第八章機普酸代谢 第二节核苷酸的生物合成 、嘌呤核苷酸的合成 体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径: ①从头合成途径 利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料合成嘌呤核 苷酸的过程,称为从头合成途径( denovo synthesis),是体内的主要合成途径。 ②补救合成途径 利用体内游离嘌呤或嘌呤核苷,经简单反应过程生成嘌呤核苷酸的过程, 称重新利用(或补救合成)途径( salvage pathway)。在部分组织如脑、骨髓中只能 通过此途径合成核苷酸。 (一)嘌呤核苷酸的从头合成 早在1948年, Buchanan等证实合成嘌呤的前身物为:氨基酸(甘氨酸 天门冬氨酸、和谷氨酰胺)、CO2和一碳单位(N0-甲酰FH4,N,N0甲炔FH4) 随后,由 Buchanan和 Greenberg等进一步搞清了嘌呤核苷酸的合成过程 出人意料的是,体内嘌呤核苷酸的合成并非先合成嘌呤碱基,然后再与 核糖及磷酸结合,而是在磷酸核糖的基础上逐步合成嘌呤核苷酸 嘌呤核苷酸的从头合成主要在胞液中进行,可分为两个阶段: 首先合成次黄嘌呤核苷酸( inosine monophosphate IMP) 然后通过不同途径分别生成AMP和GMP。 下面分步介绍嘌呤核苷酸的合成过程 1.IMP的合成(P392、P394图) IMP的合成包括11步反应: 首先是5-磷酸核糖的活化: 嘌呤核苷酸合成的起始物为αD-核糖-5-磷酸,是磷酸戊糖途径代谢产 物。嘌呤核苷酸生物合成的第一步是由磷酸核糖焦磷酸激酶( ribose phosphate pyrophosphokinase)催化,与ATP反应生成5磷酸核糖-焦磷酸(5- phosphoribosyl a- pyrophosphate,PRPP)。此反应中AP的焦磷酸根直接转移 到5-磷酸核糖Cl位上。PRPP同时也是嘧啶核苷酸、组氨酸、色氨酸合成的 前体。因此,磷酸戊糖焦磷酸激酶是多种生物合成过程的重要酶,此酶为 变构酶,受多种代谢产物的变构调节。如PPi和2,3-DPG为其变构激活剂。 ADP和GDP为变构抑制剂 第一阶段的反应: )获得嘌呤的N9原子: 由磷酸核糖酰胺转移酶( amidophosphoribosyl transterase)催化,谷氨酰胺提 供酰胺基取代PRPP的焦磷酸基团,形成5磷酸核糖胺(β第八章 核苷酸代谢 ·6· 第二节 核苷酸的生物合成 一、嘌呤核苷酸的合成 体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径： ①从头合成途径 利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及 CO2 等简单物质为原料合成嘌呤核 苷酸的过程，称为从头合成途径(denovo synthesis)，是体内的主要合成途径。 ②补救合成途径 利用体内游离嘌呤或嘌呤核苷，经简单反应过程生成嘌呤核苷酸的过程， 称重新利用(或补救合成)途径(saluage pathway)。在部分组织如脑、骨髓中只能 通过此途径合成核苷酸。 （一）嘌呤核苷酸的从头合成 早在 1948 年，Buchanan 等证实合成嘌呤的前身物为：氨基酸(甘氨酸、 天门冬氨酸、和谷氨酰胺)、CO2 和一碳单位(N10 -甲酰 FH4，N5 ,N10 -甲炔 FH4)。 随后，由 Buchanan 和 Greenberg 等进一步搞清了嘌呤核苷酸的合成过程。 出人意料的是，体内嘌呤核苷酸的合成并非先合成嘌呤碱基，然后再与 核糖及磷酸结合，而是在磷酸核糖的基础上逐步合成嘌呤核苷酸。 嘌呤核苷酸的从头合成主要在胞液中进行，可分为两个阶段： 首先合成次黄嘌呤核苷酸(inosine monophosphate IMP)； 然后通过不同途径分别生成 AMP 和 GMP。 下面分步介绍嘌呤核苷酸的合成过程。 1. IMP 的合成（P392、P394 图） IMP 的合成包括 11 步反应： 首先是 5-磷酸核糖的活化： 嘌呤核苷酸合成的起始物为α-D-核糖-5-磷酸，是磷酸戊糖途径代谢产 物。嘌呤核苷酸生物合成的第一步是由磷酸核糖焦磷酸激酶(ribose phosphate pyrophosphohinase) 催 化 ， 与 ATP 反 应 生 成 5- 磷 酸 核 糖 - 焦 磷 酸 (5- phosphorlbosyl α-pyrophosphate，PRPP)。此反应中 ATP 的焦磷酸根直接转移 到 5-磷酸核糖 C1 位上。PRPP 同时也是嘧啶核苷酸、组氨酸、色氨酸合成的 前体。因此，磷酸戊糖焦磷酸激酶是多种生物合成过程的重要酶，此酶为一 变构酶，受多种代谢产物的变构调节。如 PPi 和 2,3-DPG 为其变构激活剂。 ADP 和 GDP 为变构抑制剂。 第一阶段的反应： 1）获得嘌呤的 N9 原子： 由磷酸核糖酰胺转移酶(amidophosphoribosyl transterase)催化，谷氨酰胺提 供 酰 胺 基 取 代 PRPP 的 焦 磷 酸 基 团 ， 形 成 5- 磷 酸 核 糖 胺 ( β