产物: NH3 / CO2 / -丙氨酸丙氨酸 -氨基异丁酸氨基异丁酸知识点知识点9 嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸 嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸 原原 料料Gly 、Gln、 Asp、 CO2 “一一C”、PRPP Asp、 Gln、 CO2、 PRPP 合成部位合成部位 肝、小肠、胸腺肝、小肠、胸腺 肝肝 脏脏 程程 序序 在磷酸核糖分子上经复在磷酸核糖分子上经复杂酶促反应，直接合成杂酶促反应，直接合成嘌呤核苷酸。嘌呤核苷酸。 首先合成嘧啶环，首先合成嘧啶环，再与磷酸核糖结合生再与磷酸核糖结合生成嘧啶核苷酸。成嘧啶核苷
44、酸。 中间产物中间产物 IMP UMP 调节酶调节酶 PRPP合成酶合成酶 PRA合成酶合成酶 CPS-，Asp-氨基氨基 甲酰转移酶甲酰转移酶典型抗代谢物典型抗代谢物 6MP 、 别嘌呤醇别嘌呤醇 5-FU、 阿糖胞苷阿糖胞苷共同抗代谢物共同抗代谢物 氮杂丝氨酸、氮杂丝氨酸、氨甲蝶呤氨甲蝶呤 分解产物分解产物 尿尿 酸酸CO2 NH3 丙氨酸丙氨酸- 氨基异丁酸氨基异丁酸两种核苷酸代谢的比较两种核苷酸代谢的比较A. 嘌呤环的氮原子均来自氨基酸的嘌呤环的氮原子均来自氨基酸的一氨基一氨基B. 合成中不会产生自由嘌呤碱合成中不会产生自由嘌呤碱C. 氨基甲酰磷酸为嘌呤环的形成提供氨甲酰基氨基甲酰磷酸
45、为嘌呤环的形成提供氨甲酰基D. 在由在由 IMP 合成合成 AMP 和和 GMP 时均用时均用 ATP 供能供能E. 次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶催化次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶催化IMP转变转变为为GMP典型试题分析典型试题分析A型题型题1.下列关于嘌呤核苷酸从头合成的叙述哪下列关于嘌呤核苷酸从头合成的叙述哪项是正确的项是正确的A5-磷酸磷酸-l-氨基核糖的生成氨基核糖的生成B由次黄嘌呤转变为次黄苷酸由次黄嘌呤转变为次黄苷酸C嘧啶生物合成中乳清酸的生成嘧啶生物合成中乳清酸的生成D由腺嘌呤转变为腺苷酸由腺嘌呤转变为腺苷酸E. 由鸟嘌呤转变为鸟苷酸由鸟嘌呤转变为鸟苷酸2.下列哪一个反应不需要下列
46、哪一个反应不需要1-焦磷酸焦磷酸- 5-磷酸核糖（磷酸核糖（PRPP)A在在5-磷酸核糖上合成碱基磷酸核糖上合成碱基 B由由FH4 提供一碳单位提供一碳单位 C先合成氨基甲酰磷酸先合成氨基甲酰磷酸D甘氨酸完整地掺入甘氨酸完整地掺入E谷氨酸是氮原子供体谷氨酸是氮原子供体3 嘧啶核苷酸合成特点是嘧啶核苷酸合成特点是A二氢乳清酸酶二氢乳清酸酶B乳清酸焦磷酸化酶乳清酸焦磷酸化酶C二氢乳清酸脱氢酶二氢乳清酸脱氢酶D天冬氨酸氨基甲酰转移酶天冬氨酸氨基甲酰转移酶E羟甲基胞苷酸合成酶羟甲基胞苷酸合成酶4. 嘧啶核苷酸生物合成途径的反馈抑制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个酶的活性？是由于控
47、制了下列哪个酶的活性？A合成错误的合成错误的DNA，抑制癌细胞生长，抑制癌细胞生长B抑制尿嘧啶的合成，从而减少抑制尿嘧啶的合成，从而减少RNA的生物合成的生物合成C抑制胞嘧啶的合成，从而抑制抑制胞嘧啶的合成，从而抑制DNA的生物合成的生物合成D抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶的活性。从而抑制抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶的活性。从而抑制 DNA的生物合成的生物合成E抑制叶酸还原酶的活性，从而抑制了抑制叶酸还原酶的活性，从而抑制了TMP的合的合成成 5. 5FU的抗癌作用机制为的抗癌作用机制为6.下列关于嘧啶分解代谢的叙述哪一项正下列关于嘧啶分解代谢的叙述哪一项正确？确？A. 产生尿酸产生尿酸 B. 可引起痛
48、风可引起痛风 C. 产生尿囊酸产生尿囊酸 D. 需要黄嘌呤氧化酶需要黄嘌呤氧化酶 E. 产生氨和二氧化碳产生氨和二氧化碳 A. IMP的从头合成的从头合成B.B. XMPGMPC.C. AMP的从头合成的从头合成D. UTPCTPE. dUMPdTMP 7. 使用氮杂丝氨酸为核苷酸抗代谢物使用氮杂丝氨酸为核苷酸抗代谢物时，不能阻断核苷酸代谢的哪些环节时，不能阻断核苷酸代谢的哪些环节8. 嘌呤合成时环上的九个原子中，不含有嘌呤合成时环上的九个原子中，不含有A.来自甘氨酸的三个原子来自甘氨酸的三个原子B.B. 来自天冬氨酸的一个原子来自天冬氨酸的一个原子C. 来自谷氨酸的两个原子来自谷氨酸的两个原
49、子D. 来自来自CO2的一个原子的一个原子E. 来自一碳单位的两个原子来自一碳单位的两个原子 A. 尿酸氧化酶尿酸氧化酶 B. 黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶 D. 鸟嘌呤脱氨酶鸟嘌呤脱氨酶 C. 腺苷脱氨酶腺苷脱氨酶 E. 以上都不对以上都不对9哺乳动物体内直接催化尿酸生成的酶是哺乳动物体内直接催化尿酸生成的酶是 A. 直接由核糖还原直接由核糖还原 B. 由核苷还原由核苷还原 C. 由核苷酸还原由核苷酸还原 D. 由二磷酸核苷还原由二磷酸核苷还原 E. 由三磷酸核苷还原由三磷酸核苷还原10. 脱氧核糖核苷酸生成方式主要是脱氧核糖核苷酸生成方式主要是A.天冬酰胺天冬酰胺B.甘氨酸甘氨酸C.一碳单位一碳单位D.CO2E.谷氨酸谷氨酸11. 下列物质中作为合成下列物质中作为合成IMP和和 UMP的共同原料是的共同原料是A.甘氨酸甘氨酸B.天冬氨酸天冬氨酸C.谷氨酸谷氨酸D.CO2E.一碳单位一碳单位12.下列哪种物质不是嘌呤核苷酸从头合成下列哪种物质不是嘌呤核苷酸从头合成 的直接原料的直接原料
