嘧啶核苷酸代谢

  • 原料:磷酸核糖焦磷酸PRPP)(直接参与合成)、谷氨酰胺、天冬氨酸(构成骨架)、CO2甘氨酸
    • dUMP → dTMP:N5,N10-亚甲 FH4
  • 合成部位:线粒体 + 细胞质
  • 合成器官:主要是肝

合成代谢

从头合成

嘧啶核苷酸从头合成

嘧啶核苷酸从头合成

  1. 第一阶段:合成乳清酸(嘧啶碱)
  2. 第二阶段:接上 PRPP 变成乳清酸核苷酸,并进一步转变为 UMP(核苷酸)
  3. 第三阶段:从 UMP 开始向后分类
UMP
UMP
嘧啶从头合成
嘧啶从头合成
UDP
UDP
UTP
UTP
dUDP
dUDP
dUMP
dUMP
dTMP
dTMP
CTP
CTP
CDP
CDP
dCDP
dCDP
dCMP
dCMP
谷氨酰胺
谷氨酰胺
加氨基
加氨基
加甲基
加甲基
X-FH4
X-FH4
dUMP 的主要来源
dUMP 的主要来源
自发脱氨基
自发脱氨基
胸苷酸合酶
胸苷酸合酶
5-FU
5-FU
CTP 合成酶
CTP 合成酶
氮杂丝氨酸
氮杂丝氨酸
核苷酸还原酶
核苷酸还原酶
阿糖胞苷
阿糖胞苷
FH4
FH4
FH2
FH2
二氢叶酸还原酶
二氢叶酸还原酶
甲氨蝶呤
甲氨蝶呤
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嘧啶核苷酸转化

注意:TMP 即 dTMP,人体中仅存在胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。

嘧啶核苷酸从头合成的调节
  • 关键酶:氨基甲酰磷酸合成酶 Ⅱ(CPS-Ⅱ)
  • 负反馈抑制:
    • 氨基甲酰磷酸合成酶 Ⅱ(哺乳动物):UMP(第二阶段的产物)
    • 天冬氨酸氨基甲酰基转移酶(细菌):CTP(第三阶段的产物)
    • PRPP 合成酶:嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸
不同于尿素合成的 CPS-Ⅰ(在线粒体中),氨基甲酰磷酸合成酶 Ⅱ 存在于细胞质中。

补救合成

  1. 嘧啶磷酸核糖转移酶(即从头合成过程中的乳清酸磷酸核糖转移酶):
    • 嘧啶 + PRPP → 磷酸嘧啶核糖 + PPi
    • 嘧啶:尿嘧啶、胸腺嘧啶、乳清酸
  2. 尿苷激酶:U → UMP
  3. 胸苷激酶:胸腺嘧啶核苷 → dTMP(只有腺嘌呤核苷、胸腺嘧啶核苷有对应激酶)

抗代谢物

  1. 嘧啶类似物
    1. 5-氟尿嘧啶5-FU):类似胸腺嘧啶(T:5-甲基尿嘧啶),但无活性
    2. FdUMP(dUMP 类似物):是胸苷酸合酶的抑制剂
    3. FUTP:以 FUMP 的形式掺入 RNA 分子,破坏 RNA 的结构和功能
  2. 氨基酸类似物:氮杂丝氨酸:UTP → CTP
  3. 叶酸类似物:影响一碳单位供给
    • 甲氨喋呤(MTX):使 N5,N10-亚甲 FH4 产生不足
      • dUMP → dTMP
  4. 核苷类似物:阿糖胞苷:CDP → dCDP(抑制核糖核苷酸还原酶

分解代谢

嘧啶碱的分解代谢

嘧啶碱的分解代谢

  • 胞嘧啶C)→ 尿嘧啶U)→ 二氢尿嘧啶 →
    • β-丙氨酸 → 丙二酸单酰 CoA → 丙二酸单酰 CoA → 乙酰 CoA → 三羧酸循环
    • CO2 + NH3 → 去肝脏合成尿素
  • 胸腺嘧啶T)→ β-脲基异丁酸 →
    • β-氨基异丁酸(“T”和“丁”和“糖——Tang”)→ 琥珀酰CoA → 三羧酸循环/糖异生
    • CO2 + NH3 → 去肝脏合成尿素