第十二核苷酸代谢

核苷酸类物质在人体具有多方面的生理功用：①作为合成核酸的原料：如用ATP，GTP，CTP，UTP合成RNA，用dATP，dGTP，dCTP，dTTP合成DNA。②作为能量的贮存和供应形式：除ATP之外，还有GTP，UTP，CTP等。③参与代谢或生理活动的调节：如环核苷酸cAMP和cGMP作为激素的第二信使。④参与构成酶的辅酶或辅基：如在NAD+，NADP+，FAD，FMN，CoA中均含有核苷酸的成分。⑤作为代谢中间物的载体：如用UDP携带糖基，用CDP携带胆碱，胆胺或甘油二酯，用腺苷携带蛋氨酸等。

体内核苷酸主要是5‘-核苷酸，核糖核苷酸浓度（mmol）远大于脱氧核糖核苷酸（μmol）。ATP最多。体内核苷酸的来源：★体内合成：完全能够满足机体需要。★体内核酸的降解；★食物核酸消化吸收：第一节核酸的分解代谢1.核酸的酶促降解

2.嘌呤的降解：

3.嘧啶的降解：1.核酸的酶促降解核酸核酸酶单核苷酸磷酸单脂酶核苷嘧啶（嘌呤）核糖（脱氧核糖）核苷酶核苷磷酸化酶嘧啶（嘌呤）核糖-1-磷酸脱氧核糖-1-磷酸核糖-5-磷酸磷酸戊糖途径醛缩酶乙醛甘油醛-3-磷酸磷酸核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶,按其作用位置分为:A.核酸外切酶：作用于核酸链的末端（3’端或5’端），逐个水解下核苷酸。（磷酸单酯酶）脱氧核糖核酸外切酶：只作用DNA核糖核酸外切酶:只作用于RNAB.核酸内切酶:从核酸分子内部切断3’，5’-磷酸二酯键。（磷酸二酯酶）限制性内切酶：在细菌细胞内存在的一类能识别并水解外源双链DNA的核酸内切酶，可用于特异切割DNA,常作为工具酶。具有识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链的核酸内切酶统称为限制性核酸内切酶。

2、嘌呤的降解：

嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷酶的催化下分解生成嘌呤碱，最后氧化生成尿酸(uricacid)，经尿液排出体外。过程：AMPGMP次黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤氧化酶

尿酸（植物）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某些硬骨鱼类尿囊酸酶脲酶除灵长类外其它哺乳类动物人类、灵长类动物、鸟类、昆虫大多数鱼类、两栖类动物甲壳类动物、软体动物各种生物嘌呤碱的代谢产物嘌呤代谢产物排泄动物尿酸人类、灵长类动物、鸟类、昆虫尿囊素除灵长类外其它哺乳类动物尿囊酸某些硬骨鱼类尿素、乙醛酸大多数鱼类、两栖类动物氨、二氧化碳甲壳类动物、软体动物

3.嘧啶的降解

嘧啶核苷酸可首先在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，产生的嘧啶碱可在体内进一步分解代谢。不同的嘧啶碱其分解代谢的产物不同，其降解过程主要在肝脏进行。

胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶二氢尿嘧啶β-脲基丙酸β-脲基异丁酸CO2+NH3H2N-CH2-CH2-COOHβ-丙氨酸H2N-CH2-CH-COOHCH3β-氨基异丁酸β-氨基异丁酸可随尿排出，化疗、放疗患者↑第二节核酸的合成代谢

从头合成基本途径

半合成（补救合成）（CO2/NH3/AA/戊糖）核苷酸（d）NDPATP核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸脱氧核苷酸辅酶RNA核苷碱基脱氧核苷DNA补救途径从头合成一、嘌呤核苷酸的合成代谢：核苷酸合成的2条途径：1、从头合成途径：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位、二氧化碳等简单化合物为原料，经一系列酶促反应合成核苷酸的过程。主要在肝进行。主要的合成途径。2、补救合成途径：利用体内游离的碱基或核苷，经过简单反应过程合成核苷酸。主要在脑、骨髓等组织进行。次要合成途径。一、嘌呤核苷酸的合成：

（一）嘌呤核苷酸的从头合成途径原料：天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳单位、CO2、PRPPN3N9N7N1C2C6C4C5C8来自谷氨酰胺的酰胺氮来自甲酸—一碳单位来自甲酸—一碳单位来自天冬氨酸来自甘氨酸来自CO2PRPP合成酶天冬氨酸甘氨酸谷氨酰胺一碳单位CO212PP-1-R-5-PH2N-1-R-5-P酰胺转移酶GlnGluH2C-NH2O=CNHR-5'-P5-磷酸核糖胺PRA甘氨酰胺核苷酸GARGAR合成酶Mg2+甘氨酸ATPNHH2CCHOO=CNHR-5'-P甲酰甘氨酰胺核苷酸FGAR转甲酰基酶N5N10-CH=FH4FH4NHH2CCHOO=CNHR-5'-P甲酰甘氨酰胺核苷酸FGARNHH2CCHOHN=CNHR-5'-PHCNCCHH2NNR-5'-P甲酰甘胺咪核苷酸FGAM5-氨基咪唑核苷酸AIRGlnGluATPMg2+AIR合成酶ATPMg2+K+HCNCCHH2NNR-5'-P5-氨基咪唑核苷酸AIR羧化酶CO2OCNHOCCHCH2NNR-5'-P5-氨基咪唑4-羧酸核苷酸CAIRHOOCH2CHCHOOCOCCCNHNCHR-5'-PNH2N5-氨基咪唑4-（N-琥珀酸）-甲酰胺核苷酸SAICAR合成酶天冬氨酸ATPMg2+OCCCH2NNCHNH2NR-5'-P5-氨基咪唑4-（N-琥珀酸）-甲酰胺核苷酸SAICAR裂解酶延胡索酸5-氨基咪唑4-甲酰胺核苷酸AICAROCCCH2NNCHNHNR-5'-PO=CH5-甲酰氨基咪唑4-甲酰胺核苷酸FAICARN10-CHOFH4FH4转甲酰基酶K+OCCCH2NNCHNHNO=CH5-甲酰氨基咪唑4-甲酰胺核苷酸FAICARR-5'-POCCCHNNCHNNHR-5'-PHC次黄嘌呤核苷酸IMP环水解酶H2OCHNCR-5'-PCH5-氨基咪唑4-羧酸核苷酸CAIR嘌呤类似物：6-巯基嘌呤（6-MP）、6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等。ADPGDPCDPUDP一、嘌呤核苷酸的合成代谢：CHR-5'-P嘧啶+PRPP→嘧啶核苷酸+PPiNHAMPGMPAMP和GMP的生成：由AMP、GMP转变为ATP和GTP：

AMPADPATPGMPGDPGTP激酶激酶激酶激酶ATPATPATPATPADPADPADPADP（二）嘌呤核苷酸的补救合成：两种酶催化嘌呤合成嘌呤核苷酸：腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT），次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）。

腺嘌呤+PRPPAMP+PPi

次黄嘌呤IMP+PPi鸟嘌呤GMP+PPiAPRT+PRPPHGPRT+PRPPHGPRT二、嘧啶核苷酸的合成（一）从头合成先合成嘧啶环，再由嘧啶和PRPP合成嘧啶核苷酸。先合成UMP，再进一步转变为胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸。1、从头合成的过程：（1）UMP的合成：UMP合成原料：谷氨酰胺、CO2、（谷氨酰胺+CO2→氨基甲酰磷酸）、天冬氨酸、PRPP。来自天冬氨酸来自CO2来自GlnNNCCCC654321合成过程：Gln+HCO3-H2N-CO-O-HPO3-+Glu氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ2ATP2ADPPiNH2O=CO-P+HOOCCH2

CHH2NCOOHHO-CCH2

CHNCOOHOH2NOCH天冬氨酸氨基甲酰基转移酶Pi氨甲酰天冬氨酸ASP氨甲酰天冬氨酸CCH2

CHNCOOHOH

NOCH二氢乳清酸二氢乳清酸酶H2OCCH

CNCOOHOH

NOCH乳清酸脱氢酶NAD+NADH+H+CCH

CNCOOHOH

NOCR-5-P乳清酸核苷酸磷酸核糖转移酶PRPPPPiCCH

CNCOOHOH

NOCR-5-P乳清酸核苷酸OMP尿嘧啶核苷酸UMPOMP脱羧酶CO2CCH

CHNOH

NOCR-5-P（2）UTP、CTP的合成：尿苷酸一磷酸激酶尿苷酸二磷酸激酶ATPATPADPADPUMPUDPUTPCTP合成酶UTP+Gln+ATPCTP+Glu+ADP+PiCCH

CHNNH2

NOCR-5-PPPCCH

CHNOH

NOCR-5-PPPUTPCTP（二）嘧啶核苷酸的补救合成：由嘧啶碱合成嘧啶核苷酸：嘧啶磷酸核糖转移酶可催化U、T、O合成相应核苷酸。

嘧啶+PRPP→嘧啶核苷酸+PPi三、脱氧核糖核苷酸的生成：

脱氧核糖核苷酸（包括嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸）是在二磷酸核苷（NDP）水平还原生成的。dNDPNDPADPGDPCDPUDPdADPdGDPdCDPdUDP核糖核苷酸还原酶Mg2+NADP++H2ONADPH+H+CCH

CHNOH

NOCdR-5-PdUMPCC

CHNOH

NOCdR-5-PdTMPCH3TMP合成酶N5，N10-CH2-FH4FH2dTMP→dTDP→dTTP→参与DNA合成。◆dTMP的合成：FH4由dNDP转变为dNTP激酶ATPADPdADPdGDPdCDPdTDPdATPdGTPdCTPdTTPDNA合成原料5-氨基咪唑4-羧酸核苷酸CAIRNNR-5'-P②作为能量的贮存和供应形式：除ATP之外，还有GTP，UTP，CTP等。NHNHNH②反馈抑制酰胺转移酶；CH不同的嘧啶碱其分解代谢的产物不同，其降解过程主要在肝脏进行。dATPdGTPdCTPdTTPR-5'-P各种生物嘌呤碱的代谢产物四、核苷酸的抗代谢物（一）嘌呤核苷酸的抗代谢物：嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸、叶酸的类似物。方式：竞争性抑制或“以假乱真”等。作用：干扰或阻断嘌呤核苷酸的合成，进而影响核酸和蛋白的合成。抗肿瘤。嘌呤类似物：6-巯基嘌呤（6-MP）、6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等。OHCCCNNCHNHNHHCSHCCCNNCHNHNHHC次黄