生物化学 核苷酸代谢

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第 8章核苷酸代谢Metabolism of Nucleotides嘌呤核苷酸的合成与分解代谢嘧啶核苷酸的合成与分解代谢

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核酸的消化与吸收食物核蛋白蛋白质胃酸

核酸(RNA及DNA)胰核酸酶

核苷酸胰、肠核苷酸酶

核苷分解排出体外碱基核苷酶

磷酸戊糖

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核苷酸代谢总过程人体内核苷酸主要由机体细胞自身合成，不属于必需营养物质,食物中的碱基很少被机体利用。核蛋白 (食物)吸收利用核酸核酸核苷酸核苷碱基补救合成途径磷酸戊糖分解排出

aa、CO2、磷酸戊糖从头合成途径核苷酸

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核苷酸的生物功用

作为核酸合成的原料: NTP, dNTP 体内能量的利用形式: ATP, GTP 参与代谢和生理调节: cAMP、cGMP 组成辅酶: NAD, FAD 活化中间代谢物: UDP葡萄糖，S腺苷甲硫氨酸

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第一节嘌呤核苷酸的合成与分解代谢Metabolism of Purine Nucleotides

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嘌呤核苷酸的结构

AMP

GMP

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一、嘌呤核苷酸存在从头合成和补救合成两种途径

从头合成途径(de novo synthesis)利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸。

补救合成途径(salvage pathway)利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸。

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(一)嘌呤核苷酸的从头合成1、从头合成途径除某些细菌外，几乎所有生物体都能合成嘌呤碱。

哺乳动物合成部位肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成途径。

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嘌呤碱合成的元素来源CO2甘氨酸

天冬氨酸甲酰基 (一碳单位)

甲酰基 (一碳单位)

谷氨酰胺 (酰胺基)

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合成过程

在磷酸核糖分子上逐步合成的，而不是首先单独合成嘌呤碱基然后再与磷酸核糖结合。

次黄嘌呤核苷酸-IMP的合成 AMP和GMP的生成

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① IMP的合成(磷酸核糖焦磷酸)酰胺转移酶谷氨酰胺谷氨酸在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下

PP-1-R-5-P

AMP ATP

PRPP合成酶 (5-磷酸核糖)

R-5-P

(5´-磷酸核糖胺-PRA)

H2N-1-R-5´-P

IMP

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IMP生成总反应过程

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② AMP和GMP的生成

①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶

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③二磷酸、三磷酸核苷的生成

AMP

激酶 ATP ADP

ADP

激酶 ATP ADP

ATP

GMP

激酶 ATP ADP

GDP

激酶 ATP ADP

GTP

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2、从头合成的调节调节方式：反馈调节和交叉调节

_ _+R-5-P PRPP合成酶酰胺转移酶 PRPP PRA _ ATP

_腺苷酸代琥珀酸

+

AMP ADP ATP GMP GDP GTP

IMP

_

XMP

_GTP腺苷酸代琥珀酸

AMP

ADP GDP

ATP GTP

IMP

XMP

+ATP

GMP

_

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(二)嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式①碱基水平腺嘌

呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT)②核苷水平腺苷激酶 (adenosine kinase)

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合成过程

腺嘌呤+ PRPP次黄嘌呤+ PRPP鸟嘌呤+ PRPP

APRT HGPRT

AMP+ PPi IMP+ PPi

HGPRT

GMP+ PPi

腺嘌呤核苷

腺苷激酶 ATP ADP

AMP

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补救合成的生理意义

补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。 体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。

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自毁容貌综合征 Lesch Nyhan综合征

自毁容貌症患者大多死于儿童时代,很少活到20岁以后.发病率1/30万。

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自毁容貌综合征 Lesch Nyhan综合征 脑发育不全、智力低下、攻击和破坏性行为，常咬伤自己的嘴唇、

手和足趾，故亦称自毁容貌症，属X连锁隐性遗传。 本病患者由于缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核苷转移酶(HGPRT),

因此次黄嘌呤苷酸(IMP)和鸟苷酸(GMP)的合成量不足，不能维持神经系统的正常功能，特别是基底神经节的正常功能，从而导致了神经功能的异常。 HGPRT的缺乏同时使中枢神经系统中次黄嘌呤累积过多而产生毒害

效应，在患者的脑脊液中次黄嘌呤浓度为正常人的 4倍， 而动物实验证明，用甲基黄嘌呤喂养大鼠可使其产生类似Lesch

Nyhan综合征的自毁损伤的神经学症状。 由于患者体内嘌呤的生物合成过多，从而使尿酸合成过量，产生高

尿酸血症。

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(三)嘌呤核苷酸的相互转变-保持平衡

AMPNH3

GMP

腺苷酸代琥珀酸

IMP

XMP

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/l59m.html