脱氧核糖核苷酸（妇科检查脱氧核糖核酸）

脱氧核苷酸(妇科检查脱氧核糖核酸)

嘧啶核苷酸的从头合成就是合成UMP，然后从UMP衍生出CMP和dTMP。嘧啶环比较简单，所以合成步骤少，没有分支。相对来说，在嘌呤环合成过程中，组氨酸的合成和AICAR的释放可以看作是一个分支。

UMP合成途径。引自《医学生物化学》杂志

两种常见的分子用于合成UMP:氨基甲酰磷酸(CP)和磷酸核糖焦磷酸(PRPP)。前者是尿素合成的中间体，后者参与嘌呤、组氨酸和色氨酸的合成。不过，这两种分子的用途和以前略有不同。

PRPP是嘌呤合成中最初的“载体”，整个嘌呤环都是在磷酸核糖上合成的。但在UMP的合成中，后期加入了磷酸核糖，嘧啶环的合成从CP开始。这里催化CP合成的酶是氨甲酰磷酸合酶2(CPS-2)，它位于细胞质中。尿素循环中的CPS-1位于线粒体中。

细胞质中氨甲酰磷酸的合成。引自《医学生物化学》杂志

CPS2催化谷氨酰胺和碳酸氢盐形成氨甲酰磷酸，消耗两个ATP。与CPS1相比，直接消耗相同，但CPS1的底物是氨。因为谷氨酰胺的合成也需要消耗ATP，所以这个反应消耗更多。其优点在于摆脱了对氨的依赖，可以在氨浓度较低的细胞质中进行。

对于人体来说，两个CP还有一个区别:CPS1是一个独立的蛋白质，而CPS2是一个三功能蛋白质CAD的一部分。CAD将催化这一途径前三步的酶活性整合成一个肽链，肽链包括CPSase、ATCase(天冬氨酸转氨酶)和DHOase(二氢乳清酸酶)，所以称为CAD。

人类冠心病的基因结构和反应机制。引自结构。2016年7月6日；24(7):1081-94.

这种多酶融合可以提高催化效率，也是一种进化趋势。哺乳动物的脂肪酸合酶(FAS)也是如此。对于原核生物中的ATCase活性，一些生物是单独催化亚单位的三聚体，而另一些生物具有调节亚单位或与DHOase结合。

不同原核生物的ATCase结构。引自结构。2016年7月6日；24(7):1081-94.

ATCase活性催化氨甲酰磷酸与天冬氨酸(氨甲酰磷酸可视为氨甲酰基的活性形式)反应生成氨甲酰天冬氨酸。PALA(N-膦酰基乙酰-L-天冬氨酸)是ATCase过渡态的类似物，因此可以抑制CAD，是一种抗肿瘤药物。

DHOase的活性是催化氨甲酰天冬氨酸(CA)两端的羧基和氨基反应生成闭环二氢乳清酸(DHO)。DHO被二氢乳清酸脱氢酶脱氢生成乳清酸盐。乳清酸与PRPP反应形成乳清肌苷酸(OMP)，其脱羧形成UMP。

后两个反应也由双功能酶催化，该酶的N-末端结构域具有乳清酸磷酸核糖转移酶活性，C-末端具有OMP脱羧酶活性，称为UMP合成酶(UMPS)。

尿苷胺化可以产生胞嘧啶，但这个反应只能在NTP水平上进行。因此，UMP首先与两分子ATP反应生成UTP，然后在CTP合成酶(CTPS)的催化下与谷氨酰胺和ATP反应生成CTP。

CTP的合成引自《医学生物化学》杂志

DNA合成所需的脱氧核苷酸是通过还原相应的核糖核苷二磷酸，即还原NDP生成dNDP得到的。催化这一反应的核糖核苷酸还原酶(RNR)是DNA合成和修复的关键酶，在调节DNA合成的总体速率方面起着关键作用。

RNR是由自由基机理催化的，根据产生自由基的方式可分为三种类型。之一类来自酪氨酸残基，第二类来自腺苷钴胺，第三类来自糖基。RN被催化后，RN的关键巯基形成二硫键，需要还原成游离巯基。最终电子供体都是NADPH，但中间电子传递有两个系统，即硫氧还蛋白系统(TRX)和谷氧还蛋白系统(GRX)。目前推测两个系统可以互为备份(World J Biol Chem。2014年2月26日；5(1): 68–74.)。

核糖核苷酸还原酶系统。引自《医学生物化学》杂志

DNA所需的胸腺嘧啶由尿嘧啶甲基化产生，甲基化在dUMP上进行。该反应由胸腺嘧啶核苷酸合成酶(TYMS)催化，以甲基四氢叶酸为甲基供体，生成dTMP。甲基化的四氢叶酸(THF)产生二氢叶酸(DHF)，需要二氢叶酸还原酶(DHFR)再生。可以通过UDP还原、dCMP的脱磷或脱氨来产生DUMP。

dTMP的合成引自《医学生物化学》杂志

嘧啶核苷酸合成也有补救 *** 。尿嘧啶可以与PRPP或尿苷与1-磷酸核糖形成UMP，然后被尿苷激酶催化形成UMP。胞嘧啶不能与PRPP反应，但胞苷可以被尿苷激酶催化生成CMP。脱氧核糖-1-磷酸可以通过磷酸化酶合成脱氧核糖核苷，然后通过脱氧核糖核苷激酶生成脱氧核苷酸。

有些辅酶也属于核苷酸衍生物。NAD的合成是烟酸与PRPP反应生成烟酸单核苷酸，再与ATP缩合生成烟酸腺嘌呤二核苷酸，最后由谷氨酰胺生成NAD。NAD激酶可以催化它产生NADP。

在FAD的合成中，叶黄素先与ATP反应生成黄素单核苷酸(FMN)，再与ATP反应生成FAD。CoA的合成是泛酸与ATP反应生成4-磷酸泛酸，然后与半胱氨酸缩合脱羧生成4-磷酸泛酸巯基乙胺，再与ATP缩合生成去磷酸化CoA，最后被ATP磷酸化为CoA。