11第十一章 核酸代谢
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第十一章 核苷酸代谢
续；
叶酸结构类似物
阅读：
氨甲蝶呤是一类重要的抗肿瘤药物，对急性白血病、绒 毛膜上皮癌等有一定疗效。这类药物能够抑制肿瘤细胞 核酸的合成，但对正常细胞亦有影响，故毒性较大，限 制了临床上的运用；
作为二氢叶酸还原酶特异抑制剂，在实验室可用于配制
选择培养基，筛选抗性基因或鉴定胸腺嘧啶核苷激酶基
因，十分有用。
UMP是胞苷酸（CMP）和胸苷酸（TMP）的前体； 合成嘧啶核苷酸时首先形成嘧啶环（与嘌呤核苷酸不
同），再与PRPP结合成为UMP；
关键中间化合物 —— 乳清酸；
生物利用CO2、NH3、Asp、PRPP首先合成尿苷酸(UMP)
P240图11-9
UMP是胞苷酸（CMP）和胸苷酸（TMP）的前体
P240图11-10194 Nhomakorabea年 结论：DNA是生命的遗传物质
更有说服力的噬菌体实验
1952 年 ， Hershey 和 Chase 病毒（噬菌体） 放射性同位素 35S标记病毒 的蛋白质外壳， 32P标记病 毒的DNA内核，感染细菌。 新复制的病毒，检测到了 32P标记的DNA，没有检测到 35S标记的蛋白质， DNA在病毒和生物体复制或 繁殖中的关键作用。 8年的时间
结果说明：加热杀死的S型肺炎球菌中一定有某种特 殊的生物分子或遗传物质，可以使无害的R型肺炎球 菌转化为有害的S型肺炎球菌 这种生物分子或遗传物质是什么呢？
纽约洛克非勒研究所
Avery
从加热杀死的S型肺炎球菌将蛋白质、核酸、多糖、脂 类分离出来，分别加入到无害的R型肺炎球菌中，
结果发现，惟独只有核酸可以使无害的R型肺炎球菌转 化为有害的S型肺炎球菌。
第十一章核酸的降解与核苷酸代谢
（3）5-磷酸核糖胺在ATP参与下与甘氨酸 合成甘氨酰胺核苷酸。催化此反应的酶 是甘氨酰胺核苷酸合成酶。
（4）甘胺酰胺核苷酸在甘胺酰胺核苷酸甲 酰基转移酶作用下生成甲酰甘胺酰胺核 苷酸。
（5）甲酰甘胺酰胺核苷酸与谷氨酰胺、 ATP作用，闭环之前在第3位上加上氮原 子。催化此反应的酶是甲酰甘氨咪唑核 苷酸合成酶。
（6）闭环
在氨基咪唑核苷酸合成酶作用下生成5氨基咪唑核苷酸。
（7）六员环的合成开始
在氨基咪唑核苷酸羧化酶催化下， 5氨基咪唑核苷酸与二氧化碳生成5-氨基 咪唑-4-羧酸核苷酸。
（8）嘌呤环的第1位氮的固定
在氨基咪唑琥珀酸氨甲酰核苷酸合成 酶催化下， 5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸与 天冬氨酸和ATP生成5-氨基咪唑-4-琥珀 酸甲酰胺核苷酸。
途径二：
尿嘧啶 + 5-磷酸核糖焦磷酸 UMP磷酸核糖转移酶
尿嘧啶核苷酸+PPi
胞苷酸
胞苷磷酸化酶
胞嘧啶 + 1-磷酸核糖
胞嘧啶核苷 + Pi
尿苷激酶
胞嘧啶核苷 + ATP
胞嘧啶核苷酸 + ADP
二 脱氧核糖核苷酸的合成
(一)、 二磷酸脱氧核糖核苷的生成：
即：dADP、dGDP、dCDP、dUDP 需一步完成，dTDP需二步完成。 在生物体内，A、G、C、U四种核糖核苷酸均可被还原成相应的脱氧核糖核
一、核糖核苷酸的生物合成
（一）嘌呤核糖核苷酸的合成
1、从头合成路线
原料：CO2、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸、谷 氨酰胺
核糖碳架来源：5—P核糖+ATP 核糖—1—焦磷酸 （PRPP）
5—磷酸
过程：先直接合成次黄嘌呤核苷酸（IMP，肌 苷酸），不先形成嘌呤环，再转变为腺苷酸AMP、 黄苷酸XMP、尿苷酸GMP。
第十一章核酸的降解和核甘酸代谢ppt课件
（植物）
H2O尿囊
素酶
尿囊酸
CO2+H2O2
尿囊酸酶
2H2O+O2
爬虫、鸟类）
（鱼类、两栖类）
尿素 + 乙醛酸
(硬骨鱼)
H2O
2H2O
脲酶
脱氨 氧化 水解
4NH3 + 2CO2
（海洋无脊椎动物）
痛风症的治疗机制
鸟嘌呤 次黄嘌呤
黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤
尿酸
别嘌呤醇
三、嘧啶的降解：
胞嘧啶胞嘧啶脱氨酶 尿嘧啶 二氢尿嘧啶脱氢酶
P-P-CH2
O
N
ATP 、Mg2+
核糖核苷酸还原酶 （B1和B2）
P-P-CH2
O
N
+ H2O
OH OH 核糖核苷二磷酸ADP、GDP、CDP、UDP
OH H 脱氧核糖核苷二磷酸
（2）胸腺嘧啶脱氧核苷酸的合成
➢ 由尿嘧啶脱氧核苷酸（dUMP）经甲基化生成。 Ser提供甲基，NADPH提供还原当量。
限制性内切酶是分析染色体结构、制作DNA限 制图谱、进行DNA序列测定和基因分离、基因体外 重组等研究中不可缺少的工具，是一把天赐的神刀， 用来解剖纤细的DNA分子。
第二节 核苷酸的分解代谢
一、核苷酸的降解
核苷酸 + H2O 核苷酸核酶 苷+Pi 核苷 + H2O 核苷水解嘌酶呤（或嘧啶）+戊糖 （核苷水解酶主要存在于植物和微生物体内，并且 只能对核糖核苷起作用，对脱氧核糖核苷不起作 用。） 核苷+ H3PO核4苷磷酸嘌化酶呤（或嘧啶）+1-磷酸戊糖
二氢尿嘧啶
H2O NH3
NAD(P)H+H+ NAD(P)+
第十一章物质代谢的相互联系及其调节
CTP
血红素合成 ALA合成酶
血红素
（2）变构酶的特点及作用机制
变构酶常由多个亚基构成； 变构效应剂可通过非共价键与调节亚基结合，引起酶构
象改变（T态和R态）或亚基的聚合、分离从而影响酶 的活性； 变构酶的酶促反应动力学不符合米曼氏方程式； 变构效应剂常常是酶的底物、产物或其他小分子中间代 谢物。 变构调节过程不需要能量。
(CH2)4CO HS Co
OH
AO
CH
3
CO
P
丙酮酸脱氢 酶
O CH HC TT
S
二氢硫辛酸 转乙酰酶
C C S Co
H3
A
H SH
(CH2)4CO OH
2 3
HP
S
(CH2)4CO OH
S
S
FAD H2
二氢硫辛酸
脱氢酶 FA D
丙酮酸氧化脱羧
NFAA
D+
NADH +H+
乙酰 丙二酸单 β-酮脂酰转移酶 酰转移酶 合成酶
第一节
物质代谢的相互联系
一、物质代谢的特点
物质代谢的整体性 物质代谢的可调节性 组织器官代谢的特色性 不同来源代谢物代谢的共同性 能量储存的特殊性 NADPH为合成代谢提供还原当量
二、物质代谢的相互联系
（一）能量代谢上的相互联系
物质代谢过程中所伴随的能量的贮存、释放、转移和利 用等称为能量代谢。
现出激素的生物学效应。 根据激素作用受体部位不同，激素可分为：细胞膜受
体激素和细胞内受体激素。
三、整体水平的代谢调节
1.应激状态下的代谢调节
应激是机体在一些特殊的情况下，如严重创伤、感染、中 毒、剧烈的情绪变化等所作出的应答性反应。
生物化学 第11章、代谢调控
色氨酸操纵子 调节基因产生的阻遏蛋白没有生物) 酶蛋白
阻遏蛋白不能跟操纵基因结 合, 结构基因可以表达 B:有色氨酸 色氨酸与阻遏蛋白结合,从 而使阻遏蛋白能够结合到 操纵基因,结构基因不表达
代谢产物
色氨酸合成途径还存在色氨酸操纵子中衰
减子所引起的衰减调节。
操纵子（operon ）：指原核生物基因表达的的 调控单位。包括一个操纵基因(operator,O) ， 一群功能相关的结构基因(S）和专管转录起始 的启动基因(P)。
调节 基因
R
启动 操纵 基因 基因
P O S
1
结构 基因
S
2
S
3
操纵子
操纵子可分为：
可诱导操纵子：基因在正常情况下不表 达，
加入诱导物后基因表达。如乳糖操纵子 可阻遏操纵子：基因在正常情况下表达， 有辅阻遏物存在时不表达。如色氨酸操纵子
酶促反应的前馈和反馈
：
前馈作用（feedforward）：代谢途径中前
面的底物对其后某一催化反应的调节酶有作用。
前馈激活——底物对后面的酶起激活作用。
前馈抑制——底物对后面的酶起抑制作用
丙酮酸激酶
G → G-6-P → F-6-P → FDP →→→ PEP
前馈激活
丙酮酸
乙酰CoA+CO2 + H2O + ATP
前馈抑制
乙酰CoA羧化酶
丙二酸单酰CoA+ADP+ Pi
反馈调节（feedback）—某一代谢途径的产物或 终产物积累时，反过来对反应序列前头的限速 酶发生的调节作用
正反馈（反馈激活）——产物能使反应速度加快 负反馈（反馈抑制）——产物能使反应速度减慢
11章核苷酸代谢
二、嘧啶核苷酸的生物合成
嘧啶环原子的来源
4 3 2
NH3 CO2
C
N C
1
5
C
天冬氨酸
6
C
N
嘧啶环原子来源：NH3、CO2、Asp 特点： 先利用小分子化合物形成嘧啶环，再与核糖 磷酸（PRPP提供）结合成乳清酸，(与嘌呤核苷 合成的区别)然后生成UMP。其他嘧啶核苷酸由 尿苷酸转变而成。
此过程主要在肝细胞的胞液中进行。除了二氢乳清酸脱 氢酶位于线粒体内膜上外，其余均位于胞液中。
嘌呤的各个原子是在PRPP的C1上逐渐加上 去的（由Asp、Gln、 Gly、甲酸、CO2 提供N和 C）。
PP-1-R-5-P
5’－磷酸核糖－1’－焦磷酸
AMP ATP PRPP合成酶
（5-磷酸核糖）
R-5-P
PRPP
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
二、嘌呤核苷酸的从头合成 嘌呤环上原子的来源
甘氨酸
天冬氨 酸
甲 酸 或甲酰基
甲 酸 谷 酰 氨 胺
嘌呤环原子来源：Asp、Gln、 Gly、甲酸、CO2 合成部位：胞液 特点： 嘌呤最初不是以游离碱基的形式合成，而 是从5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP) 开始，经一系 列酶促反应，先生成次黄嘌呤核苷酸(肌苷酸, IMP)，然后再转变为AMP和GMP。
甲酰甘氨脒核苷酸FGAM
－5′－P
磷酸核糖甲酰 甘氨脒合成酶
－5′－P
⑤甲酰甘氨脒核苷酸FGAM
5-氨基咪唑核苷酸(AIR)
－5′－P
氨基咪唑核 苷酸合成酶
－5′－P
⑥ ⑦ 5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸的生成：
《生物化学》第十一章
- 17 -
第一节
核苷酸的合成代谢 二、嘧啶核苷酸的合成代谢
2．CTP 的合成 UMP 是所有其他嘧啶核苷酸的前体。由尿嘧啶核苷酸转变成胞嘧啶核苷酸是 在核苷三磷酸水平上进行的。UMP 经尿苷酸激酶和二磷酸核苷激酶的作用， 先生成 UTP（三磷酸尿苷），然后在 CTP 合成酶的催化下，由谷氨酰胺提供 氨基，使 UTP 转变为 CTP（三磷酸胞苷）。此过程消耗 1 分子 ATP 。
- 18 -
第一节
核苷酸的合成代谢 二、嘧啶核苷酸的合成代谢
3．dTMP的合成 脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）由脱氧尿嘧啶核苷酸（dUMP）甲基化生成。催 化此反应的酶是胸苷酸合酶，N5, N10-甲烯四氢叶酸为甲基供体。 在正常的肝细胞中，胸苷酸合酶活性很低，当肝里出现恶性肿瘤时，此酶活性 升高。而且，肿瘤的恶性程度与胸苷酸合酶的活性值成正相关。
- 32 -
第三节 核苷酸的抗代谢物
四、核苷类似物
阿糖胞苷、环胞苷是改变了核糖结 构的核苷类似物。阿糖胞苷能抑制 CDP （二磷酸胞苷）还原成 dCDP（二磷酸脱 氧胞苷），进而影响 DNA 的合成，它是 重要的抗癌药。
的 6 位酮基被氨基取代即为 AMP。此反应分为两步： ① 由腺苷酸代琥珀酸合成酶催化，GTP（三磷酸鸟苷）水解供能，天冬氨酸的氨基 与IMP相连生成腺苷酸代琥珀酸。 ② 腺苷酸代琥珀酸在腺苷酸代琥珀酸裂解酶作用下脱去延胡索酸生成 AMP。
-9-
第一节
核苷酸的合成代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢
GMP 的生成过程也包含了两步反应：
APRT 受 AMP 的反馈抑制，HGPRT 受 IMP 与 GMP 的反馈抑制。
- 12 -
第一节
核苷酸的合成代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢
第一节
核苷酸的合成代谢 二、嘧啶核苷酸的合成代谢
2．CTP 的合成 UMP 是所有其他嘧啶核苷酸的前体。由尿嘧啶核苷酸转变成胞嘧啶核苷酸是 在核苷三磷酸水平上进行的。UMP 经尿苷酸激酶和二磷酸核苷激酶的作用， 先生成 UTP（三磷酸尿苷），然后在 CTP 合成酶的催化下，由谷氨酰胺提供 氨基，使 UTP 转变为 CTP（三磷酸胞苷）。此过程消耗 1 分子 ATP 。
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第一节
核苷酸的合成代谢 二、嘧啶核苷酸的合成代谢
3．dTMP的合成 脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）由脱氧尿嘧啶核苷酸（dUMP）甲基化生成。催 化此反应的酶是胸苷酸合酶，N5, N10-甲烯四氢叶酸为甲基供体。 在正常的肝细胞中，胸苷酸合酶活性很低，当肝里出现恶性肿瘤时，此酶活性 升高。而且，肿瘤的恶性程度与胸苷酸合酶的活性值成正相关。
- 32 -
第三节 核苷酸的抗代谢物
四、核苷类似物
阿糖胞苷、环胞苷是改变了核糖结 构的核苷类似物。阿糖胞苷能抑制 CDP （二磷酸胞苷）还原成 dCDP（二磷酸脱 氧胞苷），进而影响 DNA 的合成，它是 重要的抗癌药。
的 6 位酮基被氨基取代即为 AMP。此反应分为两步： ① 由腺苷酸代琥珀酸合成酶催化，GTP（三磷酸鸟苷）水解供能，天冬氨酸的氨基 与IMP相连生成腺苷酸代琥珀酸。 ② 腺苷酸代琥珀酸在腺苷酸代琥珀酸裂解酶作用下脱去延胡索酸生成 AMP。
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第一节
核苷酸的合成代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢
GMP 的生成过程也包含了两步反应：
APRT 受 AMP 的反馈抑制，HGPRT 受 IMP 与 GMP 的反馈抑制。
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第一节
核苷酸的合成代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢
第十一章 核苷酸代谢
第十一章核苷酸代谢一、名词解释1、核苷酸的从头合成2、核苷酸的补救合成3、核酸酶4、限制性核酸内切酶二、填空1、嘌呤、嘧啶核苷酸合成过程中共同需要的酶是______。
2、嘌呤核苷酸合成的原料是CO2、______、______、甘氨酸、______和5-磷酸核糖，嘧啶核苷酸合成的原料是CO2、______、______。
3、嘌呤核苷酸从头合成的第一个核苷酸是，嘧啶核苷酸从头合成的第一个核苷酸是。
4、嘌呤核苷酸的合成中由IMP可转变成和，过量的ATP导致GMP合成，过量的GTP导致AMP合成。
5、人体内嘌呤核苷酸分解代谢的终产物是。
6、嘧啶碱分解最终产物为______、______、______或______。
7、参与嘌呤核苷酸合成的氨基酸有、和。
8、尿苷酸转变为胞苷酸是在水平上进行的。
9、生物体中的脱氧核苷酸的合成是由还原生成的。
在动物细胞中，还原反应以为还原剂，以为底物。
10、在嘌呤核苷酸的合成中，腺苷酸的C-6氨基来自；鸟苷酸的C-2氨基来自。
11、对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶称为。
12、核苷水解的产物是和；核苷磷酸解的产物是和。
三、单项选择题1、合成嘌呤和嘧啶都需要的一种氨基酸是：A．Asp B．Gln C．Gly D．Asn2、生物体嘌呤核苷酸合成途径中首先合成的核苷酸是：A．AMP B．GMP C．IMP D．XMP3、人类和灵长类嘌呤代谢的终产物是：A．尿酸B．尿囊素C．尿囊酸D．尿素4、动植物从核糖核苷酸生成脱氧核糖核苷酸的反应发生在：A．一磷酸水平B．二磷酸水平C．三磷酸水平D．以上都不是5、在嘧啶核苷酸的生物合成中不需要下列哪种物质：A．氨甲酰磷酸B．天冬氨酸C．谷氨酰氨D．核糖焦磷酸6、嘧啶合成需要：A. 氨基甲酰磷酸合成酶IB. 氨基甲酰磷酸合成酶IIC. HMG-CoA还原酶D. HMG-CoA裂解酶7、关于嘌呤核苷酸的合成描述正确的是：A．利用氨基酸、一碳单位和CO2为原料，首先合成嘌呤环再与5-磷酸核糖结合而成B．核-5-磷酸为起始物，在酶的催化下与ATP作用生成PRPP，再与氨基酸、CO2和一碳单位作用，逐步形成嘌呤核苷酸C．在氨基甲酰磷酸的基础上，逐步合成嘌呤核苷酸D．首先合成黄嘌呤核苷酸（XMP），再转变成AMP和GMP8、由dUMP转变成dTMP的甲基化反应中，甲基供给体是：A．S-腺苷甲硫氨酸B．S-腺苷同型半胱氨酸C．N5，N10-亚甲基四氢叶酸D．N5-甲基四氢叶酸9、体内脱氧核苷酸由核糖核苷酸还原生成时，其供氢体是：A. FADH2 B．NADH+H+ C．FMNH2 D．NADPH+ H+10、下列哪种物质不是嘌呤核苷酸从头合成的直接原料？A．甘氨酸B．天冬氨酸C．谷氨酸D．CO211、GMP和AMP分解过程中产生的共同中间产物是：A．XMP B．X C．IMP D．A12、dTMP合成的直接前体是：A．dUMP B．TMP C．TDP D．dUDP13、下列转变哪项不能直接进行？A．IMP→AMP B．AMP→IMP C．AMP→GMP D．IMP→XMP 14、合成嘌呤和嘧啶环的共同原料是：A．一碳单位B．甘氨酸C．谷氨酸D．天冬氨酸15、嘌呤核苷酸从头合成时，嘌呤环第4和第5位碳原子来自：A．甘氨酸B．谷氨酰胺C．CO2D．一碳单位16、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．尿酸D．β-丙氨酸17、胸腺嘧啶的甲基来自：A．N l0-CHO -FH4B．N5,N l0=CH-FH4 C．N5，N l 0-CH2-FH4D．N5-CH3-FH4 18、磷酸核糖焦磷酸的英文缩写是：A．IMP B．PRPP C．PRA D．GAR19、嘧啶核苷酸合成特点是：A．在5-磷酸核糖上合成碱基 B. 由四氢叶酸提供一碳单位C．甘氨酸完整地掺入分子中 D. 先合成氨基甲酰磷酸20、为嘌呤环C8提供碳原子的是：A．N5-CH3-FH4 B．N5,N10-CH2-FH4 C．N5,N10=CH-FH4 D．N10-CHO-FH4 21、在哺乳动物，嘧啶核苷酸从头合成的主要调节酶是：A．PRPP合成酶B．乳清酸酶C．氨基甲酰磷酸合成酶II D．天冬氨酸氨基甲酰转移酶四、是非判断题（）1、尿嘧啶的分解产物β-丙氨酸能转化成脂肪酸。
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O
HN
N
NH
次黄嘌呤
OH
N
N
HO N H
O2，H2O H2 O2
O H
黄嘌呤氧化酶
ON
黄嘌呤氧化酶
O
OH
HN
黄嘌呤
N CH
H O2，H2O
H2 O2
H N
O
尿酸
O N H 尿酸
三、嘌呤的分解
鸟嘌呤的分解
黄嘌呤
O H H2N N
N CH
H
H2O
NH3
鸟嘌呤脱氨酶
O H ON
鸟嘌呤
黄嘌呤氧化酶
N
CH
分解产物β-氨基异丁酸有一部分可
随尿排出，尿中β-氨基异丁酸排泄的 多少可反映细胞及DNA破坏的程度，白 血病患者往往尿中β-氨基异丁酸排泄 增加
CH2 COOH CH2 COSCoA
琥珀酰CoA
第三节 核酸的合成代谢
一、核苷酸的生物合成 二、DNA的生物合成 三、DNA的修复 四、RNA的生物合成
1.从头合成途径
合成所需物质： -D-ribose-5-P, ATP, Gln, Asp, GTP, N10-CHO-FH4, CO2。
另需辅助因子： Mg2+, Mn2+, NAD+
合成中先生成IMP，然后转变为AMP和GMP。
嘌呤环元素的来源
嘌 呤 环 元 素 的 来 源
合嘌 成呤
嘌呤核苷酸的全程合成(反应10)
嘌呤核苷酸的全程合成（反应11）
IMP合成的总反应
2Gln+2HCOOH+CO2+Gly+Asp+R-5-P (or PRPP)IMP+2Glu+Fumarate
反应需要5个ATP
（2）由IMP合成AMP和GMP
2.补救合成途径
利用现成的Ade、Hypoxan和Gua通过腺嘌 呤磷酸核糖基转移酶（APRT)及次黄嘌呤－鸟 嘌呤磷酸核糖基转移酶（HGPRT)实现AMP、 IMP、GMP的补救合成。
乙酰CoA可进入三羧酸循环而 彻底氧化
CH3 COSCoA 乙酰CoA
胸腺嘧啶的分解
-CH3 HO
胸腺嘧啶的分解
CH3 H2HCH2CH2COOH
转氨酶
COOH CH2CH3 CHO
β-氨基异丁酸
甲基丙二酸半醛
COOH CH2CH3 COSCoA
甲基丙二酰CoA
琥珀酰CoA可进入三羧酸循环而
彻底氧化
（一）糖的来源与PRPP的生成
核糖的来源：磷酸戊糖通路中的6-
磷酸葡萄糖经降解生成的5-磷酸核糖
（R-5-P）
磷酸核糖焦磷酸激酶
Oˉ
Oˉ P O
O
C H2
OH
HH H
OH OH
5-磷酸核糖
（R-5-P）
HO
ATP
Mg2+
Oˉ
Oˉ P O C H2O H
O
H H Oˉ Oˉ
H
O P Oˉ P Oˉ
核 反苷 应酸
的 全 程
1
合嘌 成呤
核 反苷 应酸
的 全 程
2
合嘌 成呤
核 反苷 应酸
的 全 程
3
合嘌 成呤
核 反苷 应酸
的 全 程
4
合嘌 成呤
核 反苷 应酸
的 全 程
5
嘌呤核苷酸的全程合成（反应6）
嘌呤核苷酸的全程合成（反应7）
合嘌 成呤
核 反苷 应酸
的 全 程
8
嘌呤核苷酸的全程合成（反应9）
核酸酶 核苷酸酶
磷酸戊糖
核苷磷酸化酸酶 磷酸酶
戊糖
磷酸
第二节 核酸的分解代谢
一、核酸的分解 二、单核苷酸的分解 三、嘌呤的分解 四、嘧啶的分解
一、核酸的分解
在核酸酶的作用下生成寡核苷酸与单核苷酸。
核酸酶是作用于核酸磷酸二酯键的水解酶，包括核糖 核酸酶(RNase)和脱氧核糖核酸酶(DNase)，其中能水解 核酸分子内磷酸二酯键的酶又称为核酸内切酶 (endonuclease)，从核酸的一端逐个水解下核苷酸的酶 称为核酸外切酶(exonuclease)。
四、嘧啶的分解
嘧啶环可被打开，最后分解为NH3、CO2及H2O 不同生物嘧啶碱的分解过程也不一样，一般情况下
含氨基的嘧啶要先水解脱去氨基，脱氨基也可以在 核苷或核苷酸水平上进行。
尿嘧啶、胞嘧啶的分解
H2HCH2CH2COOH 转氨酶
COOH CH2
β-丙氨酸
CHO 丙二酸半醛
COOH CH2 COSCoA 丙二酰CoA
脱氨作用也可以在核苷或核苷酸的水平上进行 。
动物组织腺嘌呤脱氨酶含量极少，而腺嘌呤核 苷脱氨酶及腺嘌呤核苷酸脱氨酶的活性较高， 因此腺嘌呤的脱氨分解主要在核苷或核苷酸水 平上进行。
鸟嘌呤脱氨酶分布广，脱氨分解主要在该酶的 作用下进行。
尿酸生成
痛风(Gout)及治疗
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，沉积于男性的关节部位引起疼痛或灼痛――痛风。
二、单核苷酸的分解
核苷酸酶
核苷酸
核苷
磷酸
核苷 核苷
H3PO4
核苷磷酸化酶
嘌呤碱或 嘧啶碱
核苷水解酶
H2O
嘌呤碱或 嘧啶碱
戊糖-1`-P 戊糖
核苷水解酶主要存在于植物和微生物，且只对核糖核苷 有作用，对脱氧核糖核苷无作用
三、嘌呤的分解
腺嘌呤核苷酸分解的三级脱氨
三、嘌呤的分解
黄嘌呤最终被氧化为尿酸
H O2，H2O
OH
Nห้องสมุดไป่ตู้
N OH
HO N H
尿酸
O HN ON
H2 O2
H N
O
H 尿酸
三、嘌呤的分解
不同生物嘌呤碱的分解能力不同，代谢产物也 不同
人、灵长类、鸟类、某些爬行类和昆虫动物体 内分解的最终产物为尿酸
两栖类和软骨鱼嘌呤的代谢产物为尿素 一些藻类的代谢产物为NH3
嘌呤分解中的脱氨作用
OH OH O
O
磷 酸 核 糖 基 焦 磷 酸
PRPP
（二）嘌呤核苷酸的合成
1. 嘌呤核苷酸的从头合成途径
（1）嘌呤环元素的来源
（2）IMP的合成(共11步） （3）AMP和GMP的合成 2. 嘌呤核苷酸的补救途径 （1）嘌呤碱与PRPP直接合成嘌呤核苷酸 （2）腺嘌呤与1-磷酸核糖作用 3. ATP和GTP的生成
7-碳-8-氮次黄嘌呤（别嘌呤醇）的化学结构与次黄嘌呤相似，是黄嘌 呤氧化酶的竞争性抑制剂，可抑制黄嘌呤的氧化，减少尿酸的生成。
另外别嘌呤醇和与PRPP（5-磷酸核糖-1-焦磷酸盐）反应生成别嘌呤
醇核苷酸，这样痛 减少了嘌呤核苷酸的合成 风 的 尿 酸 钠 晶 体
别嘌呤醇与次黄嘌呤
别嘌呤醇的作用机理
第十一章 核酸代谢
机体每秒钟都有新细胞的合成， 意味着我们的核酸时刻都在处于 代谢过程中！
那么， 合成DNA的原材料有哪几种？ 来源于哪儿？ 其代谢紊乱将导致哪些疾病？
本章内容
第一节 核酸的消化与吸收 第二节 核酸的分解代谢 第三节 核酸的合成代谢
第一节 核酸的消化与吸收
核酸
单核苷酸
磷酸
核苷
含氮碱基 （嘌呤或嘧啶）