核苷酸分解
嘌呤核苷酸的分解代谢
（一） 嘌呤核苷酸的补救合成
两个酶：① 腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT） ② 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT） 反应： 腺嘌呤 ＋ PRPP
APRT
AMP ＋ PPi
次黄嘌呤 ＋ PRPP
鸟嘌呤 ＋ PRPP
HGPRT
HGPRT
IMP ＋ PPi
GMP ＋ PPi
＊人体内还有腺苷激酶，能使腺嘌呤核苷磷酸化，生成AMP 腺嘌呤核苷
（三）嘌呤核苷酸的相互转变
（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物 为嘌呤﹑氨基酸或叶酸等的类似物，充当竞争性抑制剂， 干扰或阻断合成代谢，具有抗肿瘤的作用。 嘌呤类似物： 6-巯基嘌呤（6MP） 6-巯基鸟嘌呤 8-氮杂鸟嘌呤 氨基酸类似物：氮杂丝氨酸（重氮丝氨酸） 与谷氨酰胺类似 6-重氮-5-氧正亮氨酸 N-羟-N-甲酰甘氨酸 与天冬氨酸类似 （羽田杀菌素）
H2O+O2
H2O 2
H2O+O2 H2O2 （人类和灵长类动物、 爬虫、鸟类）
（灵长类以外的哺乳动物） 尿酸氧化酶
尿囊素
尿酸
H2O （植物）
尿囊 素酶
CO2+H2O2
尿囊酸酶
2H2O+O2
（鱼类、两栖类）
尿囊酸
尿素
2H2O
+
乙醛酸
H2O
脲酶
4NH3 + 2CO2
（海洋无脊椎动物）
别嘌呤醇作用的机理：
⑴ 5-磷酸核糖→ → →次黄嘌呤核苷酸（IMP）
PRPP— 核苷酸核糖磷酸部分的供体
关键酶
IMP合成的特点：
IMP是在磷酸核糖 分子上逐步合成的， 而不是首先单独合成 嘌呤碱，再与磷酸核 糖结合的。
高中生物竞赛课件：嘧啶核苷酸的合成与分解
UMP
嘧啶核苷酸的合成与分解
(三) 嘧啶核苷酸的从头合成 尿嘧啶核苷酸的合成 1、氨甲酰磷酸的生成
2ATP 2ADP+Pi
Gln + HCO3氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ
(CPS-Ⅱ )
H2N C OPO3H2 + Glu
O
氨甲酰磷酸
区别于尿素循环中的氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ (线粒体)
嘧啶核苷酸的合成与分解
(三) 嘧啶核苷酸的从头合成 尿嘧啶核苷酸的合成
胞嘧啶
转氨作用脱去氨基 ，参与有机酸代谢
β-丙氨酸
参与泛酸及 CoA的合成
嘧啶核苷酸的合成与分解
二、嘧啶核苷酸的分解代谢 胸腺嘧啶→β氨基异丁酸
胸腺嘧啶
二氢尿嘧啶 脱氢酶
二氢嘧啶酶
β-脲基异丁酸
二氢胸腺嘧啶 β-脲基丙酸酶
还原、水化、水解
TCA循环
β-氨基异丁酸
琥珀酰 CoA
甲基丙二酰半醛
氨基转移至 α-酮戊二酸
dTMP: 脱氧胸苷在胸苷激酶的催化下形成dTMP
胸苷激酶
脱氧胸苷 + ATP
dTMP +ADP
嘧啶核苷酸的合成与分解
嘧啶核苷酸生物合成的调节 细菌: ATCase是从头合成的主要调
HCO3-+Gln
节酶；ATP为激活剂; CTP为抑制剂
+2ATP
天冬氨酸转氨甲
⊕ 酰酶(ATCase)
PRPP
氨甲酰磷酸
HN C C
N
P O HC N C N CH CH2 O
OH OH
次黄嘌呤核苷酸 (I MP)
HN C C
N
P O HC N C N CH CH2 O
生物化学之核苷酸代谢
生尿酸，同时补救途径不通会引起嘌呤核苷
酸从头合成速度增加，更加大量累积尿酸， 从而导致肾结石和痛风
3、脱氧核苷酸的生成
O P -P O N 核糖核苷酸还原酶 OH
硫 化 原 白 氧 还 蛋
CH2
O P -P CH2 O
N
OH NDP
SH
硫 化 原 白 氧 还 蛋
OH S S
H dNDP
SH 硫氧化还原蛋白还原酶 NADP NADP H
次黄嘌呤核苷酸 IMP
ATP和GTP的生成
HOOCCH CHCOOH 2 O C C N O OH OH C N N CH GTP Asp H N P O CH2 HC NH C C N O OH OH OH 腺苷酸代琥珀酸 OH C N N CH 延胡索酸 HC P O CH2 N O C N CH
Glu
P O CH2 OH
OH
OH
XMP
GMP
(Xanthosine monophosphate)
嘌呤核苷酸从头合成的调节
原则之一：满足需求，防止供过于求。
(-) (+) R-5-P
PRPP合 成 酶
(-) (+) PRPP (-) PAR (-) IMP XMP (-) GMP GDP GTP
次黄嘌呤
6-巯 基 嘌 呤 6MP (6-mercaptopurine)
SH
OH H N HC P O CH2 OH C C N O OH C N N CH H N HC P O CH2 OH
C C N O OH C N N CH
次 黄 嘌 呤 核 苷 酸 (IMP)
6-巯 基 嘌 呤 核 苷 酸
嘌呤核苷酸的抗代谢物-2
第十五章 核苷酸的降解和核苷酸代谢
第十五章核苷酸的降解和核苷酸代谢第一节分解代谢一、核酸的降解核酸由磷酸二酯酶水解，有核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、内切酶和外切酶之分。
蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二酯酶都是外切酶，既可水解DNA，又可水解RNA，但蛇毒磷酸二酯酶从3’端水解，生成5’-核苷酸；牛脾磷酸二酯酶从5’端水解，生成3’-核苷酸。
细胞内还有限制性内切酶，可水解外源DNA。
二、核苷酸的降解核苷酸由磷酸单酯酶水解成核苷和磷酸，特异性强的酶只水解5’-核苷酸，称为5’-核苷酸酶，或相反。
核苷磷酸化酶将核苷分解为碱基和戊糖-1-磷酸，核苷水解酶生成碱基和戊糖。
核糖-1-磷酸可被磷酸核糖变位酶催化为核糖-5-磷酸，进入戊糖支路或合成PRPP。
三、嘌呤的分解（一）水解脱氨：腺嘌呤生成次黄嘌呤，鸟嘌呤生成黄嘌呤。
也可在核苷或核苷酸水平上脱氨。
（二）氧化：次黄嘌呤生成黄嘌呤，再氧化生成尿酸。
都由黄嘌呤氧化酶催化，生成过氧化氢。
别嘌呤醇是自杀底物，其氧化产物与酶活性中心的Mo4+紧密结合，有强烈抑制作用。
可防止尿酸钠沉积，用于治疗痛风。
（三）鸟类可将其他含氮物质转化为尿酸，而某些生物可将尿酸继续氧化分解为氨和CO2。
四、嘧啶的分解胞嘧啶先脱氨生成尿嘧啶，再还原成二氢尿嘧啶，然后开环，水解生成β-丙氨酸，可转氨参加有机酸代谢。
胸腺嘧啶与尿嘧啶相似，还原、开环、水解生成β-氨基异丁酸，可直接从尿排出，也可转氨生成甲基丙二酸半醛，最后生成琥珀酰辅酶A，进入三羧酸循环。
第二节合成代谢一、嘌呤核糖核苷酸的合成（一）从头合成途径1.嘌呤环的元素来源2.IMP的合成：其磷酸核糖部分由PRPP提供，由5-磷酸核糖与ATP在磷酸核糖焦磷酸激酶催化下生成。
IMP 的合成有10步，分两个阶段，先生成咪唑环，再生成次黄嘌呤。
首先由谷氨酰胺的氨基取代焦磷酸，再连接甘氨酸、甲川基，甘氨酸的羰基生成氨基后环化，生成5-氨基咪唑核苷酸。
然后羧化，得到天冬氨酸的氨基，甲酰化，最后脱水闭环，生成IMP。
核苷酸的合成分解课件
起始因子
翻译起始阶段需要多种起始因子 参与，如eIF1、eIF2等，它们可 以促进翻译起始复合物的形成。
终止因子
翻译终止阶段需要多种终止因子 参与，如eRF1、eRF3等，它们可 以识别并水解翻译终止密码子， 从而终止翻译过程。
06
CATALOGUE
核苷酸代谢异常与疾病
嘌呤核苷酸代谢异常与痛风症
应生成。
03
脱氧核苷酸的种类
脱氧核苷酸包括腺嘌呤脱氧核苷酸（dAMP）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（
dGMP）、胞嘧啶脱氧核苷酸（dCMP）和尿嘧啶脱氧核苷酸（dUMP
）。
核糖核苷酸的合成
核糖的形成
核糖是核糖核苷酸的重要组成成分，可以通过糖苷酸的合成途径
核糖核苷酸主要通过核糖与碱基合成核糖核苷，再经过酶 促合成反应生成。
详细描述
核苷酸代谢异常可能影响神经细胞的发育和 功能，导致神经系统疾病的发生。此外，核 苷酸代谢异常也可能影响免疫系统的正常功 能，导致免疫系统疾病的发展。
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核苷酸的合成分 解课件
目 录
• 核苷酸简介 • 核苷酸的合成 • 核苷酸的分解代谢 • 核苷酸代谢与能量生成 • 核苷酸代谢的调节 • 核苷酸代谢异常与疾病
01
CATALOGUE
核苷酸简介
核苷酸的组成
核苷酸由磷酸、戊糖 和碱基组成。
碱基分为嘌呤和嘧啶 ，与戊糖通过糖苷键 连接。
戊糖分为核糖和脱氧 核糖，分别构成RNA 和DNA。
核苷酸代谢与GTP生成
总结词
核苷酸通过氧化磷酸化作用生成GTP，其中IMP是GMP和GDP的活化形式。
详细描述
在核苷酸代谢过程中，GTP的生成主要通过氧化磷酸化作用。首先，IMP被活化 成GMP和GDP，这个过程需要鸟苷酸激酶的催化。然后，GMP和GDP在鸟苷 酸环化酶的作用下生成GTP。GTP是能量载体，可以用于合成ATP。
核苷酸彻底水解产物
核苷酸彻底水解产物
核苷酸彻底水解的产物是核苷和磷酸。
在核苷酸的结构中，核苷由一个含氮碱基、一个核糖和一个磷酸基团组成。
当核苷酸彻底水解时，磷酸基团与核糖分子中的羟基发生酯键水解反应，生成核苷和磷酸。
具体的水解反应式如下：
N10-核苷酸+ H2O → N10-核苷+ H3PO4
其中，N10-核苷酸代表一种含有10个氮碱基的核苷酸，N10-核苷代表水解后得到的核苷，H2O代表水，H3PO4代表磷酸。
需要注意的是，核苷酸的水解是一个可逆反应，可以通过加入碱或酸等化学试剂来促进或抑制反应的进行。
在生物体内，核苷酸的水解是一个重要的代谢途径，可以为细胞提供能量和合成新的核酸分子。
嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸分解的区别
嘧啶核苷酸和嘌呤核苷酸是两种不同的核苷酸，在细胞内发挥着重要的生物学功能。
它们之间的主要区别在于它们的化学结构和分解代谢途径。
嘧啶核苷酸的分解：
嘧啶核苷酸分解产生尿嘧啶，进而被转化为β-氨基丁二酸。
这些代谢产物最终会通过尿液排出体外。
嘧啶核苷酸主要参与DNA和RNA的合成，以及在细胞内能量代谢的调控过程中发挥作用。
嘌呤核苷酸的分解：
嘌呤核苷酸的分解产生黄嘌呤酸。
黄嘌呤酸经过一系列的代谢反应最终转化为尿酸，然后通过肾脏排泄到尿液中。
尿酸生成和排泄是嘌呤代谢的最终产物。
而高尿酸血症则可能导致痛风等疾病。
总的来说，嘧啶核苷酸和嘌呤核苷酸在细胞内代谢途径和产生的代谢产物上有明显的区别。
这些分解代谢途径对于人体的生物化学过程和疾病的发生具有重要的生理学和临床意义。
嘧啶核苷酸的分解代谢
嘧啶核苷酸的分解代谢篇一：嘧啶核苷酸的分解代谢总结报告一、嘧啶核苷酸代谢概述嘧啶核苷酸是核酸分解代谢的中间产物，包括尿苷酸（UMP）、胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）和胞嘧啶核苷酸（CTP）。
它们在细胞内经过一系列的分解代谢过程，最终生成尿素、核糖-1-磷酸、二氧化碳和水等简单物质。
这个过程不仅提供了能量，还为合成其他化合物提供了前体物质。
二、嘧啶核苷酸的分解代谢途径嘧啶核苷酸的分解代谢主要通过两种途径进行：核苷酶途径和核苷酸酶途径。
核苷酶途径主要存在于细胞质中，通过核苷酶的作用将核苷分解成碱基和核糖-1-磷酸。
核苷酸酶途径主要存在于细胞溶质中，通过核苷酸酶的作用将核苷酸分解成碱基、核糖-1-磷酸和无机磷酸。
三、嘧啶核苷酸分解代谢的关键酶嘧啶核苷酸分解代谢的关键酶包括尿苷酸酶、胞苷酸酶、脱氨基酶等。
尿苷酸酶主要作用是裂解UMP生成尿嘧啶和PRPP，胞苷酸酶主要作用是裂解CMP生成胞嘧啶和PRPP，脱氨基酶则将胞嘧啶脱氨基生成尿嘧啶。
四、嘧啶核苷酸分解代谢的调节嘧啶核苷酸分解代谢的调节主要通过反馈抑制实现。
当分解代谢产物浓度达到一定水平时，会抑制关键酶的活性，从而调节代谢速率。
此外，别构效应也参与了分解代谢的调节。
五、嘧啶核苷酸分解代谢的生理意义嘧啶核苷酸的分解代谢是细胞能量供应的重要来源之一。
通过分解代谢，可以将储存的能量转化为ATP，为细胞的各种生理活动提供能量。
此外，嘧啶核苷酸的分解代谢还为合成其他化合物提供了前体物质，如氨基酸、脂肪酸等。
六、嘧啶核苷酸分解代谢的异常状况如果嘧啶核苷酸的分解代谢出现异常，可能会导致高尿酸血症等疾病。
高尿酸血症是由于尿酸合成增加或排泄减少导致的，而尿酸是嘧啶核苷酸分解的产物之一。
此外，嘧啶核苷酸代谢异常也与肿瘤、神经系统疾病等有关。
因此，对嘧啶核苷酸的分解代谢进行深入研究，有助于对这些疾病的诊断和治疗。
七、研究展望虽然我们对嘧啶核苷酸的分解代谢有一定的了解，但是还有很多未知的领域需要进一步研究。
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单核苷酸分解
一、概述
1．核酸的消化食物中的核酸大多以核蛋白的形式存在。
核蛋白在胃中受胃酸的作用，分解成核酸与蛋白质。
核酸在小肠中受胰液和肠液中各种水解酶的作用逐步水解，最终生
成碱基和戊糖。
产生的戊糖被吸收参加体内的戊糖代谢；嘌呤和嘧啶碱主要被分解排出体外。
食物来源的嘌呤和嘧啶很少被机体利用。
2．核苷酸的分布核苷酸是核酸的基本结构单位，人体内的核苷酸主要有机体细胞自
身合成，核苷酸不属于营养必需物质。
核苷酸在体内的分布广泛。
细胞中主要以5′-核苷
酸形式存在。
细胞中核糖核苷酸的浓度远远超过脱氧核糖核苷酸。
不同类型细胞中的各种
核苷酸含量差异很大，同一细胞中，各种核苷酸含量也有差异，核苷酸总量变化不大。
3．核苷酸的生物学功用①作为核酸合成的原料，这是核苷酸最主要的功能；②体内
能量的利用形式；③参与代谢和生理调节；④组成辅酶；⑤活化中间代谢物。
基本要求：掌握核苷酸的生物学功用。
了解核酸消化概况，及核苷酸的分布情况。
二、嘌呤核苷酸代谢
要点：
（一）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。
主要反应步骤分为两个阶段：首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），然后IMP再转变成腺嘌呤核苷酸（AMP）与鸟嘌呤核苷酸（GMP）。
嘌呤环各元素来源如下：N1由天冬氨酸提供，C2由N10-甲酰FH4提供、C8由N5，N10-甲炔FH4提供，N3、N9由谷氨酰胺提供，C4、C5、N7由甘氨酸提供，C6由CO2提供。
嘌呤核苷酸从头合成的特点是：嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子基础上逐步合成的，不是首先单独合成嘌呤碱然后再与磷酸核糖结合的。
反应过程
中的关键酶包括PRPP酰胺转移酶、PRPP合成酶。
PRPP酰胺转移酶是一类变构酶，其单体
形式有活性，二聚体形式无活性。
IMP、AMP及GMP使活性形式转变成无活性形式，而PRPP 则相反。
从头合成的调节机制是反馈调节，主要发生在以下几个部位：嘌呤核苷酸合成起
始阶段的PRPP合成酶和PRPP酰胺转移酶活性可被合成产物IMP、AMP及GMP等抑制；在形成AMP和GMP过程中，过量的AMP控制AMP的生成，不影响GMP的合成，过量的GMP控制GMP的生成，不影响AMP的合成；IMP转变成AMP时需要GTP，而IMP转变成GMP时需要ATP。
2．嘌呤核苷酸的补救合成
反应中的主要酶包括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）。
嘌呤核苷酸补救合成的生理意义：节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗；
体内某些组织器官，例如脑、骨髓等由于缺乏从头合成嘌呤核苷酸的酶体系，而只能进行
嘌呤核苷酸的补救合成。
3．嘌呤核苷酸的相互转变
IMP可以转变成AMP和GMP，AMP和GMP也可转变成IMP。
AMP和GMP之间可相互转变。
4．脱氧核苷酸的生成
体内的脱氧核苷酸是通过各自相应的核糖核苷酸在二磷酸水平上还原而成的。
核糖核
苷酸还原酶催化此反应。
5．嘌呤核苷酸的抗代谢物
①嘌呤类似物：6-巯基嘌呤（6MP）、6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等。
6MP应用较多，其结构与次黄嘌呤相似，可在体内经磷酸核糖化而生成6MP核苷酸，并以这种形式抑制
IMP转变为AMP及GMP的反应。
②氨基酸类似物：氮杂丝氨酸和6-重氮-5-氧正亮氨酸等。
结构与谷氨酰胺相似，可
干扰谷氨酰胺在嘌呤核苷酸合成中的作用，从而抑制嘌呤核苷酸的合成。
③叶酸类似物：氨喋呤及甲氨喋呤（MTX）都是叶酸的类似物，能竞争抑制二氢叶酸还原酶，使叶酸不能还原成二氢叶酸及四氢叶酸，从而抑制了嘌呤核苷酸的合成。
（二）嘌呤核苷酸的分解代谢
分解代谢反应基本过程是核苷酸在核苷酸酶的作用下水解成核苷，进而在酶作用下成
自由的碱基及1-磷酸核糖。
嘌呤碱最终分解成尿酸，随尿排出体外。
黄嘌呤氧化酶是分解
代谢中重要的酶。
嘌呤核苷酸分解代谢主要在肝、小肠及肾中进行。
嘌呤代谢异常：尿酸
过多引起痛风症，患者血中尿酸含量升高，尿酸盐晶体可沉积于关节、软组织、软骨及肾
等处，导致关节炎、尿路结石及肾疾病。
临床上常用别嘌呤醇治疗痛风症。
基本概念
1．从头合成途径（de novo synthesis）：体内嘌呤核苷酸的合成代谢中，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
酸称为从头合成途径。
2．补救合成途径（salvage pathway）：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，称为补救合成途径。
3．自毁容貌症：又称（Lesch-Nyhan综合症），是由于某些基因缺乏而导致HGPRT完
全缺失的患儿，表现为自毁容貌症。
基本要求
掌握嘌呤核苷酸从头合成的原料，部位，关键酶，关键调节，及抗代谢物的主要种类
和作用机制。
掌握嘌呤核苷酸分解代谢参加的关键酶，主要终产物。
熟悉嘌呤核苷酸从头
合成的步骤及调节。
熟悉嘌呤核苷酸补救合成的几种反应及参与的酶。
三．嘧啶核苷酸代谢
（一）嘧啶核苷酸的合成代谢
1．嘧啶核苷酸的从头合成
肝是体内从头合成嘧啶核苷酸的主要器官。
嘧啶核苷酸从头合成的原料是天冬氨酸、
谷氨酰胺、CO2等。
反应过程中的关键酶在不同生物体内有所不同，在细菌中，天冬氨酸
氨基甲酰转移酶是嘧啶核苷酸从头合成的主要调节酶；而在哺乳动物细胞中，嘧啶核苷酸
合成的调节酶主要是氨基甲酰磷酸合成酶II。
主要合成过程：形成的第一个嘧啶核苷酸是
乳氢酸核苷酸（OMP），进而形成尿嘧啶核苷酸（UMP），UMP在一系列酶的作用下生成CTP。
dTMP由dUMP经甲基化生成的。
嘧啶核苷酸从头合成的特点是先合成嘧啶环，再磷酸核糖
化生成核苷酸。
2．嘧啶核苷酸的补救合成
主要酶是嘧啶磷酸核糖转移酶，能利用尿嘧啶、胸腺嘧啶及乳氢酸作为底物，对胞嘧
啶不起作用。
3．嘧啶核苷酸的抗代谢物
①嘧啶类似物：主要有5-氟尿嘧啶（5-FU），在体内转变为FdUMP或FUTP后发挥作用。
②氨基酸类似物：同嘌呤抗代谢物。
③叶酸类似物：同嘌呤抗代谢物。
④阿糖胞苷：抑制CDP还原成dCDP。
（二）嘧啶核苷酸的分解代谢
嘧啶核苷酸在酶作用下生成磷酸、核糖及自由碱基，产生的嘧啶碱进一步分解。
胞嘧
啶脱氨基转变成尿嘧啶，尿嘧啶最终生成NH3、CO2及β-丙氨酸。
胸腺嘧啶降解成β-氨基异丁酸。