生化丨核苷酸代谢

小波H 2023-08-19 发布于云南

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核苷酸代谢核苷酸是核酸的基本结构单位。嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸的合成均分为从头合成、补救合成两条途径。
嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸从头合成的原料		记住了嘌呤和嘧啶分子的元素来源，也就记住了嘌呤、嘧啶核苷酸从头合成的原料，可以参照其化学结构式进行形象记忆。嘌呤的合成原料－天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、CO₂、甲酰基（来自FH₄）。嘧啶的合成原料－天冬氨酸、谷氨酰胺、CO₂。
嘌呤合成的元素来源－“甘氨酸中间站，谷酰坐两边。左上天冬氨，头顶二氧化碳”。嘧啶合成的元素来源－“天冬氨酸右边站，谷酰直往左上蹿，剩余废物二氧化碳”。
嘌呤核苷酸合成途径及其原料		嘌呤核苷酸合成途径有两条，即从头合成与补救合成途径。
	嘌呤核苷酸的从头合成		嘌呤核苷酸的补救合成（重新合成）
定义	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		指利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经简单反应过程，合成嘌呤核苷酸
原料	天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、CO₂、FH₄		游离的嘌呤碱、嘌呤核苷
合成部位	肝（主要部位）、小肠黏膜及胸腺的胞液		脑、骨髓
反应特点	是复杂的酶促反应，需消耗氨基酸等原料及大量ATP		是简单反应，消耗能量少
所占比例	主要合成途径（占总合成的90%）		次要合成途径（占总合成的10%）
嘧啶核苷酸合成途径及其原料		嘧啶核苷酸合成途径有两条，即从头合成与补救合成途径。
	嘧啶核苷酸的从头合成		嘧啶核苷酸的补救合成
定义	是指利用天冬氨酸、谷氨酰胺、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		是指利用体内游离的嘧啶碱合成嘧啶核苷酸
原料	天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2		游离的嘧啶碱
反应特点	先合成嘧啶环，再磷酸核糖化而生成核苷酸		补救合成虽无实际意义，但哺乳动物体内确实存在该合成途径
嘌呤核苷酸的分解代谢		体内嘌呤核苷酸的分解代谢主要在肝脏、小肠和肾脏中进行。首先在核苷酸酶的作用下，嘌呤核苷酸脱去磷酸，生成嘌呤核苷。其中，腺嘌呤核苷酸经过脱氨、水解生成次黄嘌呤，然后在黄嘌呤氧化酶催化下氧化为黄嘌呤。鸟嘌呤核苷则被直接水解，生成鸟嘌呤，然后经脱氨基作用生成黄嘌呤。黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶催化下生成尿酸。尿酸为嘌呤核苷酸分解代谢的终产物，若血中浓度过高可导致痛风症。

嘧啶核苷酸的分解代谢产物		嘧啶碱的降解主要在肝中进行。嘧啶核苷酸首先经核苷酸酶及核苷酶的作用脱去磷酸及戊糖，生成嘧啶碱。胞嘧啶和尿嘧啶主要在肝脏内经脱氨、氧化、还原、脱羧等反应生成β-丙氨酸、氨和CO₂。胸腺嘧啶则分解为β-氨基异丁酸、氨和CO₂。与尿酸不同，嘧啶碱分解代谢产物均易溶于水。

核苷酸代谢的调节
核苷酸合成途径的主要调节酶
嘌呤核苷酸从头合成的关键酶	是磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRPP合成酶）和磷酸核糖焦磷酸酰胺转移酶（PRPP酰胺转移酶），受代谢产物的反馈调节。
嘧啶核苷酸从头合成的关键酶	是氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ、天冬氨酸氨基甲酰转移酶，受代谢产物的反馈调节。
抗核苷酸代谢药物的生化机制	某些药物是嘌呤、嘧啶、叶酸、某些氨基酸的类似物，它们可作为核苷酸的抗代谢物，通过竞争性抑制干扰或阻断核苷酸的正常合成代谢，由此阻断核酸合成中的原料供给，因而可抑制细胞增殖，临床上常用作抗肿瘤药物。
抗代谢剂	类似于	作用
6MP	次黄嘌呤	作用部位最广的抗代谢剂，抑制IMP转变为AMP、GMP等
氮杂丝氨酸	谷氨酰胺	干扰谷胺酰胺在嘌呤核苷酸中的作用，抑制嘌呤核苷酸的合成
甲氨蝶呤	叶酸	抑制二氢叶酸还原酶，阻断叶酸还原为FH₂及FH₄
别嘌呤醇	次黄嘌呤	抑制黄嘌呤氧化酶，减少尿酸形成，用于痛风的治疗
5-氟尿嘧啶	胸腺嘧啶	抑制胸苷酸合酶，阻断dUMP→dTMP(即dTMP的合成）
阿糖胞苷	核苷	抑制CDP还原成dCDP，也能影响DNA的合成