第八章核苷酸代谢

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1、 第八章 核苷酸代谢【大纲要求】一、 掌握1 嘌呤、嘧啶核苷酸从头合成原料、部位、特点；2 嘌呤、嘧啶核苷酸的分解代谢产物；3 脱氧（核糖）核苷酸的生成。 二、熟悉1 嘌呤和嘧啶核苷酸的补救合成；2 嘌呤、嘧啶核苷酸的抗代谢物。三、了解1 嘌呤、嘧啶核苷酸从头合成途径及调节；2 嘌呤核苷酸的互相转变。【重点及难点提要】一、 重点难点1重点：嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸合成的从头合成途径，从头合成的原料及关键步骤、关键酶。2难点：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成代谢调节机制；核苷酸合成代谢过程中的一些抗代谢物，以及它们的作用机理。二、 教学内容概要核苷酸具有多种重要的生理功能，其中最主要的是作为合成核

2、酸分子的原料。除此，还参与能量代谢、代谢调节等过程。人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成，不属于营养必需物质。 体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径：从头合成和补救合成。从头合成的原料是磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质，其合成特点：在磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的基础上经过一系列酶促反应，逐步形成嘌呤环。首先生成IMP，然后再分别转变成AMP和GMP。从头合成过程受着精确的反馈调节。补救合成实际上是现成嘌呤或嘌呤核苷的重新利用，虽然合成量极少，但对脑、骨髓等组织具有重要意义。 机体也可以从头合成嘧啶核苷酸，但不同的是先合成嘧啶环，再磷酸核糖化而生成核苷酸。嘧啶核苷酸的从头合成也受反馈调控。

3、体内脱氧核糖核苷酸合成有两条途径：一是在相应的二磷酸核苷水平上还原生成；二是dUMP转变生成TMP，其甲基供体为N5，N10-甲烯四氢叶酸。 根据嘌呤和嘧啶核苷酸的合成过程，可以设计多种抗代谢物，包括嘌呤、嘧啶类似物，叶酸类似物，氨基酸类似物等。这些抗代谢物在抗肿瘤治疗中有重要作用。 嘌呤在人体内分解代谢的终产物是尿酸，黄嘌呤氧化酶是这个代谢过程的重要酶。痛风症主要是由于嘌呤代谢异常，尿酸生成过多而引起的。嘧啶分解后产生的氨基酸可随尿排出或进一步代谢。【自测题】一、选择题 【A型题】1 关于嘌呤核苷酸的合成描述正确的是 A利用氨基酸、一碳单位和CO2为原料，首先合成嘌呤环再与5-磷酸核糖结合而

4、成B以一碳单位、CO2、NH3和5磷酸核糖为原料直接合成C5磷酸核糖为起始物，在酶的催化下与ATP作用生成PRPP，再与氨基酸、CO2和一碳单位作用，逐步形成嘌呤核苷酸 D在氨基甲酰磷酸的基础上，逐步合成嘌呤核苷酸E首先合成黄嘌呤核苷酸（XMP），再转变成AMP和GMP2由dUMP转变成dTMP的甲基化反应中，甲基供给体是AS腺苷蛋氨酸 BS腺苷同型半胱氨酸 CN5，N10甲烯四氢叶酸 DN5甲基四氢叶酸 EN5，N10一甲炔四氢叶酸3体内脱氧核糖核苷酸由核糖核苷酸还原而生成时其供氢体是AFADH2 BNADH+H+ CFMNH2 DNADPH+ H+ EGSH4下列哪种物质不是嘌呤核苷酸从头

5、合成的直接原料 A甘氨酸 B天冬氨酸 C谷氨酸 DCO2 E一碳单位5GMP和AMP分解过程中产生的共同中间产物是AXMP B黄嘌呤（X） C腺嘌呤（A） D鸟嘌呤（G） ECO26痛风症患者血中含量升高的物质是 A尿素 BNH3 C胆红素 D尿酸 E肌酸75FU的抗癌作用机制为A合成错误的DNA，抑制癌细胞生长 B抑制尿嘧啶的合成，从而减少RNA的生物合成C抑制胞嘧啶的合成，从而抑制DNA的生物合成D抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶的活性，从而抑制DNA的生物合成E抑制FH2还原酶的活性，从而抑制DNA的生物合成8dTMP合成的直接前体是 AdUMP BTMP CTDP DdUDP EdCMP9合成

6、嘌呤核苷酸过程中首先合成的是AGMP BAMP CXMP DTMP EIMP10下列转变哪项不能直接进行 AIMPAMP BAMPIMP CAMPGMP DIMPXMP EXMPGMP11氮杂丝氨酸能以竞争性抑制作用干扰或阻断核苷酸合成，因为它在结构上与A丝氨酸类似 B谷氨酰胺类似 C甘氨酸类似 D天冬氨酸类似 E天冬酰胺类似12动物体内直接催化尿酸生成的酶是A尿酸氧化酶 B腺苷酸脱氨酶 C黄嘌呤氧化酶 D次黄嘌呤氧化酶 E以上均不是13合成嘌呤和嘧啶环的共同原料是A一碳单位 B甘氨酸 C谷氨酸 D蛋氨酸 E天冬氨酸14嘌呤核苷酸补救合成途径的主要器官是A脑组织 B肝脏 C肾脏 D小肠 E胸腺

7、15嘌呤核苷酸从头合成时，嘌呤环第4和第5位碳原子来自 A甘氨酸 B谷氨酰胺 CCO2 D天冬氨酸 E一碳单位 16下列哪种物质可作为体内从头合成IMP和NMP的共同原料 A氨基甲酰磷酸 BPRPP C天冬氨酸 DN5,N10-CH2-FH4 E谷氨酸 17嘌呤核苷酸从头合成时首先生成的是 AGMP BAMP CIMP DATP EGTP18人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要终产物是 A尿素 B肌酸 C肌酸酐 D尿酸 E-丙氨酸19胸腺嘧啶的甲基来自 ANl0-CHO -FH4 BN5,Nl0CH-FH4 CN5，Nl 0-CH2-FH4 DN5-CH3-FH4 EN5-CH=NH-FH420在哺

8、乳动物，嘧啶核苷酸从头合成的主要调节酶是APRPP合成酶 B乳清酸酶 C氨基甲酰磷酸合成酶IID天冬氨酸氨基甲酰转移酶 E磷酸核糖转移酶21嘧啶核苷酸合成特点是A在5-磷酸核糖上合成碱基 B由四氢叶酸提供一碳单位 C谷氨酸是氮原子供体D先合成氨基甲酰磷酸 E甘氨酸完整地掺入分子中22为嘌呤环C8提供碳原子的是AN5CH3FH4 BN5，N10CH2FH4 CN5，N10CHFH4 DN10CHOFH4 EN5CHNHFH423体内脱氧核苷酸是由下列哪种物质直接还原而成的 A核糖 B核糖核苷 C一磷酸核苷 D二磷酸核苷 E三磷酸核苷24甲氨蝶呤（MTX）在临床上用于治疗白血病的依据是 A嘌呤类似

9、物 B嘧啶类似物 C叶酸类似物 D二氢叶酸类似物 E氨基酸类似物25磷酸核糖焦磷酸的英文缩写是 AIMP BPRPP CPRA DGAR EXMP【X型题】1嘌呤环中的氮原子来自 A甘氨酸 B谷氨酸 C天冬氨酸 D一碳单位 E赖氨酸2PRPP是下列哪些代谢途径中的重要中间代谢物 A嘌呤核苷酸的从头合成 B嘧啶核苷酸的从头合成 C嘌呤核苷酸的补救合成DNMPNDPNTP E腺嘌呤的合成3嘌呤核苷酸从头合成的原料包括A磷酸核糖 BCO2 C一碳单位 D谷氨酰胺 E天冬氨酸4对嘌呤核苷酸合成产生反馈抑制作用的化合物有AIMP BAMP CGMP D尿酸 ER-5-P5下列哪些化合物分解后可生成尿酸A

10、AMP BUMP CIMP DTMP EGMP6别嘌呤醇的作用A是次黄嘌呤的类似物 B抑制黄嘌呤氧化酶 C可降低痛风患者体内尿酸水平D使痛风患者尿中次黄嘌呤和黄嘌呤的排泄量减少 E用来合成嘌呤7从头合成嘧啶核苷酸需哪些原料A谷氨酰胺 B天冬氨酸 C二氧化碳 D一碳单位 E磷酸核糖8嘧啶核苷酸分解代谢产物有ANH3 B尿酸 CCO2 D-丙氨酸 E-氨基异丁酸9下列有关由核糖核苷酸还原成脱氧核糖核苷酸的叙述正确的是 A四种核苷酸都涉及到相同的还原酶体系 B多发生在三磷酸核苷水平C与NADH+H+有关 D核糖核苷酸还原酶是一种别构酶 E核糖核苷酸还原酶系包括硫氧化还原蛋白和硫氧化还原蛋白还原酶 1

11、0体内一些具有生物学活性并含核苷酸的物质有 ANAD+ BNADP+ CFAD D泛酸 E天冬氨酸11嘌呤核苷酸合成的限速步骤是合成 APRPP BIMP CPP-1-R-5-P D甘氨酰胺核苷酸 E氨基甲酰磷酸12在细胞中由dUMP合成dTMP的有关反应涉及 A四氢叶酸衍生物传递一碳单位 B把四氢叶酸氧化成二氢叶酸C中间产物为dUDP D受5Fu抑制 E催化该反应的酶是胸苷酸合成酶13嘧啶合成的反馈抑制作用是由于控制了下列哪些酶的活性A氨基甲酰磷酸合成酶I B二氢乳清酸酶 C天冬氨酸氨基甲酰转移酶D氨基甲酰磷酸合成酶II E乳清酸核苷酸脱羧酶14下列哪种物质是嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸从头合成的

12、共同原料 A 甘氨酸 B天冬氨酸 C谷氨酸 DCO2 E谷氨酰胺二、填空题1嘌呤、嘧啶核苷酸合成过程中共同需要的酶是_。2嘌呤核苷酸合成的原料是CO2、_、_、甘氨酸、_和5-磷酸核糖，嘧啶核苷酸合成的原料是CO2、_、_。3嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸是合成_、_的前身物质。4抗癌药物甲氨蝶呤的作用原理是_的类似物，能_抑制_，使_不能还原成_，影响dTMP的合成。5嘌呤核苷酸的合成中由IMP可转变成_和_，过量的ATP导致GMP合成_，过量的GTP导致AMP合成_。6嘌呤核苷酸分解代谢的终产物是_，由_排出。7自毁容貌症是由于基因缺陷而导致_完全缺失所致。8嘧啶碱分解最终产物为_、_、_或_。三

13、、名词解释题61嘌呤核苷酸从头合成途径2嘌呤核苷酸补救合成途径3 核苷酸合成的抗代谢物四、简答题说明氨基甲酰磷酸合成酶I、II有何区别？五、论述题1体内嘌呤核苷酸合成的原料、主要被调节的酶及分解产物是什么？2体内嘧啶核苷酸合成的原料、主要被调节的酶及分解产物是什么？3体内脱氧核糖核苷酸是如何生成的？4试讨论各类核苷酸抗代谢物的作用原理及其临床应用。【参考答案】一、选择题【A 型题】 1C 2C 3D 4C 5B 6D 7D 8A 9E 10C 11B 12C 13E 14A 15A 16C 17C 18D 19C 20.C 21D 22C 23.D 24C 25B 【X型题】1AC 2ABCE

14、 3ABCDE 4ABC 5ACE 6ABC 7ABCE 8ACDE 9ADE 10ABC 11AC 12ABCDE 13CD 14BDE【解析】【A型题】7D 常见错误选B或C、E。B错在不能抑制尿嘧啶的合成；C错在氮杂丝氨酸抑制胞嘧啶的合成，而不是5FU；E错在氨甲蝶呤抑制二氢叶酸还原酶的活性，从而抑制了dTMP的合成；D是正确的，5FU在体内合成5FdUMP，5FdUMP是脱氧胸苷酸合成酶强而又特异的抑制剂。脱氧胸苷酸合成酶与5FdUMP及四氢叶酸可形成复合体，而且其中前两者以配位键紧密连接，使dUMP不能转变为脱氧胸苷酸，从而抑制DNA的生物合成。8A dTMP合成是在一磷酸水平上，因

15、此C、D都不对；D、E是dUMP的两种来源，以dCMP脱氨为主要来源；B不是dTMP合成的直接前体；只有A正确，dUMP在脱氧胸苷酸合成酶的作用下，以N5，N10-甲烯四氢叶酸为一碳单位供体，甲基化生成dTMP。10C 常见错误选D。AMP还原脱氨直接转变成IMP，IMP接受氨基变成AMP，IMP脱氢直接转变成XMP，XMP通过GMP合成酶直接转变成GMP，但AMP通过IMP、XMP才能转变成GMP。所以A、B、D、E能直接进行转变，而C只能间接进行转变。11B 氮杂丝氨酸的结构与谷氨酰胺类似，可干扰谷氨酰胺在嘌呤核苷酸合成中的作用。18D A是蛋白质的分解代谢终产物；C是为肌酸的代谢终产物；

16、D是正确的，因为人体及其他灵长类动物体内，嘌呤核苷酸分解代谢过程中，GMP和AMP最后都分解成黄嘌呤，黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶作用下生成尿酸，尿酸是嘌呤核苷酸分解代谢的主要终产物。21D 在5磷酸核糖上合成碱基是嘌呤核苷酸从头合成的特点，嘧啶核苷酸从头合成不需要FH4提供一碳单位，也不需要甘氨酸，所以A、B、E都是嘌呤核苷酸合成特点；C叙述是错误的，嘧啶核苷酸和嘌呤核苷酸从头合成途径中氮原子供体是谷氨酰胺，不是谷氨酸；D是正确的嘧啶核苷酸合成时先合成氨基甲酰磷酸，其中的氮原子来自谷氨酰胺的酰胺基。23.D 一磷酸水平进行dUMP转变成dTMP的反应；三磷酸水平进行UTP转变成CTP的反应；核糖核苷

17、酸主要在二磷酸水平（NDP，包括A、G、U、C）还原成相应的脱氧核苷酸（dNDP）。所以D正确。【X型题】2ABCE 常见错误多选D。分析A、B、C、E的代谢途径中PRPP都是重要的中间代谢物，为以上的反应提供磷酸和核糖。D的代谢途径无PRPP参与，而需要特异的酶和ATP提供磷酸及能量。4ABC 常见错误漏选A。在嘌呤核苷酸生物合成途径中，有许多地方都可发生反馈抑制，例如AMP、GMP、IMP都能抑制5-磷酸-核糖形成PRPP，并能抑制PRPP转变为磷酸核糖胺，也就是说能抑制上两步反应所需要的酶，PRPP合成酶和酰胺转移酶；过量AMP抑制腺苷酸代琥珀酸合成酶，仅使ATP生成减少；过量GMP抑制

18、次黄嘌呤核苷酸脱氢酶，仅使GMP生成减少。5ACE 黄嘌呤氧化酶催化次黄嘌呤或黄嘌呤，转变为尿酸。嘌呤核苷酸AMP、GMP，通过次黄嘌呤、黄嘌呤分解为尿酸。D分解产物是NH3、CO2、氨基异丁酸。7ABCE 合成嘧啶环时及合成尿苷酸、胞苷酸时不需要叶酸衍生物，但经尿苷酸合成胸苷酸时，则用N5,N10-甲烯四氢叶酸供给一碳单位；嘧啶环是由氨基甲酰磷酸与天冬氨酸构筑而成的，前者系谷氨酰胺与HCO3-（CO2）反应生成，提供一个氨甲酰基构成嘧啶环的C2、N3，后者则提供C4、C5、C6和N1。8ACDE 嘧啶分解的代谢产物有NH3、CO2、氨基异丁酸与丙氨酸，所以ACDE是正确的；B错在尿酸是嘌呤分

19、解的产物。11AC 嘌呤核苷酸从头合成的限速步骤是合成PRPP及5磷酸核糖胺，催化这两个中间代谢物合成的酶均受IMP、AMP、GMP的调节；B、D都是嘌呤核苷酸从头合成途径中的中间代谢产物，但不是限速酶合成的物质。13CD B、E都是嘧啶核苷酸从头合成途径中间反应所需要的酶，反馈抑制时这两种酶不受控制；CTP可反馈抑制天冬氨酸氨基甲酰转移酶；UTP可抑制胞质内的氨基甲酰磷酸合成酶II，从而抑制嘧啶生物合成，因此选CD。二、填空题1PRPP合成酶2谷氨酰胺 ；一碳单位 ；天冬氨酸 ；天冬氨酸 ；谷氨酰胺3DNA ；RNA4叶酸 ；竞争性 ；二氢叶酸还原酶 ；二氢叶酸 ；四氢叶酸5AMP ；GMP

20、 ；增加 ；增加6尿酸 ；肾7HGPRT8NH3 ；CO2 ；-丙氨酸 ；-氨基异丁酸；三、名词解释题1.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，称为从头合成途径。2.利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程合成嘌呤核苷酸，称为补救合成途径。3.主要以竞争性抑制等方式干扰或阻断核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸以及蛋白质的生物合成的一些物质。四、简答题氨基甲酰磷酸合成酶I存在于线粒体中，N乙酰谷氨酸是其变构激活剂，参与尿素的合成。氨基甲酰磷酸合成酶II存在于胞液中，参与嘧啶核苷酸的合成，受UMP的反馈抑制。五、论述题1.原料：天冬氨

21、酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳单位、二氧化碳、磷酸核糖主要被调节的酶：磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRPP合成酶）、磷酸核糖酰胺转移酶（PRPP酰胺转移酶）分解产物：人类为尿酸，其它哺乳动物可将尿酸氧化成尿囊酸，个别的可将尿囊酸变成NH3和CO2。2原料：谷氨酰胺、二氧化碳、天冬氨酸、磷酸核糖主要被调节的酶：天冬氨酸氨基甲酰转移酶、氨基甲酰磷酸合成酶II 分解产物：NH3、CO2、-丙氨酸、-氨基异丁酸3体内脱氧核糖核苷酸所含的脱氧核糖是通过相应的核糖核苷酸的直接还原作用，以氢取代其核糖分子中C2上的羟基而生成的，此还原作用是在二磷酸核苷（NDP）水平上进行的（这里N代表A；G；U；C等碱基），由核糖核苷酸还原酶催化，由NADPH+H+作为供氢体。脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）是由脱氧尿嘧啶核苷酸（dUMP）经甲基化而生成的，反应由N5，N10甲烯四氢叶酸提供甲基，由胸苷酸合成酶催化进行。4答案要点：抗代谢物原理临床应用 嘌呤类似物 与A、G、I竞争抑制核酸的合成肿瘤治疗 嘧啶类似物 抑制胸苷酸合成酶肿瘤治疗 氨基酸类似物 抑制嘌呤核苷酸的合成肿瘤治疗 叶酸类似物 抑制二氢叶酸还原酶肿瘤治疗 （王宏兰 师岩）