9.1.2 嘌呤核苷酸的分解代谢与痛风症
嘌呤核苷酸的分解代谢
补救合成的特点：过程简单，耗能少。 补救合成的生理意义：⒈ 减少能量和氨基酸的消耗 ⒉ 弥补某些组织（脑骨髓）不能 从头合成嘌呤核苷酸的不足。
（二）嘌呤核苷酸的从头合成
组织： 肝﹑小肠粘膜及胸腺 细胞内定位： 细胞液 嘌呤环中各碳原子的来源：
甲酸盐 甲酸盐
⒈ 合成途径 两个阶段： ⑴ 5-磷酸核糖→ → →次黄嘌呤核苷酸（IMP） ⑵ IMP → → →AMP﹑GMP
别嘌呤醇：
别黄嘌呤 底物类似物经酶 作用后成为酶的 灭活物，称之为 自杀作用物。 自杀性底物
二﹑嘧啶核苷酸的分解代谢
⒈ 嘧啶核苷酸的水解 嘧啶核苷酸
核苷酸酶
嘧啶核苷
Pi
核苷磷酸化酶
嘧啶碱→ → →
H2O
Pi
1-磷酸核糖
嘧啶的降解：这是一个还原降解过程。
•
胞嘧啶
胞嘧啶脱氨酶
尿嘧啶
二氢尿嘧啶脱氢酶
二氢尿嘧啶
嘌呤碱嘌呤核苷酸补救合成途径1磷酸核糖5磷酸核糖磷酸戊糖途径尿酸终产物腺嘌呤鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤尿囊素尿酸尿囊酸尿素人类和灵长类动物爬虫鸟类灵长类以外的哺乳动物植物鱼类两栖类海洋无脊椎动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尿囊酸酶脲酶别嘌呤醇作用的机理
第十四章
核苷酸代谢
Nucleotide Anabolism and Catabolism
The dTMP molecule is derived from dUMP by thymidylate synthase, an enzyme using N5, N10-methylene-tetrahydrofolate as the donor of both one-carbon unit and electrons. Degradation of purines and pyrimidines produces uric acid and citric acid cycle intermediate/fatty acid synthesis precursor, respectively. Purine and pyrimidine bases can be reused via the salvage pathway. Many cancer chemotherapeutic drugs (e.g., azaserine, acivicin, fluorouracil, and methotrexate) inhibits enzymes in the nucleotide biosynthetic pathways.
生物化学核苷酸代谢练习题
核苷酸代谢练习题一、填空题：1、人类嘌呤核苷酸分解代谢的最终产物是尿酸，与其生成有关的重要酶是尿酸氧化酶。
2、嘧啶核苷酸从头合成的第一个核苷酸是谷氨酰胺核苷酸，嘌呤核苷酸从头合成的第一个核苷酸是谷氨酰胺核苷酸。
3、“痛风症”与嘌呤代谢发生障碍有关，其基本的生化特征是高尿酸血症。
4、别嘌呤醇可治疗“痛风症”，因其结构与次黄嘌呤相似，可抑制黄嘌呤氧化酶的活性。
使尿酸生成减少。
5、体内脱氧核糖核苷酸是由核苷二磷酸直接还原而成，催化此反应的酶是核糖核苷酸还原酶。
6、dUMP甲基化成为dTMP ，其甲基由S-腺苷甲硫氨酸提供。
7、HGPRT是指次黄嘌呤-尿嘌呤磷酸核糖转移酶，该酶的完全缺失可导致人患自毁容貌症。
8、核苷酸抗代谢物中，常见的嘌呤类似物有6'-巯基嘌呤，常见的嘧啶类似物有5'-氟尿嘧啶。
9、PRPP是5'-磷酸核糖-1'-焦磷酸的缩写，它是从5'-磷酸核糖转变来。
10、由于5-氟尿嘧啶是胸腺嘧啶核苷酸合成酶的自杀性抑制剂，能抑制胸腺嘧啶核苷酸合成的合成，因此，可作为抗癌药物使用。
二、名词解释：核苷酸从头合成途径：核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、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，合成核苷酸的途径。
核苷酸补救合成途径：体内的核苷酸，利用细胞中自由存在的碱基和核苷合成核苷酸的途径。
三、选择题1、dTMP是由下列哪种脱氧核苷酸转变而来的？（ C ）A、dCMPB、dAMPC、dUMPD、dGMP2、嘌呤核苷酸从头合成时，首先合成的是下列哪种核苷酸？（ C ）A、AMPB、GMPC、IMPD、XMP3、在嘧啶核苷酸的生物合成中不需要下列哪种物质？（ A ）A、GlyB、AspC、GlnD、PRPP4、嘧啶环生物合成的关键物质是：（ D ）A、NADPHB、5-磷酸核糖C、GlyD、氨甲酰磷酸5、HGPRT参与了下列哪种反应？（ C ）A、嘌呤核苷酸的从头合成B、嘧啶核苷酸的从头合成C、嘌呤核苷酸合成的扑救途径D、嘧啶核苷酸合成的扑救途径四、问答题做书本P437第2、5、6题。
嘌呤代谢终产物
嘌呤代谢终产物
嘌呤是一种含氮碱性有机化合物，是核酸的重要组成部分，同时也存在于许多其他生物分子中。
人体内的嘌呤代谢主要包括嘌呤核苷酸的合成、代谢和分解等过程。
嘌呤核苷酸的合成主要是通过嘌呤碱基的加氧核糖核苷酸合成途径完成，其中包括嘌呤核苷酸的从头合成和补救合成两个途径。
嘌呤核苷酸的代谢主要包括嘌呤核苷酸的降解和转化等过程，其中包括嘌呤核苷酸的核苷酸代谢途径和嘌呤核苷酸的去甲基化代谢途径等。
嘌呤代谢的最终产物是尿酸，尿酸是嘌呤代谢的终产物，也是一种天然的代谢产物。
当体内嘌呤代谢过多时，会导致尿酸的产生过多，从而形成高尿酸血症。
高尿酸血症是痛风的主要病因之一，会导致关节疼痛、肿胀和炎症等症状。
因此，控制尿酸的生成和排泄对于预防和治疗痛风等疾病非常重要。
尿酸的排泄主要通过肾脏进行，肾脏中的尿酸通过肾小球滤过和肾小管重吸收等过程被排出体外。
此外，尿酸也可以通过肠道排泄和皮肤排泄等途径排出体外。
嘌呤代谢是人体内一种重要的代谢过程，其中嘌呤核苷酸的合成、代谢和分解等过程都非常复杂。
尿酸是嘌呤代谢的终产物，其生成和排泄对于人体健康具有重要的影
响。
高中生物竞赛课件：嘌呤核苷酸的合成与分解
5’-核苷酸酶
5’-核苷酸酶 鸟苷
核苷酶
腺苷脱氨酶 核苷酶
15 7
3
9
腺苷
尿酸氧化酶 肌酐/次黄苷
核糖
鸟嘌呤
黄嘌呤 氧化酶
次黄嘌呤 尿囊素酶
鸟嘌呤脱氨酶 黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤
尿囊酸酶
尿酸
脲酶
尿酸 灵长目,鸟类, 爬行类,昆虫
尿囊素 多数哺乳 动物
尿囊酸 硬骨鱼类
乙醛酸
尿素
两栖类 软骨鱼
海洋无脊椎动物
键。AMP或GMP的合成又需1个ATP。
嘌呤核苷酸的合成与分解
核苷酸合成的两种途径
从头合成途径(de novo synthesis pathway) 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，合成核苷酸的 途径 补救合成途径(salvage synthesis pathway)
AMP
NH3
GMP
腺苷琥珀酸
IMP
IMP：次黄苷酸 XMP：黄苷酸
XMP
嘌呤核苷酸的合成与分解
一、嘌呤核苷酸的分解代谢
不同种类的生物分解嘌呤的能力不 同，产物也不同： 人、灵长类、鸟类、某些爬虫类 将嘌呤分解成尿酸 其他生物还可将尿酸进一步分解 成尿囊素、尿囊酸、尿素、甚至 CO2、NH3
所有生物均可通过氧化和脱氨基将 嘌呤转化为尿酸
主要在肝脏、小肠粘膜、肾脏进行
甘氨酰胺甲酰基转移酶
A. 5’-氨基咪唑核苷酸的形成
5-磷酸核糖基焦磷酸/5-磷酸核糖胺→ 5-氨基咪唑核苷酸(AIR) ——5元环形成
谷氨酰胺 (酰胺基)
ATP
ADP
甲酰甘氨脒核苷酸
甲酰甘氨酰胺核苷酸 + Gln
嘌呤及嘌呤代谢
嘌呤及嘌呤代谢●嘌呤及嘌呤代谢嘌呤purine;Pu;Pur，⼀类带碱性有两个相邻的碳氮环的含氮化合物，是核酸的组成成分。
DNA和RNA中的嘌呤组成均为腺嘌呤和鸟嘌呤。
此外，核酸中还发现有许多稀有嘌呤碱。
其应⽤学科：⽣物化学与分⼦⽣物学（⼀级学科）；核酸与基因（⼆级学科）。
本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布。
嘌呤：是存在⼈体内的⼀种物质，主要以嘌呤核苷酸的形式存在，在作为能量供应、代谢调节及组成辅酶等⽅⾯起着⼗分重要的作⽤。
嘌呤是有机化合物，分⼦式C5H4N4，⽆⾊结晶，在⼈体内嘌呤氧化⽽变成尿酸，⼈体尿酸过⾼就会引起痛风。
海鲜，动物的⾁的嘌呤含量都⽐较⾼，所以，有痛风的病⼈除⽤药物治疗外(医治痛风的药物⼀般对肾都有损害)，更重要的是平时注意忌⼝。
嘌呤与疾病嘌呤（purine，⼜称普林）经过⼀系列代谢变化，最终形成的产物（2，6，8-三氧嘌呤）⼜叫尿酸。
嘌呤的来源分为内源性嘌呤80﹪来⾃核酸的氧化分解，外源性嘌呤主要来⾃⾷物摄取，占总嘌呤的20﹪，尿酸在⼈体内没有什么⽣理功能，在正常情况下，体内产⽣的尿酸，2／3由肾脏排出，余下的1／3从肠道排出。
体内尿酸是不断地⽣成和排泄的，因此它在⾎液中维持⼀定的浓度。
正常⼈每升⾎中所含的尿酸，男性为0.42毫摩尔/升以下，⼥性则不超过0.357毫摩尔/升。
在嘌呤的合成与分解过程中，有多种酶的参与，由于酶的先天性异常或某些尚未明确的因素，代谢发⽣紊乱，使尿酸的合成增加或排出减少，结果均可引起⾼尿酸⾎症。
当⾎尿酸浓度过⾼时，尿酸即以钠盐的形式沉积在关节、软组织、软⾻和肾脏中，引起组织的异物炎症反应，成了引起痛风的祸根。
嘌呤合成代谢嘌呤核苷酸的合成代谢体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径，⼀是从头合成途径，⼀是补救合成途径，其中从头合成途径是主要途径。
1.嘌呤核苷酸的从头合成肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是⼩肠粘膜和胸腺。
嘌呤核苷酸合成部位在胞液，合成的原料包括磷酸核糖、天冬氨酸、⽢氨酸、⾕氨酰胺、⼀碳单位及CO2等。
嘌呤代谢中两种关键酶导致痛风的机制
要点三
针对嘌呤代谢关键酶 的药物研发
以嘌呤代谢关键酶为靶点，开发高效 、低毒、特异性的抗痛风药物是未来 研究的重要方向。
对临床治疗痛风的新思路的探讨
01
02
03
个体化治疗方案
根据患者的具体情况，如 年龄、性别、病程、并发 症等，制定个体化的治疗 方案，提高治疗效果。
嘌呤代谢是尿酸产生的主要途径，其 中两种关键酶是腺苷脱氨酶(ADA)和 黄嘌呤氧化酶(XO)。
研究嘌呤代谢中ADA和XO的作用及 机制对揭示痛风的发病机制具有重要 意义。
研究目的
研究ADA和XO在嘌呤代谢中的作用及 与痛风的关联。
分析ADA和XO在尿酸产生中的具体作用与 机制。
探讨ADA和XO作为痛风治疗靶点 的可能性。
综合治疗
除了药物治疗外，还需要 重视饮食控制、运动锻炼 、减轻压力等方面的综合 治疗。
新型治疗手段
研究新的治疗手段，如基 因治疗、细胞治疗、免疫 治疗等，为痛风治疗带来 新的希望。
对嘌呤代谢关键酶潜在治疗价值的展望
01
调节嘌呤代谢关键酶 活性
通过调节嘌呤代谢关键酶的活性来控 制尿酸生成和降解，以达到治疗痛风 的目的。
部分高尿酸血症患者可发展为 痛风，出现反复发作的急性关 节炎、慢性痛风石病变及尿酸 性肾结石等。
痛风患者多存在高尿酸血症， 但并非所有高尿酸血症患者都 会发展为痛风。
03
两种关键酶在嘌呤代谢中的角色
ADA在嘌呤代谢中的作用
ADA（腺苷脱氨酶）催化腺苷生成次黄嘌呤
腺苷是细胞能量代谢的重要物质，而ADA的作用是将腺苷中的氨脱去，生成次黄嘌呤。
9.核苷酸代谢
重点、考点分析
核苷酸代谢
2008.04 2008.07 2009.04 2009.07 2010.04 2010.07 2011.04 2012.04 2013.04 2014.04
名词解释
简答题 论述题
嘌呤核 苷酸从 头合成 的原料 有哪些？ 该途径 的调控 机制是 什么?
1 道单选题或1道多选题
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
2010.04 核糖核苷酸还原酶反应中的供氢体是: B A．NADH B．NADPH C．FMNH2 D．FADH2
（五） 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、 氨基酸或叶酸等的类似物。
程某些酶活性
些酶活性
抗代谢物 6MP，6-巯基鸟嘌呤，氮 5-FU，氮杂丝氨酸，MTX 杂丝氨酸、MTX等
代谢产物
尿酸
β-丙氨酸，β-氨基异丁酸
2009.04 同时参与嘌呤、嘧啶核苷酸从头合成途径的物质是: D A. 丙氨酸 B. 甘氨酸 C. 谷氨酸 D. 谷氨酰胺
2008.04 简答题 简述抗代谢药物调控核苷酸合成的具体部位
2。 FdUMP与dUMP的结构相似，是胸苷酸合成酶的抑制剂，使 TMP合成受到阻断
3。可以FUMP的形式参入RNA分子，从而破坏RNA的结构与功能
5-Fu
FdUMP
dUMP 胸苷酸合成酶
dTMP
FUTP 掺入RNA 功能障碍
2008.成 C．胞苷酸合成 D．胸苷酸合成
•过程 1. IMP的合成 2. AMP和GMP的生成
2、AMP和GMP的生成
次黄嘌呤核苷酸 黄嘌呤核苷酸
专科(生物化学)第9章 核苷酸代谢
酸提供氨基合成腺苷酸代琥珀酸（AMP-S），然后
裂解产生AMP；
• IMP也可在IMP脱氢酶的催化下，以NAD+为受氢体，
脱氢氧化为黄嘌呤核苷酸（XMP），后者再在鸟苷 酸合成酶催化下，由谷氨酰胺提供氨基合成鸟苷酸 （GMP）。
2、AMP和GMP的生成
HOOCCH2CHCOOH
NH2 NH C N C N C 延胡索酸 N HN C CH CH HC C N N HC C 腺苷酸代琥珀 N N R-5'-P
1.嘌呤类似物:
6-巯基嘌呤(6MP)、6-巯基鸟嘌呤、 8-氮杂鸟嘌呤
其中, 6MP临床应用较多.其化学结构与次黄嘌
呤相似,并可在体内转变成6MP核苷酸.因而可抑 制IMP转变为AMP及GMP;可通过竞争性抑制影 响次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)而 阻止了补救合成途径;还可反馈抑制PRPP酰基转
MTX
AICAR FAICAR
6MP
IMP
AMP
PPi
A
PRPP
6MP
GMP
PPi
I G
PRPP
氮杂丝氨酸
嘌呤核苷酸抗代谢物的作用
6MP
二、
嘧啶核苷酸的合成
合成途径：
从头合成
补救合成
嘧啶核苷酸的结构
（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、二氧化碳等简单物
2.体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补
救合成。
（基因缺陷导致HGPRT完全缺乏的患儿,表现为自
毁容貌征或称: Lesch-Nyhan综合征 ）
1、病因：
自毁容貌症（Lesch-Nyhan综合症）
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9.1.2 嘌呤核苷酸的分解代谢与痛风症Catabolism of Purine Nucleotides and Gout
目录
目录
目录嘌呤核苷酸的分解代谢终产物是尿酸
1.核苷酸核苷
核苷酸酶
Pi 2.核苷1-磷酸核糖+ 碱基
3.嘌呤碱氧化成尿酸核苷磷酸化酶目录
嘌呤碱的最终
代谢产物（尿
酸的水溶性差）
AMP GMP H （次黄嘌呤）
G X
（黄嘌呤）黄嘌呤
氧化酶
目录尿酸是人体嘌呤分解代谢的终产物，水溶性较差，而肾是尿酸及其盐的排泄器官。
当某些因素导致血中尿酸升高，出现高尿酸血症。
若高尿酸血症持续存在，尿酸就会以单尿酸盐结晶沉积下来，当血尿酸浓度超过8mg/100ml 时，尿酸盐晶体即可沉积于关节、软组织、软骨及肾等处，形成痛风石，从而导致关节炎（称为痛风性关节炎），也可导致尿路结石及肾疾病。
尿酸沉积引起疼痛称为痛风症（gout ）。
目录
Gout with tophus （痛风石）formation in the index and little fingers
痛风是一种由嘌呤代谢异常导致的炎性疾病。
临床上根据病因不同，将其分为继发性痛风和原发性痛风。
继发性痛风是指患者存在某些基础疾病，导致高尿酸血症，进而导致痛风。
如果找不到这些基础疾病，患者出现痛风，我们就称为是原发性痛风。
原发性痛风可能与嘌呤核苷酸代谢酶的缺陷有关。
目录
痛风症可能是一种多基因病
该病发病有家族遗传倾向，可能涉及HGPRT、PRPP激酶、谷氨酰胺PRPP酰胺
基转移酶(GPAT)、葡萄糖-6-磷酸酶(G6PC)、
黄嘌呤脱氢酶(XDH)。
目录
HGPRT有部分缺陷时，嘌呤核苷酸的补救合成障碍，产生的IMP、GMP、GDP减少，
对嘌呤核苷酸从头合成途径中关键酶的反馈
抑制减弱，导致嘌呤核苷酸从头合成增多。
葡糖-6-磷酸酶缺陷时，G-6-P转化成葡萄糖
过程受阻，G-6-P转向磷酸戊糖途径生成过
多的5-磷酸核糖，它是生成PRPP的原料。
大部分病人的高尿酸血症是肾尿酸排泄减少
所至，只有10%的患者是尿酸生成过多。
目录
痛风的治疗原则：
控制急性发作、预防后期慢性发作、预防并发症。
等急性期过渡到慢性期时，
患者的尿酸水平较高，此时
要进行降尿酸治疗。
常用药
物有抑制尿酸生成的药物，
如别嘌呤醇和非布司他（显
示图5），或促进尿酸排泄
的药物，如苯溴马隆或者丙
磺酸这类的药物。
目录
目录 鸟嘌呤
次黄嘌呤黄嘌呤尿酸
黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇
临床上用别嘌呤醇治疗痛风症有一定疗效
目录
别嘌呤醇+ PRPP
别嘌呤核苷酸(similar to IMP)
嘌呤核苷酸合成下降
药物的副作用：
别嘌呤醇：肝、肾毒性，急性的过敏反应（坏死性皮炎，死亡）。
别嘌呤醇的这种严重副作用和HLA-B*5801的一个位点有关系
非布司他：有一定的肝毒性，对肾脏较安全
药物的剂量使用非常重要，要慎用，遵医嘱。
目录
痛风的一般治疗：
健康宣教：控制饮食（以低嘌呤为主），戒酒，建议患者用点小苏打片或苏打水，帮助
尿酸盐能够从碱化尿液中大量地排泄出去；
同时要多喝水，促进尿酸的排泄，另外要保
护关节，防止关节损伤。
目录
对于慢性的痛风，持续反复发作会形成痛风石，如痛风石非常大、范围非常广，有时还
会破溃，此时内科治疗已难以解决，要采用
手术切除的办法进行治疗。
目录。