第八章 核苷酸代谢

第五章 核苷酸代谢

1. 核苷酸是核酸的基本结构单位。来源：机体细胞自身合，不是营养必需物质。

食物中存在形式：核蛋白。 细胞中以5`核苷酸形式存在。 功能：（1）核酸合成原料（最主要）。（2）提供能量（ATP、GTP）。

（3）参与代谢、生理调节（cAMP为第二信使、cGMP） （4）组成辅酶（NAD、FAD、辅酶A）（5）活化中间代谢物（UPDG）

2. 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢： （一） 合成：

（1） 从头合成（主要途径）：

A. 原料：磷酸核糖、氨基酸、一碳单位、CO2。

器官：主要是肝、其次是小肠、胸腺，脑与骨髓不能从头合成，只能补救合成。 对象：某些细菌外的所有生物。 定位：胞液。 耗能：合成IMP需5个ATP，6个高能磷酸键，合成GMP、AMP又需要1个ATP。 B. 主要步骤：合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），再由IMP合成GMP或AMP。 C. 过程：在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环。

①5-磷酸核糖，经PRPP合成酶作用，生成磷酸核糖焦磷酸PRPP。

②谷氨酰胺与PRPP在PRPP酰胺转移酶下反应生成5-磷酸核糖胺PRA。 ③经过一系列反应生成次黄嘌呤核苷酸IMP。 ④IMP转化为GMP或AMP。再在激酶和ATP下变成GDP、ADP；GTP、ATP。 D. 调节：PRPP合成酶：变构酶：单体有活性 二聚体无活性。

抑制：IMP、AMP、ADP、GMP、GDP。 激活：5-磷酸核糖 PRPP酰胺转移酶：

抑制：IMP、AMP、ADP、GMP、GDP。 激活：PRPP 过量AMP抑制AMP生成，不影响GMP。过量GMP抑制GMP生成，不影响AMP。 交差调节：ATP生成需要GTP，且受其促进。GTP生成需要ATP，且受其促进。

（2） 补救合成：

A. 原料：体内游离的嘌呤或嘌呤核苷。 酶：APRT、HGPRT。 B. 过程：

APRT催化：腺嘌呤+PRPP→AMP+PPi 受AMP反馈抑制。

HGPRT催化：次腺嘌呤+PRPP→AMP+PPi 鸟嘌呤+PRPP→GMP+PPi

受IMP、GMP反馈抑制。

C. 补救合成意义：①节省能量和氨基酸。②脑、骨髓只能补救合成。

（3） 体内嘌呤核苷酸可相互转变：AMP、GMP可通过转变为IMP互相转变。

（4） 脱氧核苷酸（dNDP）生成：二磷酸核苷（NDP）水平，由核糖核苷酸还原酶催化。 （5） 嘌呤核苷酸的抗代谢物：嘌呤、氨基酸、叶酸类似物。

机理：抗代谢物以竞争性抑制或“以假乱真”的方式干扰嘌呤合成。进而阻止核酸、蛋白质合成。 作用：抗癌，毒副作用大。

（二） 分解：最终产物：尿酸，随尿液排出。

尿酸水溶性差，痛风是因血中尿酸含量过高引起结石而导致。

3. 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢。 （一） 合成： （1） 从头合成：

A. 原料：谷氨酰胺、CO2、天冬氨酸。 器官：肝。 定位：胞液 B. 主要步骤：先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连而成。

C. 过程：

（1） UMP合成

①氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ催化，以谷氨酰胺为氮源，生成氨基甲酰磷酸。 ②氨基甲酰磷酸在天冬氨酸氨基甲酰转移酶作用下与天冬氨酸化合成氨

甲酰天冬氨酸。

③二氢乳清酸酶催化氨甲酰天冬氨酸脱水生成二氢乳清酸。 ④二氢乳清酸脱氢生成乳清酸。

⑤乳清酸与PRPP（生成途径同嘌呤中PRPP）化合生成乳清酸核苷酸。 ⑥乳清酸核苷酸脱羧生成UMP。 氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ、天冬氨酸氨基甲酰转移酶、二氢乳清酸酶是多功能酶。 （2） CTP合成：UMP在激酶连续作用下生成物UTP。再耗1个ATP生成CTP。 （3） dTMP合成：dUMP甲基化生成dTMP。

dUMP来自：①dUDP水解；②dCMP脱氨基。

D. 调节：哺乳动物：关键酶为氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ，受UMP抑制。

细菌：天冬氨酸氨基甲酰转移酶。 两者都受反馈机制调节。

PRPP合成酶是嘧啶、嘌呤核苷酸合成共同需要的酶，受NMP、NDP反馈抑制。

（2） 补救合成：酶：嘧啶磷酸核糖转移酶。 过程：嘧啶+PRPP→磷酸嘧啶核苷+PPi

对象：只能以尿嘧啶、胸腺嘧啶、乳清酸为底物，对胞嘧啶无效。

（3） 嘌呤核苷酸的抗代谢物：嘧啶、氨基酸、叶酸类似物。 （二） 分解：降解的产的都易溶于水。

胞嘧啶完全水解产生NH3、CO2、β-丙氨酸。

胸腺嘧啶完全水解产生NH3、CO2、β-氨基异丁酸。

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