第十章核苷酸代謝MetabolismedesNucléotides核苷酸是核酸的基本結構單位。人體內的核苷酸主要由機體細胞自身合成。因此，與氨基酸不同，核苷酸不屬于營養必需物質。

核酸的消化與吸收Digestionetabsorptiondesacidesnucléiques食物核蛋白蛋白質核酸(RNA及DNA)胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、腸核苷酸酶堿基戊糖核苷酶

核苷酸的生物功用

Fonctionbiologiquedesnucléotides作為核酸合成的原料體內能量的利用形式：ATP，GTP參與代謝和生理調節：cAMP

，cGMP組成輔酶：NAD(P)+

，FAD活化中間代謝物：UDPG2cyclicAMP(cAMP)AcyclicGMP(cGMP)CellResponseSecondMessengersReceptorHormoneGlycogenesisGlycogen(Gn)Glycogen(Gn+1)第一節

嘌呤核苷酸的合成與分解代謝

MetabolismedesNucléotidesPuriques嘌呤核苷酸的結構StructuredesnucléotidespuriquesGMPAMP一、嘌呤核苷酸的合成存在從頭合成和補救合成兩種途徑

利用體內游離的嘌呤或嘌呤核苷，經過簡單的反應過程，合成嘌呤核苷酸。

從頭合成途徑(Biosynthèsedenovo)

補救合成途徑(Voiederécupération)利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡單物質為原料，經過一系列酶促反應，合成嘌呤核苷酸。

肝是體內從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小腸和胸腺，而腦、骨髓則無法進行此合成途徑。（一）嘌呤核苷酸的從頭合成

哺乳動物合成部位1、從頭合成途徑除某些細菌外，幾乎所有生物體都能合成嘌呤堿。

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）C2~N10-甲酰FH4C8~N5、N10-甲炔FH4

合成過程

IMP的合成AMP和GMP的生成R-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPPsynthétase（5’-phosphoribosyl-1-pyrophosphate磷酸核糖焦磷酸）PP-1-R-5-PGln、Gly、monocarbonés、CO2、AspIMP

AMP

GMPH2N-1-R-5′-P（5′-phosphoribosylamine,5′-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸amidophosphoribosyltransférase(AT)酰胺轉移酶IMP的合成過程①amidophosphoribosyltransférase,AT②GAR

synthétase③transformylase④FGAM

synthétase⑤AIR

synthétaseméthineIMP生成總反應過程AMP和GMP的生成TransformationdesAMPetGMP①adénylosuccinatesynthétase③IMP

déshydrogénase②adénylosuccinatelyase④GMP

syhthétaseAMPADPATPADPATPkinaseADPATPkinaseGMPGDPGTPADPATPADPATPkinasekinase

嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。

IMP的合成需5個ATP，6個高能磷酸鍵。AMP或GMP的合成又需1個ATP。

嘌呤核苷酸從頭合成特點2.從頭合成的調節R-5-PATPPRPP合成酶PRPP酰胺轉移酶PRAIMP腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDPGTP++_____IMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP__++調節方式：反饋調節和交叉調節（二）嘌呤核苷酸的補救合成有兩種方式腺嘌呤磷酸核糖轉移酶(adéninephosphoribosyltransférase(APRT))次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyl-transférase(HGPRT))腺苷激酶(adénosinekinase)

參與補救合成的酶腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi

合成過程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP*HGPRT缺乏-----自毀容貌癥（Lesch－Nyhan綜合癥）

補救合成的生理意義補救合成節省從頭合成時的能量和一些氨基酸的消耗。體內某些組織器官，如腦、骨髓等只能進行補救合成。（三）嘌呤核苷酸的相互轉變IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶鳥苷酸還原酶NADPH+H+NADP+NH3Transformationentredesnucléotidespuriques

IMPAMPXMPGMPNH3AMPdésaminaseGMPréductaseNADPH+H+NADP+NH3Adénylo-succinate（三）嘌呤核苷酸的相互轉變（四）脫氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸水平上進行（N代表A、G、U、C等堿基）ribonucléotideréductase(RR)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)核苷酸還原酶體系核苷酸還原酶是一種別構酶，包括兩個亞基，只有兩個亞基結合時才具有酶活性。在DNA合成旺盛、分裂速度較快的細胞中，核苷酸還原酶體系活性較強。細胞除了控制核苷酸還原酶的活性以調節脫氧核苷酸的濃度之外，還可以通過各種三磷酸核苷對還原酶的別構作用來調節不同脫氧核苷酸生成，使合成DNA的4種脫氧核苷酸控制在適當的比例。作用物主要促進劑主要抑制劑CDPUDPADPGDPATPATPdGTPdTTPdATP、dGTP、dTTPdATP、dGTPdATP、ATPdATP核苷酸還原酶的別構調節

（五）嘌呤核苷酸的抗代謝物Anti-métabolisme嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、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)

6-巰基嘌呤6-mercaptopurine(6-MP)的結構甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺核苷酸（GAR）==甲酰甘氨脒核苷酸（FGAM）5-氨基異咪唑-4-甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黃嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（A）GMP==PRPPPPi鳥嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸MTXMTX二、嘌呤核苷酸的分解代謝終產物是尿酸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痛風（Goutte）原發性：HGPRT活性降低繼發性：腎功能減退，尿酸排泄增加嘌呤補救合成↓嘌呤分解↑PRPP堆積從頭合成↑尿酸↑高尿酸血癥引起的綜合癥

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嘌呤核苷酸從頭合成別嘌呤核苷酸第二節

嘧啶核苷酸的合成與分解代謝MetabolismedesNucléotidesPyrimidiques

嘧啶核苷酸的結構

Structuredesnucléotidespyrimidiques一、嘧啶核苷酸的合成同樣有從頭合成與補救合成兩條途徑(一)嘧啶核苷酸的從頭合成比嘌呤核苷酸簡單

合成部位主要是肝細胞胞液

合成原料谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸

嘧啶合成的元素來源氨基甲酰磷酸天冬氨酸N1C456-----AspC2---CO2

N3—Gln少GLY，一碳單位氨基甲酰磷酸

合成過程

尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸+氨基甲酰磷酸carbomoylphosphate(CP)descytidinestriphosphates(CTP)ATPADPUDPATPADPUTPGlnATPGluADP+PiUMPkinasenucléosidediphosphatekinaseCTP

synthétase胞嘧啶核苷酸的合成在核酸三磷酸水平上進行dUMPdTMPUDPdUDPréductasedUDPCTPCDPdCDPdCMPN5,N10-méthine-FH4FH2FH4dihydrofolataseSerGlythymidylatesynthaseBiosynthèsedesdTMPNH3dUTPADPATPBiosynthèsedesdNTPdNMP

dNDP

dNTP

kinasekinaseATPADPADPATPN=dTN=A、G、C、U、T--ATP+CO2+GlnCPUMPCAUTPCTPAspnucléotidepuriqueATP+R-5’-PnucléotidepyrimidiquePRPP--++

從頭合成的調節（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+ADP（三）嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶類似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶5-fluorouracile(5-FU)5-氟尿嘧啶FdUMP胸苷酸合成酶（5-FU）

dTMP合成氨蝶呤/甲氨蝶呤二氫葉酸還原酶抑制競爭抑制