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核苷酸代谢总结

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第八章：核苷酸代谢
概述：（1）核苷酸是核酸的基本结构单位。
（2）人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成，不属于营养必需物质
（3）核酸的消化与吸收：

（4）核苷酸的生物功用：
①作为核酸合成的原料； ②体内能量的利用形式 ATP,GTP
③参与代谢和生理调节 cAMP，cGMP； ④组成辅酶 NAD，FAD，HSCoA
⑤活化中间代谢物 UDP-葡萄糖，CDP-二酰基甘油，SAM，ATP
第一节：嘌呤核苷酸的合成与分解代谢
一. 嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两种途径
1. 从头合成途径
（1）定义：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
除某些细菌外，几乎所有生物体都能利用从头合成途径合成嘌呤碱
（2）哺乳动物合成部位：主要器官：肝
其次：小肠和胸腺
脑、骨髓则无法进行此合成途径
（3）嘌呤碱合成的元素来源：

（4）合成过程：胞液中进行
①次黄嘌呤核苷酸IMP的合成（十一步反应）
②AMP和GMP的生成
（5）合成特点：
①嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤核苷酸，而不是首先单独合成嘌呤碱后再与磷酸核糖结合的。即一开始就沿着合成核苷酸的途径进行
②先合成IMP，再合成AMP，GMP
③IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。AMP 或GMP的合成又需1个GTP或者ATP
（6）调节方式
①反馈调节：PRPP合成酶和PRPP酰胺转移酶为关键酶，均可被合成产物AMP、GMP等抑制
②交叉调节：AMP合成需要GTP，GMP合成需要ATP

2.补救合成途径
（1）定义：利用体内游离的嘌呤碱或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程
（2）补救合成方式
①APRT：腺嘌呤磷酸核糖转移酶；
HGPRT：次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶
②腺苷激酶：

（3）补救合成的生理意义
①补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗
②体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成

3. Lesch-Nyhan综合征（自毁容貌综合征）
（1）病因：次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)缺陷
（2）病理：缺乏该酶使得次黄嘌呤和鸟嘌呤不能转换为IMP和GMP，而是降解为尿酸，高尿酸盐血症引起早期肾脏结石，逐渐出现痛风症状。 患者智力低下,有特征性的强迫性自身毁伤行为
（3）遗传：HGPRT基因呈X连锁隐性遗传
4. 嘌呤核苷酸的相互转变
5. 脱氧核糖核苷酸的生成
6. 嘌呤核苷酸的抗代谢物
嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物。通过竞争性抑制来干扰或阻断核酸合成。可以用来抗肿瘤
（1）6-巯基嘌呤（6-MP）——嘌呤类似物
①6-MP磷酸核糖化生产6-MP核苷酸，抑制IMP转变成AMP及GMP
②6-MP竞争抑制次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，阻止补救合成途径
③6-MP核苷酸与IMP相似，可反馈抑制PRPP酰胺转移酶，阻断嘌呤核苷酸的从头合成
（2）氮杂丝氨酸——氨基酸类似物
氮杂丝氨酸结构类似谷氨酰胺，能干扰谷氨酰胺在嘌呤核苷酸合成中的作用
（3）氨蝶呤、甲氨蝶呤（MTX）——叶酸类似物
能竞争性抑制二氢叶酸还原酶→抑制四氢叶酸的合成和嘌呤核苷酸合成时的一碳单位供给

二. 嘌呤核苷酸的分解代谢
1. 过程：
2. 疾病：痛风
进食高嘌呤饮食
体内核酸大量分解 血中尿酸含量上升→析出结晶，沉积在关节和软骨等处→痛风病
尿酸排泄障碍

临床上用别嘌呤醇治疗：①别嘌呤醇与H类似，可抑制黄嘌呤氧化酶
②转变为别嘌呤核苷酸，反馈抑制嘌呤核苷酸从头合成
第二节：嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
一. 嘧啶核苷酸的合成有从头合成与补救合成两条途径
1. 从头合成（较嘌呤简单）
（1）定义：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，合成嘧啶核苷酸的途径
（2）合成部位：主要是肝细胞胞液
（3）合成原料：谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸
（4）嘧啶合成的元素来源
（5）合成过程
①尿嘧啶、胞嘧啶核苷酸的合成
②dTMP或TMP的生成

分布
氮源
变构激活剂
功能
CPS-Ⅰ
肝细胞线粒体
氨
N-乙酰谷氨酸
尿素合成
CPS-Ⅱ
胞液（所有细胞）
谷氨酰胺
无
嘧啶合成
（6）从头合成的调节——对CPSⅡ的调节
①UMP、UTP反馈抑制CPSⅡ活性
②ATP、PRPP为CPSⅡ激活剂
③嘧啶、嘌呤核苷酸反馈抑制PRPP合成酶活性

2. 嘧啶核苷酸的补救合成

胸苷激酶在正常肝中活性很低，再生肝中活性升高，恶性肿瘤中明显升高，并与恶性程度有关
嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸合成的比较

嘌呤核苷酸
嘧啶核苷酸

相同
①合成原料基本相同
②合成部位对高等动物来说，都主要在肝脏
③都有从头合成和补救合成2种途径
④都是先合成一个与之相关的核苷酸，再在此基础上进一步合成核苷酸
不同
①在5’-P-R基础上合成嘌呤环
②最先合成IMP，在IMP基础上合成AMP、GMP
①先合成嘧啶环，再与5’-P-R结合
②先合成UMP，在UMP基础上合成CTP、dTMP
3. 嘧啶核苷酸的抗代谢物
嘧啶抗代谢物是一些嘧啶、叶酸和氨基酸类似物。其对代谢的影响和抗肿瘤作用于嘌呤抗代谢物相似
（1）5-FU（嘧啶类似物）
体内转变为FdUMP和FUTP。FdUMP与dUMP相似，抑制胸腺酸合成酶。阻断dTMP合成
FUTP水解产生FUMP可参与RNA合成，破坏RNA结构功能
（2）阿糖胞苷（核苷类似物）——改变了核糖结构
（3）氮杂丝氨酸、6-重氮-5-氧正亮氨酸（氨基酸类似物）
结构与丝氨酸类似，干扰N5，N10-甲烯FH4的生成
二. 嘧啶核苷酸的分解代谢

本章重点
1. 基本概念：从头合成、补救合成途径，核甘酸的生物学功能
2. 合成原料、元素的来源，反馈调节、生理意义
3. 合成的基本规律
4. 分解代谢的规律和基本产物
5. 抗代谢物的机制和应用
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