第八章 核苷酸的代谢:核苷酸是核酸的基本结构单位,人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成,因此核苷酸不属于营养必需物质。核苷酸的生物功能主要有:1.核酸合成的原料,是核苷酸最主要的功能。2.体内能量的利用形式。3.参与代谢和生理调节。4.组成辅酶。5.活化中间代谢物。嘌呤核苷酸代谢[合成代谢]  有两条途径:从头合成途径(de novo synthesis):指利用磷酸核糖、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。甘氨酸提供嘌呤碱中的C-4、C-5及N-7;谷氨酰胺提供其N-3、N-9; N10-甲酰四氢叶酸提供其C-2, N5,N10-甲炔四氢叶酸提供C-8;CO2提供C-6。肝组织、小肠粘膜及胸腺,主要进行从头合成,反应过程在胞液中进行。从头合成分两个阶段;首先由5-磷酸核糖和ATP参与,在磷酸核糖焦磷酸合成酶(PRPP合成酶)催化,生成磷酸核糖焦磷酸,接着在磷酸核糖酰胺转移酶催化下,谷氨酰胺提供酰胺基取代PRPP上的焦磷酸,形成5-磷酸核糖胺(PRA)。此后在一碳单位、谷氨酰胺、天冬氨酸、CO2等的参与下,经过9步反应生成次黄嘌呤核苷酸(IMP),在此基础之上,分别由天冬氨酸提供氨基,GTP提供能量,谷氨酰胺提供氨基,ATP提供能量生成GTP。嘌呤核苷酸从头合成实际上是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环的过程。从头合成的调节方式主要是反馈调节,产物IMP、AMP或GMP通过反馈抑制PRPP合成酶和PRPP酰胺转移酶的活性,意义在于,既可以满足合成核酸对嘌呤核苷酸的需要,又不会“供过于求”,节省营养及能量的消耗。而交叉调节对于维持ATP与GTP浓度的平衡具有重要意义。补救合成途径(salvage pathway):细胞利用现成的嘌呤或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸。生理意义一方面在于可以节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗;另一方面在于体内某些组织器官(如脑、骨髓等)只能进行嘌呤核苷酸的补救合成,如果次黄嘌呤—鸟嘌呤磷酸核糖转移酶表达缺失可导致自毁容貌征或称Lesch-Nyhan综合征。脱氧核糖核苷酸的生成:是在二磷酸核苷(NDP)水平上,在核糖核苷酸还原酶催化下,由NADPH+H+提供氢,取代核糖分子上C2上的羟基生成。嘌呤核苷酸抗代谢物,是一些嘌呤、氨基酸、叶酸等的类似物,主要以竞争性抑制或“以假乱真”的方式干扰或阻断嘌呤核苷酸的合成代谢,从而进一步阻止核酸及蛋白质的生物合成。因肿瘤细胞的核酸及蛋白质合成十分旺盛,故抗代谢物具有抗肿瘤作用。常见抗代谢物,6-巯基嘌呤为次黄嘌呤类似物,氮杂丝氨酸为谷氨酰胺类似物,氨蝶呤和甲氨蝶呤为叶酸类似物。在相应酶的催化下,嘌呤核苷酸水解为磷酸、核糖和嘌呤碱基,嘌呤碱分解的终产物为尿酸,尿酸水溶性较差,易结晶、沉积。痛风症患者血液中尿酸含量升高。别嘌呤醇结构与次黄嘌呤类似,临床上常用别嘌呤醇通过竞争性抑制,使尿酸生成减少来治疗痛风。嘧啶核苷酸代谢[合成代谢]也分为从头合成与补救合成两种途径,从头合成:原料为谷氨酰胺、CO2、天冬氨酸,反应在胞液中进行。与嘌呤核苷酸从头合成不同的是,先合成嘧啶环再与磷酸核糖相连形成嘧啶核苷酸。首先,在氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ的作用下以谷氨酰胺为氮源合成氨基甲酰磷酸,在天冬氨酸氨基甲酰转移酶的催化下,与天冬氨酸化合生成氨甲酰天冬氨酸。后经一系列反应生成尿嘧啶核苷酸(UMP)。UMP通过尿苷酸激酶和二磷酸核苷激酶连续作用生成UTP,UTP在CTP合酶催化下由谷氨酰胺提供氨基生成三磷酸胞苷(CTP),dUMP在TMP合酶作用下由N5,N10-甲烯四氢叶酸提供甲基生成dTMP。从头合成调节方式主要是反馈调节,关键酶为天冬氨酸氨基甲酰转移酶(细菌)和氨基甲酰磷酸合成酶(哺乳动物)。嘧啶核苷酸抗代谢物:是一些嘧啶、氨基酸、叶酸等的类似物,作用方式和作用机制与嘌呤抗代谢物相似。重要的嘧啶类似物有5-氟尿嘧啶(5-FU)等。嘧啶核苷酸的分解代谢:胞嘧啶、尿嘧啶最终产物为NH3、CO2、β-丙氨酸,胸腺嘧啶降解成β-氨基异丁酸。嘧啶碱的降解产物均易溶于水。8.1嘌呤核苷酸的代谢:1、记忆嘌呤碱基各个原子在从头合成途径中的来源;记忆嘌呤核苷酸从头合成的两个阶段;陈述嘌呤核苷酸合成的第一步反应(磷酸核糖的活化过程);复述从头合成途径的调节步骤以及受调节的酶的名称。2、复述嘌呤核苷酸补救途径的两种方式;记忆嘌呤核苷酸补救合成途径的意义。3、记忆脱氧核苷酸的生成过程。4、复述嘌呤核苷酸分解代谢过程,记忆该过程的关键酶(黄嘌呤氧化酶)。5、背诵痛风的定义,并复述痛风的发病机制;记忆别嘌呤醇治疗痛风的机制。6、背诵抗代谢物的定义、种类以及抑制肿瘤生长的机制。 7、测试题正确率在85%以上。
8.2嘧啶核苷酸的代谢:1、复述嘧啶核苷酸从头合成过程;记忆该过程的关键酶氨基甲酰磷酸合成酶II与氨基甲酰磷酸合成酶I的区别;记忆CTP以及dTMP的生成。 2、复述嘧啶核苷酸的补救合成途径过程。 3、测试题正确率在85%以上。
8.1嘌呤核苷酸的代谢:1、记忆嘌呤碱基各个原子在从头合成途径中的来源;记忆嘌呤核苷酸从头合成的两个阶段;陈述嘌呤核苷酸合成的第一步反应(磷酸核糖的活化过程);复述从头合成途径的调节步骤以及受调节的酶的名称。2、复述嘌呤核苷酸补救途径的两种方式;记忆嘌呤核苷酸补救合成途径的意义。3、记忆脱氧核苷酸的生成过程。4、复述嘌呤核苷酸分解代谢过程,记忆该过程的关键酶(黄嘌呤氧化酶)。5、背诵痛风的定义,并复述痛风的发病机制;记忆别嘌呤醇治疗痛风的机制。6、背诵抗代谢物的定义、种类以及抑制肿瘤生长的机制。 7、测试题正确率在85%以上。
8.2嘧啶核苷酸的代谢:1、复述嘧啶核苷酸从头合成过程;记忆该过程的关键酶氨基甲酰磷酸合成酶II与氨基甲酰磷酸合成酶I的区别;记忆CTP以及dTMP的生成。 2、复述嘧啶核苷酸的补救合成途径过程。 3、测试题正确率在85%以上。
[单选题]下列哪种物质的合成需要谷氨酰胺分子上的酰胺基
TMP上的两个氮原子  
UMP的两个氮原子  
嘌呤环上的两个氮原子
嘧啶环上的两个氮原子
腺嘌呤上的氨基
答案:嘌呤环上的两个氮原子
[单选题]嘌呤核苷酸从头合成中嘌呤碱C6来自
一碳单位
CO2
甘氨酸
氨基甲酰磷酸
谷氨酰胺[单选题]氨甲碟呤和氨基碟呤抑制核苷酸合成中的哪个反应
核苷酸的补救合成
PAPP的合成
二氢叶酸还原成四氢叶酸  
NDP还原成dNDP
氨基甲酰磷酸的合成[单选题]抗肿瘤药物阿糖胞苷的机制是抑制哪种酶而干扰核苷酸代谢
氨基甲酰基转移酶
核糖核苷酸还原酶
二氢叶酸还原酶  
胸苷酸合成酶
二氢乳清酸脱氢酶  [单选题]PRPP酰胺转移酶活性过高可以导致痛风症,此酶催化
从IMP合成AMP
从甘氨酸合成嘧啶环
从R-5-P生成PRPP
从IMP生成GMP
从PRPP生成磷酸核糖胺  [单选题]下列化合物中作为合成IMP和UMP的共同原料是
甲硫氨酸  
天冬酰胺
磷酸核糖
一碳单位
甘氨酸[多选题]下列哪些反应需要一碳单位参加?
IMP的合成
UMP的合成
dTMP的生成
IMP→GMP[多选题]嘧啶分解的代谢产物有:
CO2      
尿酸
β-氨基酸  
NH3[多选题]PRPP(磷酸核糖焦磷酸)参与的反应有:
UMP从头合成
GMP补救合成  
IMP补救合成
IMP从头合成  [多选题]下列哪些情况可能与痛风症的产生有关?
嘧啶核苷酸合成增强
尿酸生成过多
嘌呤核苷酸分解增强
嘧啶核苷酸分解增强

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