一、教学目的

学习核苷酸的分解代谢与合成代谢，了解核苷酸代谢异常在医学上的意义。

二、教学要求

（一）掌握嘌呤核苷酸从头合成、补救合成的概念、脱氧核苷酸的生成方式。熟悉嘌呤核苷酸分解代谢的产物及代谢异常引起的痛风病。了解嘌呤核苷酸合成过程及其调控。

（二）掌握嘧啶核苷酸从头合成、补救合成的概念。熟悉嘧啶核苷酸分解代谢的产物。了解嘧啶核苷酸合成过程及抗代谢物。

（三）了解核酸的消化吸收及核酸代谢动态，核苷酸的生物学功能。

三、教学内容

（一）嘌呤核苷酸的代谢：合成代谢、分解代谢。

（二）嘧啶核苷酸的代谢：合成代谢、分解代谢。

二、名词解释

1.de novo synthesis

2.salvage pathway

答案：

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,经过一系列酶促反应,合成嘌呤(嘧啶)核苷酸的过程称为从头合成途径。

2.补救合成途径:利用体内游离的嘌呤(嘧啶)或嘌呤(嘧啶)核苷,经过简单的反应过程,合成嘌呤(嘧啶)核苷酸的过程称为补救合成。

三、填空题

1.嘌呤核苷酸的合成过程比较复杂,先合成        ，在转变为         和         。

答案：IMP GMPAMP

2.嘌呤核苷酸从头合成的一个重要特点是在        分子上逐步合成嘌呤环;嘧啶核苷酸的合成是先合成          然后再与       相连而成的。

答案：磷酸核糖 嘧啶环 磷酸核糖

3.次黄嘌呤核苷酸合成腺苷酸过程中由           提供氨基。

答案：天冬氨酸

4.嘌呤核苷酸从头合成的调节酶是         和          。

答案：PRPP合成酶  PRPP酰胺转移酶

5.PRPP是         的缩写,APRT是       的缩写,HGPRT是          的缩写。

答案：磷酸核糖焦磷酸   腺嘌呤磷酸核糖转移酶   次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶

6.嘧啶核苷酸中嘧啶碱合成的原料是        、        和        。

答案：谷氨酰胺  CO2  天冬氨酸

7.催化嘧啶核苷酸补救合成的酶包括          和         。

答案：嘧啶磷酸核糖转移酶 尿苷激酶

8.尿嘧啶在体内分解的最终产物是         、        、        。

答案：NH₃   CO₂  β-丙氨酸

9.核苷酸抗代谢物中,常用嘌呤类似物的是         ,常用嘧啶类似物的是          。

答案：6-巯基嘌呤  5-氟尿嘧啶

四、简答题

1.简述核苷酸的生物学功能。

答案：核苷酸具有多种生物学功能:1、作为核酸合成的原料,这是核苷酸最主要的功能;2、体内能量的利用形式,ATP是细胞主要的能量形式;3、参与代谢和生理调节,某些核苷酸或其衍生物是重要的调节分子;4、组成辅酶;5、活化中间代谢物。核苷酸可以作为多种活化中间代谢物的载体。

2.嘌呤核苷酸分解代谢的最终产物是什么?简述其分解过程。

答案：嘌呤核苷酸分解的最终产物是尿酸。其分解过程:细胞中的核苷酸在核苷酸酶的作用下水解成核苷;核苷经核苷磷酸化酶作用,磷酸水解成自由的碱基及核糖-1-磷酸;嘌呤碱可进一步分解。腺嘌呤生成次黄嘌呤,后者在黄嘌呤氧化酶的作用下氧化成黄嘌呤。再在黄嘌呤氧化酶的作用下,生成尿酸。鸟嘌呤可直接转变成黄嘌呤,最后也生成尿酸。

3.简述嘌呤核苷酸补救合成的生理意义。

答案：(1)可以节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗。

(2)体内某些组织器官,如脑、骨髓等缺乏从头合成嘌呤核苷酸的酶系,依赖补救合成途径合成嘌呤核苷酸。

4.简述嘌呤核苷酸从头合成途径的反馈调节。

答案：IMP、AMP及GMP对PRPP合成酶和PRPP酰胺转移酶有反馈抑制作用;PRPP增加可激活酰胺转移酶。AMP能抑制腺苷酸代琥珀酸合成酶;GMP能抑制次黄嘌呤脱氢酶。

5.细胞内的核酸酶有哪几种? 各有何特点?

答案：核酸酶是指所有可以水解核酸的酶,在细胞内催化核酸的降解,以维持核酸(尤其是RNA)的水平与细胞功能相适应。按照底物不同,核酸酶可以分为DNA酶和RNA酶。依据对底物的作用方式可分为核酸外切酶和核酸内切酶。核酸外切酶仅水解位于核酸分子链末端的磷酸二酯键,根据其作用的方向又有5'-3'核酸外切酶和3'-5'核酸外切酶;核酸内切酶作用于链的内部,其中一部分具有严格的序列依赖性,被称为限制性内切酶。核酸酶在DNA重组技术中是不可缺少的重要工具,尤具是限制性核酸内切酶的应用更是所有基因人工改造的基础。

五、论述题

1.试述磷酸核糖焦磷酸(PRPP)在核苷酸代谢中的作用。

答案：磷酸核糖焦磷酸(PRPP)在嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸从头合成与补救合成过程中都是重要的合成原料。 1、在嘌呤核苷酸从头合成过程中,PRPP作为起始原料与谷氨酰胺生成5'-磷酸核糖胺,经多步反应先生成IMP,再转变成AMP和GMP;2、在嘧啶核苷酸从头合成过程中,PRPP与乳清酸结合生成乳清酸核苷酸,再脱羧合成尿嘧啶核苷酸,之后转变成其他嘧啶核苷酸;3、在嘌呤(嘧啶)核苷酸补救合成过程中,PRPP与游离嘌呤(嘧啶)碱基直接反应生成相应的一磷酸核苷。

2.试比较嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸从头合成途径的异同点。

答案：嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸从头合成过程中在原料、合成特点及反馈调节等方面的异同点如下表所示。

嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸从头合成途径的异同

3.以6-巯基嘌呤为例说明抗代谢物的作用机制。

答案：以6-巯基嘌呤为例说明抗代谢物的作用机制。

答 抗代谢物可通过竞争性抑制作用阻断核苷酸的合成。例如:6-MP的化学结构与次黄嘌呤相似,竞争抑制HGPRT,则阻止了嘌呤核苷酸的补救合成途径;6-MP在体内代谢生成6-MP核苷酸,其结构与IMP相似,反馈抑制PRPP酰胺转移酶,还抑制 IMP 转变为AMP及GMP 的反应,从而阻断嘌呤核苷酸从头合成途径。

案例14：核苷酸代谢与痛风病

患者，男性，40岁，两年来因全身关节疼痛伴低热反复就诊，均被诊断为“风湿性关节炎”。经抗风湿和给予激素后，疼痛现象稍有好转。两个月前，因疼痛加重，经抗风湿治疗不明显前来就诊。查体：体温37.5℃，双足第一跖趾关节红肿，压痛，双踝关节肿胀，左侧较明显，局部皮肤有脱屑和瘙痒现象，双侧耳廓触及绿豆大的结节数个，白细胞9.5×10⁹／L，血沉67mm／h。

问题与思考：

（1）该患者的可能诊断是什么？需做什么检查进一步确诊？

（2）抗痛风药的作用机制？

案例分析：

该患者的可能诊断是痛风。因该患者有反复发作的关节炎，累及双足第一跖趾关节、双踝关节，肩和髋关节未累及，双侧耳廓（即软骨）触及绿豆大的结节数个（即痛风石）。本病的诊断要点有：反复发作的关节炎、痛风石、间质性肾病和尿酸性肾结石。典型的首次发作于夜间发生，常累及单个关节，也可能反复发作，累及多个关节，影响第一跖趾关节、足弓、踝、膝、腕、肘，而髋和肩等大关节较少受累。

如需进一步确诊，需检查血尿酸含量，经检查该患者血尿酸570μmol／L（男性参考值149～416μmol／L），表明是升高的。此外局部X线摄片：双足第一跖趾关节、双踝关节均符合痛风样改变。因此基本上可以确诊。

临床上常用别嘌呤醇治疗痛风症。别嘌呤醇与次黄嘌呤结构类似，只是分子中N-8与C-7互换了位置，故可抑制黄嘌呤氧化酶，从而抑制尿酸的生成。同时，别嘌呤醇在体内经代谢转变，与PRPP反应生成别嘌呤核苷酸，不仅消耗了PRPP，使其含量下降，而且别嘌呤核苷酸与IMP结构类似能反馈抑制PRPP酰胺转移酶，阻断嘌呤核苷酸的从头合成。这两方面的作用可使嘌呤核苷酸的合成减少。

教学建议：熟悉痛风病的临床表现及抗痛风病药的作用机制。