核苷酸的分解代謝生物化學一、嘌呤核苷酸的分解代謝核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶堿基1-磷酸核糖嘌呤堿的最終代謝產物AMPGMPH（次黃嘌呤）GX(黃嘌呤)黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶(一)尿酸的生成NNNHNOHHOOH尿酸嘌呤核苷酸分解代謝的最終產物是尿酸正常人血漿中尿酸含量約為2-6mg%左右男性平均4.5mg%女性平均3.5mg%痛風癥患者血中尿酸含量升高，當超過8mg%時，尿酸鹽結晶即可以沉積在關節、軟骨組織、腎等組織處，進一步導致關節炎、尿路結石及腎疾病。痛風癥多見于成年男性，其原因可能嘌呤核苷酸代謝酶改變有關。痛風癥治療原則1）減少尿酸重吸收，促進排泄2）抑制尿酸的生成(二)痛風癥的治療機制鳥嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤尿酸黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇別嘌呤醇次黃嘌呤NNNHOHCCHCCHCNNNHOHCCCCHCNNH1.尿酸含量為0.12～0.36mmol/L，超過0.48mmol/L時，沉積于關節等處，導致痛風癥。2.別嘌呤醇可競爭性抑制黃嘌呤氧化酶，使生成減少，達到治療痛風癥的目的。CO2+NH3胸腺嘧啶β-脲基異丁酸H2O肝尿素甲基丙二酰CoA琥珀酰CoATCA循環糖異生胞嘧啶NH3尿嘧啶二氫尿嘧啶H2O丙二酰CoA乙酰CoATCA循環H2N-CH2-CH2-COOHβ-丙氨酸H2N-CH2-CH-COOHCH3β-氨基異丁酸嘧啶核苷酸

特點1、胞嘧啶、尿嘧啶分解代謝的最終產物是NH3、CO2、-丙氨酸2、胸嘧啶分解代謝的最終產物是NH3、CO2、-氨基異丁酸-氨基異丁酸可進一步代謝或直接隨尿排出，癌癥患者其排出量增加。

核苷酸的合成代謝生物化學核苷酸除了構成核酸的基本單位外，在體內具有許多重要的生理功能。1、作為核酸合成的原料，這是核苷酸最主要的功能。2、體內能量的利用形式。ATP是細胞的主要能量形式。此外，GTP、CTP也均可以提供能量。3、參與物質代謝和生理調節：如cAMPcGMP等。4、組成輔酶的成分：如NAD、NADP、FAD、輔酶A等。5、活性中間代謝物：UDPG、CDP-膽堿、CDP-乙醇胺、UDPGA、SAM、PAPS等。重點食物中的核酸大多數以核蛋白的形式存在。核蛋白在胃中受胃酸的作用，分解成核酸與蛋白質。核酸進入小腸后，受胰液和腸液中各種水解酶的作用逐步水解。機體自身合成（主要）核苷酸來源食物從頭合成途徑核苷酸的合成途徑補救合成途徑ATPdATPRNAGTPDNAdGTPCTPdCTPUTPdTTP一、嘌呤核苷酸的合成(一)從頭合成途徑1.定義從頭合成途徑是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳等為原料，合成嘌呤核苷酸的途徑。2.部位肝是主要合成器官，其次是小腸和胸腺；而腦、骨髓則很難進行此途徑。3.嘌呤堿合成的元素來源CO2天冬氨酸甲酰基(一碳單位)甘氨酸甲酰基(一碳單位)谷氨酰胺(酰胺基)C6C5C4C2N1N3N7C8N94.嘌呤核苷酸合成原料：磷酸核糖、天冬氨酸一碳單位嘌呤堿谷氨酰胺甘氨酸CO2重點5.嘌呤核苷酸從頭合成過程1)5–磷酸核糖的活化2)IMP的生成3)AMP和GMP的生成4)ATP和GTP的生成1)5-磷酸核糖的活化5-磷酸核糖-1-焦磷酸PRPP2）IMP的合成過程R-5-P(5-磷酸核糖)ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P(磷酸核糖焦磷酸)在甘氨酸、一碳單位、谷氨酰胺、二氧化碳、天冬氨酸及一碳單位的逐步參與下IMPAMPGMPH2N-1-R-5′-P(5′-磷酸核糖胺)谷氨酰胺谷氨酸酰胺轉移酶PRPP合成酶和酰胺轉移酶是關鍵酶。①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脫氫酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶3）AMP和GMP的生成NNNONR5/PIMPAspGTPGDP+Pi①NNNNR5/PNHHOOC-CH2-CH-COOH腺苷酸代琥珀酸延胡索酸②NNNNR5/PNH2AMPNNONR5/PO③H2NNNNONR5/PH2OGlnGluATPADP+PiH2ONADH+H+NAD+GMPXMPHHH4）ATP和GTP的生成1.PRPP是5-磷酸核糖的活化形式2.PRPP是核苷酸中磷酸核糖的供體。3.PRPP參與各種核苷酸的合成4.PRPP合成酶受調節的酶5.PRPP合成酶催化的步驟為關鍵步驟6.PRPP酰胺轉移酶是嘌呤核苷酸合成的限速酶。（變構酶）特點：1.IMPAMPGMP2.IMP是AMP和GMP的前體。3.GTP促進AMP的生成。4.ATP促進GMP的生成。5.XMPGMP(需要谷氨酰胺）細胞定位：胞液

(二)補救合成途徑1.定義利用游離的嘌呤或嘌呤核苷，合成嘌呤核苷酸的過程，稱為補救合成(或重新利用)途徑。(1)腺嘌呤磷酸核糖轉移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)(2)次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)(3)腺苷激酶(adenosinekinase)2.參與補救合成的酶3.合成過程腺嘌呤+PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥嘌呤+PRPPHGPRTGMP+PPi腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP4.補救合成的特點(1)節省從頭合成時的能量和氨基酸。(2)某些組織器官如腦、骨髓等主要是進行補救合成。在臨床上次黃嘌呤–鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶（HGPRT)缺陷的患兒表現為智力發育低下、共濟失調、具有攻擊性和敵對性。患兒可以咬自己的口唇、手指和足趾、抓自己的臉，舞蹈癥、臨床上稱為自毀容貌綜合癥。本病屬于隱性遺傳性疾病，群體患病率為30萬分之一。二、嘧啶核苷酸的合成代謝(一)從頭合成途徑1.定義是指利用磷酸核糖、氨基酸及二氧化碳等為原料，合成嘧啶核苷酸的途徑。2.合成部位主要是肝等。3.嘧啶合成的元素來源4.合成過程(1)尿嘧啶核苷酸的合成氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ(CPS-Ⅱ)是尿嘧啶核苷酸的合成的主要調節酶。NNCCCC天冬氨酸CO2谷氨酰胺H2O二氫乳清酸酶二氫乳清酸NAD+NADH+H脫氫酶HO-COCH2COOHNHCONH2氨基甲酰天冬氨酸OCOOHHNNHOOCOOHHNNHO乳清酸PRPPPPi乳清酸磷酸核糖轉移酶OCOOHHNNR-5/-PO乳清酸核苷酸(OMP)脫羧酶CO2OHNNOPO-CH2HOHHHOHOH尿嘧啶核苷酸(UMP)CO2+谷氨酰胺2×ATP2×(ADP+Pi)谷氨酸氨基甲酰磷酸NH2C=OO-PO32-氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ(CPS-Ⅱ)AspPi天冬氨酸氨基甲酰轉移酶OHNNR-5/-PO(2)胞嘧啶核苷酸的合成UMPATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶谷氨酰胺ATP谷氨酸ADP+PiNNR-5/-PPPONH2CTP（3）dTMP或TMP的生成TMP合酶N5,N10-甲烯FH4FH2FH2還原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脫氧胸苷一磷酸dTMPUDP脫氧核苷酸還原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMPOHNNdR-5/-POOHNNdR-5/-POCH3合成特點：嘧啶核苷酸的從頭合成途徑是以氨基甲酰磷酸為起點，先合成嘧啶環，然后由PRPP提供磷酸核糖，最先合成的是UMP。合成部位：主要在肝細胞胞液(二)嘧啶核苷酸的補救合成嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖轉移酶尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶UMP+ADP胸腺嘧啶核苷+ATP胸苷激酶TMP+ADP2.補救合成的特點(1)節省從頭合成時的能量和氨基酸。(2)某些組織器官，如腦、骨髓等主要是進行補救合成。1.補救合成的過程三、脫氧核糖核苷酸的生成脫氧核糖核苷酸的生成是合成DNA的原料。dATPDNAdGTPdCTPdTTP在體內脫氧核糖核苷酸是由核糖核苷酸直接還原生成，還原反應是在二磷酸水平上進行。重要dNDP+ATP激酶dNTP+ADP二磷酸脫氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸還原酶，Mg2+還原型硫氧化還原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化還原蛋白SS硫氧化還原蛋白還原酶（FAD）在核苷二磷酸水平上進行（N代表A、G、U、C等堿基）四、核苷酸的抗代謝物某些嘌呤、嘧啶、氨基酸、葉酸類似物可以競爭性抑制或“以假亂真”等方式干擾或阻斷核苷酸的合成代謝，從而進一步阻止核酸以及蛋白質的生物合成。腫瘤細胞的核酸及蛋白質合成十分旺盛，因此，這些抗代謝物具有抗腫瘤作用。（一）嘌呤、氨基酸或葉酸等的類似物。嘌呤類似物氨基酸類似物葉酸類似物6-巰基嘌呤6-巰基鳥嘌呤8-氮雜鳥嘌呤等氮雜絲氨酸等氨蝶呤氨甲蝶呤等次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤(6-MP)1.6-巰基嘌呤的結構NNNHNOHNNNHNSH重點1、6–巰基嘌呤核苷酸結構與IMP相似1)IMPAMPGMP2)6–巰基嘌呤核苷酸抑制PRPP酰胺轉移酶從而抑制嘌呤核苷酸的從頭合成途徑3）6–巰基嘌呤競爭性抑制HGPRT,抑制嘌呤核苷酸的補救合成途徑，進一步抑制IMP、GMP的生成。2.嘧啶類似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)FUTPFdUMPOHNNOCH3OHNNOF3、氨甲喋呤（MTX）與葉酸類似競爭性抑制二氫葉酸還原酶的活性。影響了四氫葉酸的合成，嘌呤核苷酸合成下降，從而抑制腫瘤的生長。（臨床治療白血病）。4、氮雜絲氨酸與谷氨酰胺類似1）抑制嘌呤環的合成2）IMPXMPGMP5.某些改變了核糖結構的核苷類似物NNONH2HO-CH2HOHOHHHOH阿糖胞苷NNONH2HO-CH2HOHHHOHOH胞苷環胞苷NNNHHO-CH2HOOHHHOHHCl甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)PRPP谷氨酰胺(Gln