第八章核酸代谢
ATP ADP
ATP GTP
第八章核酸代谢
小结：从头合成的特点
• 是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环 不是先单独合成嘌呤碱后再与磷酸核糖结合
• 是体内嘌呤核苷酸的主要来源，耗大量氨基酸 和ATP
• 肝是体内从头合成的主要器官 其次是小肠黏膜和胸腺 脑、骨髓及脾脏不能从头合成
• 催化酶以多酶复合体形式存在，调节酶是磷酸 核糖焦磷酸合成酶和磷酸核糖酰胺转移酶
核苷
Pi
核苷磷酸化酶
1-磷酸核糖 碱基 尿酸
第八章核酸代谢
补救合成
AMP GMP
H
（次黄嘌呤）
G
嘌呤碱的最终 代谢产物
X
（黄嘌呤）
黄嘌呤 氧化酶
第八章核酸代谢
痛风症的治疗机制
第八章核酸代谢
第二节 嘧啶核苷酸代谢
嘧啶核苷酸的结构
第八章核酸代谢
一．嘧啶核苷酸的合成代谢
从头合成途径
补救合成途径
3. 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）
第八章核酸代谢
4. 过程
次黄嘌呤核苷酸（IMP）合成
IMP转变为AMP和GMP
PP-1-R-5-P
AMP ATP
R-5-P
（磷酸核糖焦磷酸） PRPP合成酶（5-磷酸核糖）
酰胺转移酶
谷氨酰胺 ATP供能，依次与G胺基咪唑4-甲酰胺核苷酸
（FAICAR）
MTX
5-氨基异咪唑4-甲酰胺核苷酸
（AICAR）
6-MP AMP
6-MP PPi
6-MP
=
PRPP
腺嘌呤（A）
氮杂丝氨酸
PPi PRPP
GMP
鸟嘌呤(G)
6-MP
二、嘌呤核苷酸的分解代谢 部位：肝、小肠、肾
核苷酸酶
核苷酸
腺苷激酶(adenosine kinase)
第八章核酸代谢
4. 过程：
腺嘌呤 + PRPP 次黄嘌呤 + PRPP
APRT AMP + PPi
HGPRT IMP + PPi
鸟嘌呤 + PRPP HGPRT GMP + PPi
腺嘌呤核苷
腺苷激酶 AMP
ATP ADP
第八章核酸代谢
5. 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
（一）嘧啶核苷酸的从头合成 1. 部位：肝（主）；胞液 2. 原料：
谷氨酰胺、二氧化碳和天冬氨酸
第八章核酸代谢
3. 元素来源
氨基甲 酰磷酸
天冬氨酸
4. 特点： 先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连
第八章核酸代谢
5. 过程： ① 尿嘧啶核苷酸的生成
谷氨酰胺 + HCO3-
氨基甲酰磷 酸合成酶II
2ATP 2ADP+Pi
第八章核酸代谢
第一节 嘌呤核苷酸代谢
• 嘌呤核苷酸结构
AMP
GMP
第八章核酸代谢
一．嘌呤核苷酸的合成代谢
从头合成途径
补救合成途径
（一）嘌呤核苷酸的从头合成 1. 定义：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，合成嘌呤核苷酸的过程 2. 部位：胞液
第八章核酸代谢
第八章核酸代谢
（二）嘌呤核苷酸的补救合成 1. 定义：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 的过程。 2. 部位：脑、骨髓、脾脏 3. 酶： 腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adenine phosphoribo syl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT)
叶酸类似物 氨蝶呤 氨甲蝶呤
第八章核酸代谢
➢6-巯基嘌呤（6MP）
次黄嘌呤 (H)
6-巯基嘌呤 (6-MP)
第八章核酸代谢
6MP作用机理：
• 经磷酸核糖化生成6MP核苷酸，抑制IMP向 AMP和GMP转变
• 通过竞争性抑制，影响次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸 核糖转移酶（HGPRT），使PRPP中磷酸核糖 不能向G及I转移，阻止补救合成途径
第八章
核苷酸代谢
Metabolism of Nucleotides
第八章核酸代谢
概述
• 核酸的消化与吸收
食物核蛋白
胃酸
蛋白质
核酸(RNA及DNA)
胰核酸酶
核苷酸
核苷
胰、肠核苷酸酶
磷酸
核苷酶
碱基
戊糖
（分解排出） 第八章核酸代谢
• 核苷酸生物学功能
– 核酸合成原料（主） – 体内能量利用形式 – 参与代谢和生理调节 – 组成辅酶 – 活化中间代谢物
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
第八章核酸代谢
氨基甲酰磷酸合成酶 I、II 的区别
CPS-I
分布 氮源
肝细胞线粒体中 氨
变构激活剂 N-乙酰谷氨酸
功能
尿素合成
CPS-II
胞液（所有细胞） 谷氨酰胺 无 嘧啶 合成
第八章核酸代谢
② 胞嘧啶核苷酸的生成
尿苷酸激酶
UDP
ATP ADP
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
• 6MP与IMP结构相似，反馈抑制PRPP酰胺转 移酶干扰磷酸核糖胺形成，阻断从头合成途径
第八章核酸代谢
= =
= =
PRPP
谷氨酰胺 （Gln）
=
6-MP
PRA 氮杂丝氨酸
6-MP
PRPP PPi
次黄嘌呤
=
IMP
（H）
MTX
氮杂丝氨酸
甘氨酰胺 核苷酸 （GAR）
甲酰甘氨酰 胺核苷酸 （FGAR）
谷氨酸
基，Gln，CO2，Asp,甲酰基
反应
AMP
H2N-1-R-5´-P （5´-磷酸核糖胺）
IMP
第八章核酸代谢
GMP
IMP生成总反应过程
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
激酶
AMP
ATP ADP
ADP
激酶 ATP ADP
GMP
激酶
激酶
GDP
ATP ADP
➢ 体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进 行补救合成
第八章核酸代谢
（三）嘌呤核苷酸相互转变
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
第八章核酸代谢
GMP XMP
（四）脱氧核苷酸生成
在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）
核糖核苷酸还原酶，Mg2+
NDP
dNDP
还原型硫氧化 还原蛋白-(SH)2
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
第八章核酸代谢
③ dTMP或TMP的生成
脱氧核苷酸还原酶
UDP
氧化型硫氧 化还原蛋白
S
S
NADP+ 硫氧化还原蛋白还原酶 (FAD)
NADPH + H+
激酶 dNDP + ATP
dNTP + ADP
第八章核酸代谢
(五)嘌呤核苷酸的抗代谢物
一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物。 方式：竞争性抑制
嘌呤类似物 6-巯基嘌呤 6-巯基鸟嘌呤 8-氮杂鸟嘌呤
氨基酸类似物 氮杂丝氨酸
核苷酸代谢
第八章 核苷酸代谢一、A 型题1. 体内进行嘌呤核苷酸从头合成最主要的组织是A ．胸腺B ．小肠粘膜C ．肝D ．脾E ．骨髓2.嘌呤核苷酸从头合成时首先生成的是A ．GMPB ．AMPC ．IMPD ．ATPE ．GTP3.人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要终产物是A ．尿素B ．肌酸C ．肌酸酐D ．尿酸E ．β丙氨酸4.胸腺嘧啶的甲基来自A ．N 10-CHO-FH 4B ．N 5;N 10=CH-FH 4C ．N 5;N 10-CH 2-FH 4D ．N 5-CH 3-FH 4E ．N 5-CH=NH-FH 45.原核生物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种酶的活性A ．二氢乳清酸酶B ．乳清酸磷酸核糖转移酶C ．二氢乳清酸脱氢酶D ．天冬氨酸氨基甲酰基转移酶 E. 胸苷酸合成酶6.5-氟尿嘧啶的抗癌作用机理是A ．合成错误的DNAB ．抑制尿嘧啶的合成C ．抑制胞嘧啶的合成D ．抑制胸苷酸的合成E ．抑制二氢叶酸还原酶7.哺乳类动物体内直接催化尿酸生成的酶是A ．尿酸氧化酶B ．黄嘌呤氧化酶C ．腺苷脱氨酶D ．鸟嘌呤脱氨酶E ．核苷酸酶8.最直接联系核苷酸合成与糖代谢的物质是A ．葡萄糖B ．6-磷酸葡萄糖C ．1-磷酸葡萄糖D ．1;6-二磷酸葡萄糖 E. 5-磷酸核糖9.次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶HGPRT 参与下列哪种途径的反应A ．嘌呤核苷酸从头合成B ．嘧啶核苷酸从头合成C ．嘌呤核苷酸补救合成D ．嘧啶核苷酸补救合成E ．嘌呤核苷酸分解代谢10.6-巯基嘌呤核苷酸不抑制A ．IMP →AMPB ．IMP →GMPC ．PRPP 酰胺转移酶D．嘌呤磷酸核糖转移酶 E．嘧啶磷酸核糖转移酶11.下列哪种物质不是嘌呤核苷酸从头合成的直接原料E．一碳单位A．甘氨酸 B．天冬氨酸 C．谷氨酸 D．CO212.体内脱氧核苷酸是由下列哪种物质直接还原而成的A．核糖 B．核糖核苷 C．一磷酸核苷 D．二磷酸核苷 E．三磷酸核苷13.嘧啶核苷酸合成中;生成氨基甲酰磷酸的部位是A．线粒体 B．微粒体 C．胞浆 D．溶酶体 E．细胞核14.氮杂丝氨酸干扰核苷酸合成;因为它是下列哪种化合物的类似物A．丝氨酸 B．甘氨酸 C．天冬氨酸 D．谷氨酰胺 E．天冬酰胺15.催化 dUMP转变为 dTMP的酶是A．核苷酸还原酶 B．胸苷酸合酶 C．核苷酸激酶D．甲基转移酶 E．脱氨胸苷激酶16.下列化合物中作为合成IMP和UMP的共同原料是A．天冬酰胺 B．磷酸核糖 C．甘氨酸 D．甲硫氨酸 E．一碳单位17.dTMP合成的直接前体是A．dUMP B．TMP C．TDP D．dUDP E．dCMP18.阿糖胞苷作为抗肿瘤药物的机理是通过抑制下列哪种酶而干扰核苷酸代谢A．二氢叶酸还原酶 B．核糖核苷酸还原酶 C．二氢乳清酸脱氢酶D．胸苷酸合成酶 E．氨基甲酰基转移酶19. PRPP 酰胺转移酶活性过高可以导致痛风症;此酶催化A．从R—5—P生成PRPP B．从甘氨酸合成嘧啶环C．从PRPP生成磷酸核糖胺 D．从IMP合成AMPE．从IMP生成GMP20.嘧啶核苷酸从头合成的特点是A．在5-磷酸核糖上合成碱基 B．由 FH4提供一碳单位C．先合成氨基甲酰磷酸 D．甘氨酸完整地参入E．谷氨酸提供氮原子21. 哺乳类动物细胞中;嘧啶核苷酸合成的主要调节酶A、氨基甲酰磷酸合成酶ⅠB、氨基甲酰磷酸合成酶ⅡC、天冬氨酸氨基甲酰转移酶D、乳清酸核苷酸脱羧酶E、二氢乳清酸脱氢酶22. 胞嘧啶分解代谢后所产生的最终产物是:A、α-丙氨酸B、β-丙氨酸C、α-氨基异丁酸D、β-氨基异丁酸E、β-脲基丙酸23. GMP和AMP分解过程中产生的共同中间产物是:A、XMPB、黄嘌呤XC、腺嘌呤AD、鸟嘌呤GE、CO224. 下列何种物质在体内的分解代谢物积聚可引起痛风症:A、次黄嘌呤B、尿嘧啶C、胞嘧啶D、别嘌呤醇E、尿苷25. 在嘧啶核苷酸合成中催化氨基甲酰磷酸合成的酶是:A、氨基甲酰磷酸合成酶IB、氨基甲酰磷酸合成酶ⅡC、天冬氨酸氨基甲酰基转移酶D、二氢乳清酸脱氢酶E、乳清酸核苷酸脱羧酶26. 脱氧核糖核苷酸生成方式主要是:A、直接由核糖还原B、由核苷还原C、由核苷酸还原D、由二磷酸核苷还原E、由三磷酸核苷还原27. 以整个分子掺入嘌呤环的氨基酸是:A、丝氨酸B、天冬氨酸C、甘氨酸D、丙氨酸E、谷氨酸28．下列关于嘌吟核苷酸从头合成的叙述哪项是正确的A、嘌呤环的氮原于均来自氨基酸的α氨基B、合成过程中不会产生自由嘌呤碱C、氨基甲酰磷酸为嘌呤环提供氨甲酰基D、由Imp合成AMP和GMP均由ATP供能E、次黄嘌呤鸟嘌吟磷酸核糖转移酶催化IMP转变成CMP 29．能在体内分解产生β-氨基异丁酸的核苷酸是A、CMPB、AMPC、TMPD、UMPE、IMP30．嘧啶核苷酸从头合成的特点是A、在8-磷酸核糖上合成碱基B、由FH4提供一碳单位C、先合成氨薹甲酰磷酸D、甘氨酸完整地参入E、谷氨酸提供氮原子31．下列哪种物质的合成需要谷氨酰胺分子上的酰胺基A、TMP上的两个氮原子B、嘌呤环上的两个氮原子C、UMP上的两个氮原子D、嘧啶环上的两个氮原子E、腺嘌呤上的氨基二、B型题A．PRPP B．IMP C．XMP D. cGMP E．AMP1．黄嘌呤核苷酸的缩写符号2．次黄嘌呤核苷酸的缩写符号3．1-焦磷酸5-磷酸核糖的缩写符号A．参与DNA合成的原料 B．参与RNA合成原料C．参与辅酶NAD+的组成 D．参与供给能量E．参与细胞信息传递4．cGMP5．dGTP6. cAMPA．参与嘌呤核苷酸从头合成 B．参与嘌呤核苷酸补救合成C．参与尿嘧啶核苷酸从头合成 D．参与嘌呤核苷酸分解E. 参与嘧啶核苷酸分解7．一碳单位8．HGPRT9．黄嘌呤氧化酶A．AMP类似物 B．嘧啶类似物 C．叶酸类似物D．谷氨酸胺类似物 E．次黄嘌呤类似物10． 5-Fu11．MTX12．别嘌呤醇A、CMPB、UMPC、UDPD、UTPE、CMP13.嘧啶核苷酸从头合成过程中首先合成的嘧啶核苷酸为14.脱氧嘧啶核苷酸是从上述何种物质经还原而生成的A、尿酸B、尿素C、氨D、黄嘌呤E、别嘌呤醇15.嘌呤核苷酸分解代谢的产物16.抑制尿酸产生的物质是17.氨基甲酰磷酸合成酶可用于合成三、C型题A、COB、甲酰基C、二者都是D、二者都不是21.嘌呤、嘧啶核苷酸从头合成共同需要的原料2.嘌呤核苷酸从头合成需3.嘌呤核苷酸分解代谢的产物A、氨B、谷氨酰胺C、二者都是D、二者都不是4.参与IMP从头合成5.参与嘌呤核苷酸补救合成的6.作为IMP分解的中间产物A.嘌呤核苷酸的合成B.嘧啶核苷酸的合成C.两者均可D.两者均不可参与:7.CO28.甘氨酸参与:9.天冬氨酸全分子参与:10.天冬酰胺参与:A、IMPB、GMPC、二者都是D、二者都不是11.从头合成嘌呤核苷酸首先合成的核苷酸是12.HGPRT的反馈抑制物是13.ATP可促进哪种核苷酸从头合成途径A、黄嘌呤B、尿酸C、二者都是D、二者都不是14.嘌呤核苷酸在人体内最终分解的产物是15.黄嘌呤氧化酶可催化生成的产物是16.别嘌呤醇可抑制哪种物质生成四、X型题1.嘌呤核苷酸从头合成的原料包括A．磷酸核糖 B．COC．一碳单位2D．谷氨酰胺和天冬氨酸 E．甘氨酸2.PRPP参与的代谢途径有A．嘌呤核苷酸的从头合成 B．嘧啶核苷酸的从头合成C．嘌呤核苷酸的补救合成 D．NMP→NDP→NTPE. 以上全是3.对嘌呤核苷酸合成产生反馈抑制作用的化合物有A．IMP B．AMP C．GMP D．尿酸 E．以上全是4.尿酸是下列哪些化合物分解的终产物A．AMP B．UMP C．IMP D．TMP E．以上全是5.叶酸类似物抑制的反应有A．嘌呤核苷酸的从头合成 B．嘌呤核苷酸的补救合成C．胸腺嘧啶核苷酸的生成 D．嘧啶核苷酸的补救合成E. 以上全是6.下列哪些器官中可进行嘌呤核苷酸的从头合成:A、脑B、肝C、小肠粘膜D、骨髓E、胸腺7.次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶HGPRT可催化下列反应:A、腺嘌呤生成AMPB、腺嘌呤核苷生成AMPC、次黄嘌呤生成IMPD、IMP生成XMPE、鸟嘌呤生成GMP8.可作为能量提供者的是:A、ATPB、GTPC、UTPD、CTPE、TTP9.可从IMP产生的物质是:A、AMPB、GMPC、XMPD、尿酸E、UMP10.嘧啶碱合成的原料:A、谷氨酸B、谷氨酰胺C、天冬氨酸D、天冬酰胺E、CO211.嘧啶核苷酸分解代谢的产物有:A、CO2、NH3B、尿素C、β-丙氨酸D、β-氨基异丁酸E、尿酸12.在体内代谢产生尿酸的物质是:A、AMPB、XMPC、GMPD、IMPE、CMP五、填空题1.核苷酸抗代谢物中;常用嘌呤类似物是_____；常用嘧啶类似物是_____..2.嘌呤核苷酸从头合成的调节酶是_____和_____..3.在嘌呤核苷酸补救合成中HGPRT催化合成的核苷酸是_____和_____..4.核苷酸抗代谢物中;叶酸类似物竞争性抑制_____酶;从而抑制了____的生成..5.别嘌呤醇是_____的类似物;通过抑制_____酶;减少尿酸的生成..6.由dUMP生成dTMP时;其甲基来源于_____;催化脱氧胸苷转变成dTMP的酶是_____;此酶在肿瘤组织中活性增强..7.氨基喋呤MTX干扰核苷酸合成是因为其结构与_____相似;并抑制_____酶;进而影响一碳单位代谢..8._________是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官;其次是_____________..9.痛风症患者血液中_______________含量升高;可用___________药物来缓解..六、名词解释1.嘌呤核苷酸的从头合成2.嘌呤核苷酸的补救合成3.核糖核苷酸还原酶4．嘌呤核苷酸的抗代谢物七、简答题1. 简述肝细胞中氨基甲酰磷酸的来源和去路..2. 简述嘌呤核苷酸补救合成途径有何生理意义3. 简述5-氟尿嘧啶5-Fu的抗癌机理..4．简述甲氨喋呤的抗癌机理..八、论述题1.核苷酸具有哪些生物功用2.指出从头合成次黄嘌呤核苷酸IMP反应过程中的主要调节酶;及其所催化的反应式和抑制物..3.为什么胸苷酸合酶与二氢叶酸还原酶通常是癌瘤化疗的靶点第八章核苷酸代谢答案一、A型题1.C3.D4.C5.D6.D7.B8.E9.C10.E11.C12.D13.C14.D15.B16.B17.A18.B19.C20.C21.B22.B23.B24.A25.B26.D27.C 28.B29.C30.C31.B二、B型题2.B3.A4.E5.A6.E7.A8.B9.D10.B11.C12.E13.B14.C15.A16.E17.B三、C型题1.A2.C3.D4.B5.D6.D7.C8.A9.B10.D11.A12.C14.B15.C16.C四、X型题1.ABCDE2.ABC3.ABC4.AC5.AC6.BCE7.CE8.ABCD9.ABCD10.BCE11.ABCD12.ABCD。
第八章核苷酸代谢
第八章核苷酸代谢本章要点一、核苷酸类物质的生理功用核苷酸类物质在人体内的生理功用主要有：1．作为合成核酸的原料2．作为能量的贮存和供应形式3．参与代谢或生理活动的调节4．参与构成酶的辅酶或辅基5．作为代谢中间物的载体二、嘌呤核苷酸的合成代谢1．从头合成途径：利用一些简单的前体物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及CO2等，逐步合成嘌呤核苷酸的过程称为从头合成途径。
这一途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺。
合成过程可分为三个阶段：⑴次黄嘌呤核苷酸的合成⑵腺苷酸及鸟苷酸的合成⑶三磷酸嘌呤核苷的合成2．补救合成途径：又称再利用合成途径。
指利用分解代谢产生的自由嘌呤碱合成嘌呤核苷酸的过程。
这一途径可在大多数组织细胞中进行。
其反应为：A+ PRPP →AMP；G/I + PRPP →GMP/IMP。
3．抗代谢药物对嘌呤核苷酸合成的抑制：能够抑制嘌呤核苷酸合成的一些抗代谢药物，通常是属于嘌呤、氨基酸或叶酸的类似物，主要通过对代谢酶的竞争性抑制作用，来干扰或抑制嘌呤核苷酸的合成，因而具有抗肿瘤治疗作用。
三、嘧啶核苷酸的合成代谢1．从头合成途径：嘧啶核苷酸的主要合成步骤为：⑴尿苷酸的合成⑵胞苷酸的合成：UMP经磷酸化后生成UTP，再在胞苷酸合成酶的催化下，由Gln提供氨基转变为CTP。
⑶脱氧嘧啶核苷酸的合成2．补救合成途径：由分解代谢产生的嘧啶/嘧啶核苷转变为嘧啶核苷酸的过程称为补救合成途径。
以嘧啶核苷的补救合成途径较重要。
3．抗代谢药物对嘧啶核苷酸合成的抑制：能够抑制嘧啶核苷酸合成的抗代谢药物也是一些嘧啶核苷酸的类似物，通过对酶的竞争性抑制而干扰或抑制嘧啶核苷酸的合成。
四、嘌呤核苷酸的分解代谢：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，最后产生的I和X经黄嘌呤氧化酶催化氧化生成终产物尿酸。
五、嘧啶核苷酸的分解代谢：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。
第八章 核苷酸代谢
第八章核苷酸代谢Nucleic metabolism一、授课章节及主要内容: 第八章核苷酸代谢二、授课对象: 临床医学、预防、法医（五年制）、临床医学（七年制）三、授课学时本章总学时数：2课时（每个课时为45分钟）。
讲授安排如下：第一学时：概述及第一节。
第二学时：第一节内容。
第二节内容。
四、教学目的与要求学习嘌呤和嘧啶核苷酸合成与分解代谢的途径及调节。
五、重点与难点重点：核苷酸的生物学功能；嘌呤核苷酸从头合成的定义、细胞定位及嘌呤碱合成的元素来源；嘌呤核苷酸补救合成的定义及生理意义；脱氧核糖核苷酸的生成；6-巯基嘌呤的作用；嘌呤核苷酸分解代谢的产物。
嘧啶核苷酸从头合成的定义、细胞定位及嘧啶碱合成的元素来源；UMP、CTP、TMP的合成途径；嘧啶核苷酸分解代谢的产物。
难点：IMP、AMP、GMP的合成及调节；嘧啶核苷酸的合成及调节。
六、教学方法及授课的大致安排面授为主，讲授肝在物质代谢中的作用时以提问形式穿插部分相关内容的复习，每次课预留5分钟小结本次课掌握内容及预留复习题，全章结束后小结本章内容。
七、外语教授安排及主要外文专业词汇de novo sythesis （从头合成途径）salvage pathway （补救合成途径）adenine phosphoribosyl transferase, APRT，（腺嘌呤磷酸核糖转移酶）hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase,HGPRT）（次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶）（adenosine kinase）（腺苷激酶）6-meraptopurine,6-MP（6-巯基嘌呤）Aminopterin（氨蝶呤）methotrexate,MTX（甲氨蝶呤）八、思考题（一）名词解释：1.嘌呤核苷酸从头合成途径 2.嘧啶核苷酸补救合成途径3.核苷酸的抗代谢物4.痛风症（二）简答题：1.核苷酸的生理功用2.嘌呤核苷酸补救合成的生理意义（三）论述题：试比较嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸从头合成途经的异同点以6-巯基嘌呤为例说明抗代谢物的作用机制九、教材与教具：人民卫生出版社《生物化学》第六版十、授课提纲(或基本内容)概述Introduction概述：核苷酸的来源、分布及功能一、核苷酸的消化与吸收（见六版教材图8-1）分解产物：少量中间产物核苷酸可被细胞吸收；戊糖被吸收参加戊糖代谢；嘌呤和嘧啶碱被分解而排出体外，不能被机体所利用。
核酸结构功能与核苷酸代谢
第八章核酸结构、功能与核苷酸代谢第八章核酸结构、功能与核苷酸代谢核酸(nucleic acid)根据所含戊糖差别，分为脱氧核糖核酸(DNA)导言:本章开始介绍，遗传物质的储存、和核糖核酸(RNA)。
DNA主要存在于细胞核，线粒体内也存在有DNA;传递和表达RNA存在于细胞质和细胞核内。
的有关内容。
画图讲解强调:T与U的区别。
由学生自己总结。
第一节核酸的化学组成核酸基本组成单位:核酸的基本组成单位是核苷酸;核苷酸完全水解一、碱基碱基是含氮杂环化合物，有两类:嘌呤与嘧定。
其中嘌呤分为腺嘌呤提问:DNA与RNA碱基的异同点。
二、戊糖 DNA中含β-D-2-脱氧核糖;RNA中含β-D-脱氧核糖。
三、核苷戊糖的第1位碳原子分别与嘌呤碱的第9位N原子和嘧啶碱的第1位N原子通过糖苷键相连接形成核苷。
戊糖若为脱氧核糖，称为脱氧核苷。
提问:几种核苷的命名。
四、核苷酸核苷与磷酸通过磷酸酯键连接，即为核苷酸。
含脱氧核糖者称为脱氧核糖核苷酸(脱氧核苷酸)。
生物体内多数生成5′-核苷酸。
DNA和RNA基本单位: 组成RNA的核糖核苷酸主要有AMP、GMP、CMP及UMP 4种; 组成DNA的脱氧核苷酸主要有 dAMP、dGMP、dCMP及 dTMP 4种。
游离的核苷酸: 在体内还存在有重要生理功能的游离核苷酸。
如3′、5′-环状腺苷酸(cAMP);3′、5′-环状鸟cGMP和激素的作用有非常密切关系，人们把cAMP称为苷酸等，cAMP、激素的“第二信使”。
ATP是体内能量的直接来源和利用形式。
细菌DNA中含有众多的非甲基化的CpG模体，此模体对哺乳动物的免疫细胞具有刺激作用。
研究人员正试图利用它进行疫苗的制备、肿瘤治疗与阻止免疫变态的反应的发生。
第二节 DNA的结构与功能3′-5′磷酸二酯键是每一、DNA的一级结构定义:DNA分子中核苷酸的排列顺序及其连接方式。
也可用碱基顺序来表示核酸的一级结构。
以3′-5′磷酸二酯键相连接。
生物化学第八章 核苷酸代谢
嘌呤碱从头合成的元素来源
Gly
CO2
Asp N 1
6
5
N 7
一碳单位 2
甲酰-FH4
3 N
4
9 N
8
一碳单位 甲炔-FH4
Gln
• 从头合成途径 (1)IMP(次黄嘌呤核苷酸)的合成 (2)AMP（腺苷酸）和GMP（鸟苷酸）的生成
(1)、IMP的生成
PRPP
AMP ATP
（5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸）PRPP合成酶
小结
1、嘌呤核苷酸补救合成定义、发生组织。 2、补救合成的生理意义。 3、脱氧核苷酸是在核苷二磷酸水平上进行的。 4、嘌呤代谢的终产物是尿酸、痛风病的致病 原因、治疗机制。
第三节 嘧啶核苷酸的代谢
嘧啶核苷酸的结构
一、嘧啶核苷酸的从头合成 （一）嘧啶核苷酸的从头合成
• 定义
嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核 糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物 质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶 核苷酸的途径。
很少能活至20岁，
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。
HGPRT完全缺失的患儿，表现为自毁容貌综 合征。
（四）脱氧核苷酸的合成代谢
在核苷二磷酸水平上进行
（N代表A、G、U、C等碱基）
脱氧核苷酸的生成
核糖核苷酸还原酶，Mg2+
第八章
核苷酸代谢
Metabolism of Nucleotides
第一节、核苷酸的功能及消化与吸收 一、核苷酸的功能
是核酸的基本组成单位，合成核酸的原料 能量的利用形式，ATP是重要能量货币； 参与代谢和生理调节，cAMP是第二信使； 参与生物活性物质组成，NAD、 FAD、 CoA等； 其衍生物是许多生化反应的中间供体 ，如UDPG 、
第八章核酸代谢和蛋白质的生物合成ppt课件
NH2 N
54
N 3
612
NH
H3C
O
NH
NH
O
Uracil尿嘧啶
O
NH
NH
O
Cytosine 胞嘧啶
NH O
Thymine 胸腺嘧啶
2. 核苷酸（ribonucleotide）的形成
核苷 (脱氧核苷) 和磷酸以磷酸酯键 连接形成核苷酸(脱氧核苷酸)
NNHH22
NN O
核苷酸：
HO PHOO CCHH22 OO NN OO OH
复制的方式 DNA的半保留复制
(一)DNA的半保留复 制
1.定义：
以亲代DNA双链为模板以碱基互补方式合成子 代DNA，这样新形成的子代DNA中，一条链来 自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种 复制方式叫半保留复制。
❖ 原料：DNA复制的原料是四种dNTP(包括 dATP、dGTP、dCTP、dTTP)
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
脱氧核糖核苷酸的生成
在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）
dNDP + ATP 激酶 dNTP
+ ADP
（三）DNA的生物合成——复制
❖ 基因 ❖ 概念：是指DNA分子上携带着遗传信息的碱
基序列片段，是遗传的功能单位。 ❖ 特征：1、携带遗传信息
•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。
•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）
第八章 核苷酸代谢汇总
第八章核苷酸代谢一、选择题【单选题】1.核甘酸的从头合成和补救合成都需要的物质是A.CO2B.PRPPC.甘氨酸D.丙氨酸E.天冬氨酸2.嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的合成原料不同的是A.天冬氨酸B.磷酸核糖C.甘氨酸D.二氧化碳E.谷氨酰胺3.体内脱氧核苷酸生成的主要方式是A.由一磷酸核苷还原B.由二磷酸核苷还原C.由三磷酸核苷还原D.直接由核糖还原E.由核苷还原4.dTMP合成的直接前体是A.TMPB. TDPC.dCMPD.dUMPE.dUDP5.嘌呤核苷酸分解代谢的终产物是A.尿素B.肌酐C.肌酸D.β-丙氨酸E.尿酸6.合成dTMP的甲基供体是A.N5，N10-CH2-FH4B.N5-CH3-FH4C.SAMD.N5，N10=CH-FH4E.N5-CHO-FH47.嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸合成中都需要的酶是A.TMP合成酶B.PRPP合成酶C.氨基甲酰磷酸合成酶D.CTP合成酶E.黄嘌呤氧化酶8.嘧啶环上两个N原子来自A.天冬氨酸和氨B.天冬氨酸和谷氨酰胺C.谷氨酸和天冬氨酸D.甘氨酸和谷氨酸E.谷氨酰胺和氨9.甲氨蝶呤和氨蝶呤抑制核苷酸合成中的哪个反应A.谷氨酰胺中酰胺氮的转移B.向新生成的环状结构中加入CO2C.ATP中磷酸键能量的传递D.天门冬氨酸上氮的提供E.二氢叶酸还原为四氢叶酸10.5-FU的抗癌机制为A.合成错误的DNAB.抑制尿嘧啶的合成C.抑制胞嘧啶的合成D.抑制胸苷酸合成酶E.抑制FH2还原酶11.体内进行嘌呤核苷酸从头合成最主要的组织是A.小肠粘膜B.骨髓C.胸腺D.脾E.肝12.嘌呤核苷酸从头合成时首先生成A.GMPB.AMPC.IMPD.ATPE.GTP13.嘧啶核苷酸生物合成途径主要调节酶A.二氢乳清酸酶B. 乳清酸磷酸核糖转移酶C.二氢乳清酸脱氢酶D.天冬氨酸转甲酰酶E.胸苷酸合成酶14.HGPRT（次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶）参与下列哪种反应A.嘌呤核苷酸从头合成B.嘌呤核苷酸补救合成C.嘌呤核苷酸分解代谢D.嘧啶核苷酸从头合成E.嘧啶核苷酸补救合成15.下列物质中不是从头合成嘌呤核苷酸的直接原料A.甘氨酸B.天冬氨酸C.谷氨酸D.一碳单位E.二氧化碳16. 氮杂丝氨酸干扰核苷酸合成，因为它与A．丝氨酸结构类似 B．甘氨酸结构类似 C．天冬氨酸结构类似D．谷氨酸胺结构类似 E．天冬酰胺结构类似17.能在体内分解产生β-丙氨酸的核苷酸是A.XMPB.AMPC.TMPD.UMPE.IMP18.当白血病或其它肿瘤病人经长时间放疗或化疗后，检查尿液成分变化时，下列哪组化合物可在尿中明显增多A. 苯丙酮酸B. 肌苷、尿素C. 尿酸、β-氨基异丁酸D. 丙酮、肌酸E.乙酰乙酸、β-羟丁酸19.有一病人血中尿酸含量>80mg/L，经临床药物治疗后尿酸降为50 mg/L。
生物化学(9.4)--作业核苷酸代谢(附答案)
核苷酸抗代谢物 [答案]抗代谢物是指在结构上与天然的代谢物类似，如果它们进入人体内，可 与体内的正常代谢物相拮抗，从而影响正常的代谢进行。具体来讲，核苷酸抗代 谢物是指嘌呤、嘧啶、氨基酸或叶酸等的结构类似物，主要以竞争性抑制作用或 以假乱真等方式干扰或阻断核苷酸的合成，从而进一步抑制核酸、蛋白质合成以 及细胞增殖的作用，可作为肿瘤的化疗依据。核苷酸抗代谢物主要有 6—巯基嘌 呤(次黄嘌呤的类似物)、5—氟尿嘧啶(胸腺嘧啶的类似物)、氮杂丝氨酸(谷氨酰胺 的类似物)及甲氨蝶呤(叶酸的类似物)等。
核苷酸的补救合成 [答案]利用体内现成的嘌呤、嘧啶碱或其核苷，经过磷酸核糖转移酶或核苷激酶 等催化的简单反应，合成核苷酸的过程。其合成反应较从头合成要简单，耗能亦 少。通过补救合成，一方面节省了体内的能量和原料，另一方面对于一些缺乏从 头合成核苷酸酶系而只能进行补救合成的组织器官，如脑、骨髓等，该途径则具 有更重要的意义。
成。
试述嘌呤核苷酸补救合成的生理意义。 [答案](1)节省能量和原料。补救合成途径可以节省嘌呤核苷酸从头合成时的能量 和一些氨基酸的消耗。 (2)某些器官缺乏嘌呤核苷酸从头合成的酶系，例如脑、骨髓等，这些器官只能 进行嘌呤核苷酸的补救合成。所以对这些组织器官来讲，补救合成途径具有更重 要的生物学意义。
试述核苷酸的生理功能。 [答案] 核苷酸在体内具有重要的生理功能： （1）、作为核酸合成的原料，这是核苷酸最主要的生理功能。其中 DNA 的合成 原料是 dNTP，RNA 的合成原料是 NTP。 （2）、体内能量的利用形式。ATP 是细胞的主要能量形式，另外，GTP （蛋白质的合成)、UTP(糖原的合成)和 CTP(甘油磷脂的合成)也可提供能量。
第八章 核苷酸代谢解析
• 少数生物在三磷酸核苷酸的水平上还原为脱氧核 苷酸。
在核苷二磷酸水平上进行
脱氧核糖核苷酸的合成
NDP 二磷酸核糖核苷 还原型硫氧化 还原蛋白-(SH)2 NADP+ 核糖核苷酸还原酶，Mg2+ dNDP 二磷酸脱氧核苷
氧化型硫氧 化还原蛋白
S S
硫氧化还原蛋白还原酶 (FAD)
NADPH + H+
能进行补救合成。
（三）嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
NH3
GMP
腺苷酸代 琥珀酸
IMP
XMP
黄苷酸
（四）脱氧核糖核苷酸的合成
• 以核糖核苷酸为原料，通过核糖核苷酸还原酶(Ntreductase)将核糖分子还原为脱氧核糖。 • 多数生物中核糖核苷酸必须先行转化为二磷酸核 苷酸(NDP)水平，再还原为脱氧核苷二磷酸水平。
两栖动物等
无脊椎动物
痛风(Gout)
嘌呤碱分解代谢产生过多的尿酸，由于其溶解性很差， 易形成尿酸钠结晶，沉积于关节部位,引起疼痛或灼痛—痛风。 如果发生HGPRT的缺陷，不能以补救途径合成嘌呤核苷酸， 吸收或合成的嘌呤碱不完全降解，导致大量尿酸积累，也引 起肾结石和痛风。 HGPRT：次黄嘌呤鸟嘌呤转磷酸核糖酶
腺嘌呤 糖构型转为β-型
Adenosine + ATP ———— AMP + ADP
腺苷
核苷激酶
Acid
Base
Base
Acid
Base
Sugar
Sugar
Sugar
嘌呤核苷酸的补救合成
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
第八章核苷酸代谢一、名词解释1.核苷酸合成的抗代谢物2.feed...
第八章核苷酸代谢一、名词解释1.核苷酸合成的抗代谢物2.feed-back regulation of nucleotide synthesis3.de novo synthesis of purine nucleotide4.嘧啶核苷酸的补救合成二、填空1. 在嘌呤核苷酸补救合成中HGPRT催化合成的核苷酸是___________________ 和___________________。
2. 核苷酸抗代谢物中，常用嘌呤类似物是；常用嘧啶类似物是。
3. 嘌呤核苷酸从头合成的调节酶是和。
4. 氨基碟呤（MTX）干扰核苷酸合成是因为其结构与相似，并抑制酶，进而影响一碳单位的代谢。
5. 核苷酸合成代谢调节的主要方式是，其生理意义是。
6. 体内脱氧核苷酸是由直接还原而生成，催化此反应的酶是酶。
7. 核苷酸抗代谢物中，常用嘌呤类似物是；常用嘧啶类似物是。
三、问答试讨论各类核苷酸抗代谢物的作用原理。
参考答案一、名词解释1. 指某些嘌呤、嘧啶、叶酸以及某些氨基酸类似物具有通过竞争性抑制或者以假乱真等方式干扰或阻断核苷酸的正常合成代谢，从而进一步抑制核酸、蛋白质合成以及细胞增殖的作用，即为核苷酸合成的抗代谢作用。
2. 核苷酸合成的反馈调节，指核苷酸合成过程中，反应产物对反应过程中某些调节酶的抑制作用，反馈调节一方面使核苷酸合成能够适应机体的需要，同时又不会合成过多，以节省营养物质和能量的消耗。
3. 嘌呤核苷酸从头合成，是指由磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过多步酶促反应合成嘌呤核苷酸的过程。
4. 指利用体内游离的嘧啶碱基或嘧啶核苷为原料，经过嘧啶磷酸核糖转移酶或嘧啶核苷酸酶等简单反应合成嘧啶核苷酸的过程，又称为从重新利用途径。
二、填空1. IMP ；GMP2. 6-巯基嘌呤；5-氟尿嘧啶3. PRPP合成酶；PRPP酰胺转移酶4. 叶酸；二氢叶酸还原酶5. 反馈调节既满足对核苷酸的需要，又避免营养物质及能量的浪费6. 叶酸二氢叶酸还原酶7. 6-巯基嘌呤；5-氟尿嘧啶三、问答题5-氟尿嘧啶、6-巯基嘌呤、氨基蝶呤和氨甲蝶呤、氮杂丝氨酸等核苷酸抗代谢物均可作为临床抗肿瘤药物，其各自的机理如下表所示：抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶6-巯基嘌呤氨基蝶呤和氨甲蝶呤氨杂丝氨酸核苷酸代谢中类似物胸腺嘧啶次黄嘌呤叶酸谷氨酰胺作用机理抑制胸腺嘧核苷酸合成酶；影响RNA的正常结构和功能抑制IMP转变为AMP和GMP的反应；抑制IMP和GMP的补救合成和从头合成抑制二氢叶酸还原酶干扰嘌呤、嘧啶核苷酸的合成。