核苷酸代谢

作者：杨超月

核苷酸代谢

2004/10/09 11:01 双博士丛书

　　核苷酸代谢

　　考点：

　　核苷酸的生物学功能；

　　嘌呤、嘧啶核苷中从头合成中期碱基环上C、N原子来源的物质及补救合成；

　　核苷酸抗代谢物及其分解代谢产物；

　　PRPP（5-磷酸核糖焦磷酸）参与的几个主要反应过程；

　　脱氧核苷酸的生成。

　　重点：

　　核苷酸从头合成中其碱基环上各原子的物质来源及各种核苷酸抗代谢物的代表物质。

　　基本知识与理论：

　　一、核苷酸的生物学
功能

　　1弊魑核酸合成的原料

　　2惫钩赡芰课镏剩如ATP、GTP、CTP等。

　　3辈斡氪谢和生理调节，如cAMP是体内重要第二信使物质，参与信号转导。

　　4弊槌筛酶，如腺苷是多种辅酶的组成成分

　　5弊槌苫钚灾屑浯谢物，核苷酸是多种活性中间代谢物的载体如UDP葡萄糖，CDP-甘油二酯，SAM等。

　　二、核苷酸的合成代谢

　　(一)嘌呤核苷酸的合成

　　肝组织主要进行从头合成途径，脑、骨髓则只能进行补救合成。

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　　嘌呤核苷酸的从头合成在胞液中进行。从头合成的特点就是反应一开始就沿着生成核苷酸的途径进行，即在5-磷酸核糖上逐个加上碱基环的各原子，而不是先合成碱基再与5-磷酸核糖反应。

　　碱基上的元素来源：1位氮来源于天冬氨酸，2位碳来自于N10-甲酰四氢叶酸，3位和9位氮来源于谷氨酰胺，6位碳来自CO２，4位、5位碳和7位氮来自甘氨酸，5位碳来自N5、N10-甲炔四氢叶酸。

　　反应分配阶段：先合成次黄嘌呤核苷酸，再由次黄嘌呤核苷酸转变为嘌呤核苷酸。

核苷酸代谢

　　补救合成生理意义：可以节省从头合成所需的能量和氨基酸的消耗，而且体内某些组织器官只能进行补救合成。

　　(二)嘧啶核苷酸的合成

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　　与嘌呤核苷酸为从头合成不同，嘧啶核苷酸的从头合成是先合成嘧啶环然后再与磷酸核糖相连而成。反应先生成UMP再转化为CMP、TMP，其中有一步PRPP参与的反应：提供核糖给嘧啶环

　　嘧啶环上的元素来源：1位氮，4、5、6位碳皆来自天冬氨酸，2位碳，3位氮来自于氨基甲酰磷酸，前已讲过氨基甲酰磷酸在胞液中由谷氨酰胺和CO２在CPS-Ⅱ催化下合成，谷氨酰胺和CO2生成谷氨酸和氨基甲酰磷酸，故嘧啶环上的3位氮实际上是来自于谷氨酰胺，而不是谷氨酸

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　　(三)从头合成的调节

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　　另外，AMP、GMP的生成互不影响，但彼此之间都可相互促进，如AMP抑制AMP的合成，而不抑制GMP，ATP却可促进GMP生成。

　　2编奏ず塑账幔篊PS-Ⅱ受UMP抑制，因为反应需PRPP提供核糖，所以PRPP合成酶也是重要的酶，同样受嘧啶核苷酸的反馈抑制。

　　(四)脱氧核苷酸的生成。

　　包括嘧啶、嘌呤脱氧核苷酸，并非是先形成脱氧核糖，再与碱基相连的，而是在二磷酸核苷的水平上，通过相应的核糖核苷酸的直接还原作用，由核糖核苷酸还原酶催化生成的。由NADPH+H+提供氢、硫氧化还原蛋白作为电子载体。

　　三、核苷酸的分解代谢

　　(一)嘌呤核苷酸分解代谢

　　尿酸水溶性差，若其生成过多或排泄障碍，可沉积于机体各处，致痛风症，可以用别嘌呤醇治疗。

　　(二)嘧啶核苷酸分解代谢

　　胞嘧啶和尿嘧啶分解产物是β-丙氨酸，胸腺嘧啶代谢产物是β-氨基异丁酸。嘧啶碱的代谢产物易溶于水，可直接随尿排出或进一步分解。

　　四、核苷酸的抗代谢物

　　核苷酸的抗代谢物是一些碱基、氨基酸或叶酸等的类似物，它们以多种方式干扰或阻断核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸及蛋白质的生物合成，这些代谢物具有抗肿瘤作用。

　　1贝位凄堰世嗨莆镏饕是6-巯基嘌呤，它还可在体内生成6-巯基嘌呤核苷酸，故其通过多种方式作用于多步反应过程，从而阻断嘌呤核苷酸的从头合成和补救合成。

　　嘧啶类似物主要有5-氟尿嘧啶，其结构与胸腺嘧啶相似，但其本身并无生物学活性，必须在体内转化为一磷酸脱氧核糖氟尿嘧啶核苷(FdUMP)和三磷酸氟尿嘧啶核苷(FUTP)后才能发挥作用。FdUMP与dUMP结构相似，阻断TMP合成。FdUMP掺入RNA分子破坏其结构。

　　2卑被酸类似物有氮杂丝氨酸，其结构与谷氮酰胺相似。

　　3币端崂嗨莆镉邪被蝶呤和氨甲蝶呤，后者在临床上常用于白血病的治疗。

　　4卑⑻前苷，环胞苷是改变了核糖结构的核苷类似物，能影响DNA的合成。

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