1、核苷酸库核酸的降解核苷酸的合成核酸的合成核苷酸的降解嘌呤核苷酸的合成代谢嘌呤核苷酸的合成代谢( (一一) )从头合成途径从头合成途径1 1、概念：、概念： 用氨基酸、一碳单位、用氨基酸、一碳单位、COCO2 2和磷酸核和磷酸核糖等简单物质为原料，经过一系列酶促反应糖等简单物质为原料，经过一系列酶促反应合成嘌呤合成嘌呤( (或嘧啶或嘧啶) )核苷酸的途径核苷酸的途径. .2 2、合成的、合成的原料原料: : 5 5磷酸核糖、谷氨酰胺、磷酸核糖、谷氨酰胺、一碳单位、甘氨酸、一碳单位、甘氨酸、COCO2 2 和天冬氨酸和天冬氨酸。3 3、主要合成的、主要合成的场所场所: : 肝脏的胞液肝脏的胞液4
2、4、合成的、合成的过程过程: :1.1.5-5-磷酸核糖的活化磷酸核糖的活化2.2.次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸的合成的合成3.3. 腺苷酸和鸟苷酸的合成腺苷酸和鸟苷酸的合成N1C2N3C4C5C6N97NC8 甲酰基甲酰基(一碳单位一碳单位)甘氨酸甘氨酸CO2天冬天冬氨酸氨酸甲酰基甲酰基(一碳单位一碳单位)谷氨酰胺谷氨酰胺(酰胺基酰胺基)图图4-4-1 嘌呤碱从头合成的原料嘌呤碱从头合成的原料1. 5-磷酸核糖的活化磷酸核糖的活化R-5-PAMPPRPP合成酶合成酶PP-1-R-5-P(PRPP)ATP5-磷酸核糖磷酸核糖磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸R-5-PC NCNNCHCOHNHC次黄
3、嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸(IMP)2 2、次黄嘌呤核苷酸、次黄嘌呤核苷酸的合成的合成PRPP磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸合成的第一个嘌合成的第一个嘌呤核苷酸呤核苷酸3. 腺苷酸和鸟苷酸的合成腺苷酸和鸟苷酸的合成腺苷酸的合成腺苷酸的合成IMP腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶AMPSAsp, Mg2+,GTP腺苷酸腺苷酸(AMP)延胡索酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸裂解酶裂解酶鸟苷酸的合成鸟苷酸的合成黄嘌呤核苷酸黄嘌呤核苷酸IMPNAD+H2OXMPIMP脱氢酶脱氢酶NADH+H+GMP合成酶合成酶Mg2+, ATPGMP谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸AMP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ADP
4、ATPADPATPADP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ATPGMP鸟苷酸激酶鸟苷酸激酶GDPATPADPATPADP鸟苷酸激酶鸟苷酸激酶GTP(二二)补救合成途径补救合成途径 嘌呤碱与嘌呤碱与PRPP直接合成嘌呤核苷酸直接合成嘌呤核苷酸次黄嘌呤次黄嘌呤次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤核苷酸鸟嘌呤核苷酸次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶(HGPRT)PRPPPPi腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT）HGPRT活性高活性高APRT活性低活性低90%嘌呤碱嘌呤碱生理意义生理意义减少从头合成时能量和原料的消耗减少从头合成时
5、能量和原料的消耗节省节省: 作为某些器官作为某些器官(脑脑,骨髓和脾骨髓和脾)合成核苷酸的途径合成核苷酸的途径嘧啶核苷酸的合成代谢嘧啶核苷酸的合成代谢( (一一) )从头合成途径从头合成途径 先合成嘧啶环，然后再与磷酸核糖连接生先合成嘧啶环，然后再与磷酸核糖连接生成成嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸.NCNCCC天冬氨酸天冬氨酸CO2谷氨酰胺谷氨酰胺图图4-4-2 4-4-2 嘧啶从头合成的原料嘧啶从头合成的原料从头合成途径的反应过程从头合成途径的反应过程1. 尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的合成ATP2. 胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成COHNCCHCHNOR-5-P尿苷酸激酶尿苷酸激酶UDPUM
6、P二磷酸二磷酸 尿苷激酶尿苷激酶ADPUTPCONCCHCHNNH2R-5-PGln, ATP Glu, ADP+Pi ATPADPCTPCTP合成酶合成酶(二二) 补救合成途径补救合成途径嘧啶嘧啶+PRPP嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸+PPi嘧啶磷酸核糖转移酶嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶乳清酸乳清酸胞嘧啶胞嘧啶嘧啶核苷嘧啶核苷+ATP嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸+ADP核苷激酶核苷激酶胸苷激酶胸苷激酶,TK活性活性与恶性肿瘤有关与恶性肿瘤有关脱氧核糖核苷酸的合成脱氧核糖核苷酸的合成在核苷二磷酸水平在核苷二磷酸水平被还原而成被还原而成OHOPOOHH碱基碱基HOHHHOOOHOPHOOHOP
7、OHH碱基碱基HOHHHOOOHOPHONADPH+H+NADP+ +H2O核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶dNDPNDPNDPdNDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶ADPdADP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶GDPdGDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶UDPdUDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶CDPdCDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶TDPdTDPdNDP+ATPdNTP+ADP激酶激酶激酶激酶dCDP+ATPdCTP+ADPdUDP+ATPdUTP+ADP激酶激酶dGDP+ATPdGTP+ADP激酶激酶dADP+ATPdATP +ADP激酶激酶dTTP?dNDPdNMP+Pi
8、磷酸酶磷酸酶COHNCCHCHNOdR-5-PdCMPdUDPPiNH3dUMPCOHNCC-CH3CHNOdR-5-PdTMP合成酶合成酶FH2N5,N10-甲烯甲烯FH4FH4FH2还原酶还原酶NADPH+H+NADP+dTMPATP激酶激酶dTDP激酶激酶ADPdTTPATPADPdTMP嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸合成的比较嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸合成的比较相同点相同点1. 合成原料基本相同合成原料基本相同嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸2. 合成部位对高等动物来说合成部位对高等动物来说,主要在肝脏主要在肝脏3. 都有都有2种合成途径种合成途径(从头和补救途径从头和补救途径) 4. 都
9、是先合成一个与之有关的核苷酸都是先合成一个与之有关的核苷酸,然后在然后在此基础上进一步合成核苷酸此基础上进一步合成核苷酸不同点不同点1. 在在5-P -R基础上合成基础上合成嘌呤环嘌呤环2. 最先合成的核苷酸是最先合成的核苷酸是 IMP3. 在在IMP基础上完成基础上完成AMP和和GMP的合成的合成1. 先合成嘧啶环再与先合成嘧啶环再与 5-P-R结合结合2. 先合成先合成UMP3. 以以UMP为基础为基础, 完完成成CTP, dTMP的合成的合成 四、相互转变总结四、相互转变总结5-P-RPRPPIMPdAMPGMPdGMPAMPdADPGDPdGDPADPdATPGTPdGTPATPUMPCMPdUMPUDPCDPdUDPUTPCTPdUTPdTMPdCMPdTDPdCDPdTTPdCTPCO2+GlnH2N-CO-POMPdUDPdCMPdUMP1、大致过程、大致过程核苷酸核苷酸核苷核苷PiPi1-磷酸核糖磷酸核糖碱基碱基补救途径补救途径 分解代谢分解代谢5-磷酸核糖磷酸核糖PRPP终末产物经尿排出终末产物经尿排出核苷酸酶核苷酸酶磷酸化酶磷酸化酶1-磷酸核糖磷酸核糖变位酶变位酶2、终产物、终产物嘌呤碱嘌呤碱尿酸尿酸胞嘧啶与尿嘧啶胞嘧啶与尿嘧啶CO2+NH3+-丙氨酸丙氨酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶 CO2+NH3+-氨基异丁酸氨基异丁酸
