西综笔记-生物化学-核苷酸代谢

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一、核苷酸合成原料

原料

嘌呤核苷酸从头合成原料：磷酸核糖、谷氨酰胺、甘氨酸、天冬氨酸、CO₂、一碳单位（甲酰基）。

丝氨酸可通过生成一碳单位间接参与。

嘧啶核苷酸从头合成原料：谷氨酰胺、天冬氨酸、CO₂、磷酸核糖焦磷酸（PRPP）。

共同原料：天冬氨酸、CO₂、磷酸核糖焦磷酸（PRPP）、谷氨酰胺。

氨基酸的多途径参与

天冬氨酸：直接参与嘌呤、嘧啶和尿素合成。在尿素合成中提供尿素分子中一个氮的来源；是嘌呤和嘧啶核苷酸从头合成的基本原料。

谷氨酰胺：是氨的储存和运输形式，参与嘌呤和嘧啶核苷酸的从头合成。二、关键酶

嘌呤核苷酸从头合成

主要关键酶是 PRPP 合成酶和 PRPP 酰胺转移酶。

嘧啶核苷酸从头合成

在细菌中，主要关键酶是天冬氨酸氨基甲酰基转移酶；

在哺乳类动物细胞中，主要调节酶是氨基甲酰磷酸合成酶 Ⅱ。

三、合成过程与关键中间产物

嘌呤合成步骤

首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），然后由 IMP 再分别转变成腺嘌呤核苷酸（AMP）与鸟嘌呤核苷酸（GMP）。IMP 转变生成 AMP 的重要中间产物是腺苷酸代琥珀酸。

嘧啶合成相关

CTP 的合成是在核苷三磷酸的水平上进行的，合成 CTP 的直接前体是 UTP。

四、脱氧核苷酸生成

一般情况：大多数脱氧核苷酸在核糖核苷酸还原酶催化下，在核苷二磷酸（NDP）水平直接还原生成，即 NDP→dNDP（N 代表 A、G、U、C 等碱基）。

特殊情况：脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）的合成在一磷酸水平进行，由脱氧尿嘧啶核苷酸（dUMP）经甲基化生成，即 dUMP→dTMP，催化此反应的酶是 TMP 合酶（胸苷酸合酶），一碳单位参与该甲基化过程。

五、补救合成途径

核苷酸补救合成途径是利用现成碱基或核苷。

六、代谢产物与分解

胸腺嘧啶分解代谢产物：β- 氨基异丁酸。

嘌呤分解代谢

关键酶：黄嘌呤氧化酶，

终产物：尿素，血中尿酸含量升高与痛风有关。

七、相关疾病与酶缺乏

二、关键酶嘌呤核苷酸从头合成主要关键酶是 PRPP 合成酶和 PRPP 酰胺转移酶。嘧啶核苷酸从头合成在细菌中，主要关键酶是天冬氨酸氨基甲酰基转移酶；在哺乳类动物细胞中，主要调节酶是氨基甲酰磷酸合成酶 Ⅱ。

三、合成过程与关键中间产物嘌呤合成步骤首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），然后由 IMP 再分别转变成腺嘌呤核苷酸（AMP）与鸟嘌呤核苷酸（GMP）。IMP 转变生成 AMP 的重要中间产物是腺苷酸代琥珀酸。嘧啶合成相关CTP 的合成是在核苷三磷酸的水平上进行的，合成 CTP 的直接前体是 UTP。

四、脱氧核苷酸生成一般情况：大多数脱氧核苷酸在核糖核苷酸还原酶催化下，在核苷二磷酸（NDP）水平直接还原生成，即 NDP→dNDP（N 代表 A、G、U、C 等碱基）。特殊情况：脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）的合成在一磷酸水平进行，由脱氧尿嘧啶核苷酸（dUMP）经甲基化生成，即 dUMP→dTMP，催化此反应的酶是 TMP 合酶（胸苷酸合酶），一碳单位参与该甲基化过程。

五、补救合成途径核苷酸补救合成途径是利用现成碱基或核苷。

六、代谢产物与分解胸腺嘧啶分解代谢产物：β- 氨基异丁酸。嘌呤分解代谢关键酶：黄嘌呤氧化酶，终产物：尿素，血中尿酸含量升高与痛风有关。

七、相关疾病与酶缺乏

Lesch-Nyhan 综合征：次黄嘌呤 - 鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）缺乏导致 Lesch-Nyhan 综合征，这是一种遗传代谢病。

痛风：与嘌呤代谢终产物尿酸有关。

八、抗代谢物作用机制

氮杂丝氨酸：谷氨酰胺类似物，通过竞争性抑制作用干扰谷氨酰胺参与的反应，拮抗嘌呤核苷酸和胞嘧啶核苷酸的从头合成途径。

别嘌呤醇：与次黄嘌呤结构类似，竞争性抑制黄嘌呤氧化酶，阻断尿酸生成，用于治疗痛风。

5 - 氟尿嘧啶（5-FU）：结构与胸腺嘧啶相似，在体内转变成相关产物后，抑制胸苷酸合酶，阻断 dTMP 合成。

甲氨蝶呤：作为叶酸类似物，抑制一碳单位代谢，影响核苷酸合成，起抗肿瘤作用。

阿糖胞苷：是胞嘧啶核苷的类似物，抑制 CDP 还原成 dCDP，拮抗脱氧核糖核苷酸生成。