代謝組學/代謝物/核苷酸

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鳥苷一磷酸 (GMP)

研究人員利用化學蛋白質組學來識別環鳥苷一磷酸 (cGMP) 的新型靶分子，旨在更好地瞭解 cGMP 途徑。實驗是在固定在瓊脂糖珠上的 cGMP 上進行的，連結器針對三種不同的 cGMP 位置。使用瓊脂糖珠可以最大程度地提高 cGMP 對其結合夥伴的可及性。使用珠子作為誘餌對組織裂解液進行下拉分析，透過基質輔助雷射解吸/電離飛行時間 (MALDI-TOF) 質譜鑑定了九種蛋白質。這些蛋白質的一部分包括先前鑑定的 cGMP 靶標，包括 cGMP 依賴性蛋白激酶和 cGMP 刺激的磷酸二酯酶。競爭性結合分析的證據表明，蛋白質相互作用是透過將 cGMP 特異性結合到其靶蛋白的結合口袋中而發生的，並且對 cGMP 相對於其他核苷酸也具有高度立體特異性。透過使用抗 MAPK1 抗體進行免疫印跡，證實 MAPK1 是識別出的靶蛋白之一。透過觀察膜可滲透的 cGMP 對處理細胞中絲裂原活化蛋白激酶 1 訊號傳導的刺激，提供了進一步的證據。預計蛋白質組學領域的進一步研究將產生更多適用於生物活性分子及其靶蛋白的鑑定和分析的有效工具和技術。

cGMP 結合蛋白分離顯示，腦組織樣本中的 cGMP 結合蛋白濃度高於心臟或肝臟組織樣本。這一觀察結果暗示，與心臟或肝臟相比，大腦中 cGMP 訊號轉導的作用更加多樣化。此外，透過使用抗磷酸化 MAPK 抗體進行免疫印跡，發現了 MAPK 磷酸化的增加。研究人員已經確定，cGMP 結合蛋白與 cGMP 之間存在直接相互作用。這些結合蛋白還被強烈地認為受細胞 cGMP 濃度的調節。預計蛋白質組學領域的進一步研究將產生更多適用於生物活性分子及其靶蛋白的鑑定和分析的有效工具和技術。

參考文獻

http://www.jbmb.or.kr/fulltext/jbmb/view.php?vol=36&page=299

網路資源

資源 #1：核苷酸代謝

http://www.med.unibs.it/~marchesi/nucmetab.html

主要關注點：此資源提供了對核苷酸代謝多個方面的全面概述。這些包括生物合成、分解代謝、補救途徑以及嘌呤和嘧啶核苷酸的調節和臨床意義。還討論了脫氧核苷酸 (dNTP) 的調節以及核苷酸的相互轉化。此網站的一個優點是，機制以圖片形式顯示，便於跟蹤和理解這些複雜途徑中電子、鍵、電荷、分子和取代基的運動。

新術語：核酸內切酶 = 在內部位點降解 DNA 和 RNA，產生寡核苷酸磷酸二酯酶 = 從末端向內消化寡核苷酸，產生遊離核苷核苷磷酸化酶 = 從核苷中水解鹼基，產生核糖 1-磷酸和遊離鹼基 PRPP 合成酶 = 需要 ATP 形式的能量來生成 PRPP（5-磷酸-D-核糖-1-焦磷酸），一種活化的糖 PRPP = 5-磷酸-D-核糖-1-焦磷酸，活化的糖肌苷 5'-一磷酸 (IMP) = 第一個完全形成的嘌呤核苷酸腺嘌呤 = 嘌呤鹼基反饋抑制 = 透過代謝序列的最終產物抑制代謝序列開始處的變構酶嘌呤核苷酸迴圈 = 透過 IMP 的分解代謝合成 AMP，並透過 AMP 的分解代謝回收 IMP，導致天冬氨酸脫氨基生成延胡索酸四氫葉酸 (THF) = 以 N10-甲醯四氫葉酸的形式攜帶甲醯基尿酸 = 嘌呤核苷酸分解代謝的產物，不溶性物質，以尿酸鈉晶體形式排洩到尿液中補救途徑 = 一系列步驟，其中核苷酸從嘌呤鹼基和核苷合成腺嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖基轉移酶 (HGPRT) = 參與嘌呤代謝的酶，更具體地說，是次黃嘌呤和鳥嘌呤的補救途徑核糖核苷酸還原酶 = 催化核糖核苷酸轉化為脫氧核苷酸 (dNTP) 馮·吉爾克病 = 糖原儲存病 I，葡萄糖 6-磷酸酶基本缺陷，尿酸過度產生氨基甲醯磷酸 = 在嘧啶合成和尿素迴圈中消除體內過量的氮 CTP 合成酶 = 使 UTP 氨基化生成 CTP 天冬氨酸氨甲醯基轉移酶 (ATCase) = 嘧啶核苷酸生物合成的限速酶自殺底物 = 一類用於抑制胸苷酸合酶的分子，不可逆地抑制該酶（包括 5-氟尿嘧啶和 5-氟脫氧尿嘧啶） 5-氟脫氧尿嘧啶酸酯 (FdUMP) = 藥物代謝物，抑制胸苷酸合酶填補反應 = 一種酶催化的反應，可以補充檸檬酸迴圈中中間體的供應硫氧還蛋白還原酶 = 還原硫氧還蛋白的酶谷胱甘肽還原酶 = 還原二硫化谷胱甘肽 (GSSG) 為巰基形式 (GSH) 的酶

聯絡：在分析嘌呤核苷酸生物合成機制時，存在許多我們本季度討論過的常見代謝特徵。嘌呤核苷酸建立在糖的基礎上。在第一步中，由谷氨醯胺-PRPP 醯胺轉移酶催化，谷氨醯胺作為氨的來源，釋放出 PPi（無機焦磷酸）。PPi 的釋放會導致其裂解生成兩個無機磷酸。這種磷酸酐鍵的斷裂提供了推動反應向前的能量。在第二、四和五步中，ATP，一種活化分子，用於能量。在第三和第九步中，四氫葉酸，一種輔因子，用於執行中間氧化水平的 1-碳轉移。在第四步中，谷氨醯胺再次用作氨的來源。第六步是一個羧化反應，非常不尋常的是，輔因子生物素沒有被利用。大多數其他羧化反應依賴於生物素。在第八步中產生的延胡索酸可用於補充檸檬酸迴圈中間體，這意味著嘌呤核苷酸合成充當填補反應。

資源 #2：天然化合物靶標與化療藥物靶標

http://www.e-articles.info/e/a/title/Targets-of-Natural-Compounds-VS-Targets-of-Chemotherapy-Drugs/

主要關注點：接收大量增殖訊號的癌細胞會不受控制地不斷分裂，但如果不受這些訊號的轟擊，就會進入凋亡。此資源討論了天然化合物靶標和化療藥物靶標之間的差異，以減少傳達給細胞的資訊流，從而導致細胞增殖，從而預防癌症。在大多數情況下，化療藥物靶向 DNA，更具體地說是核苷酸的結構以及它們在 DNA 中的完整性，以及參與合成階段的酶，例如 DNA 聚合酶和拓撲異構酶，以防止細胞週期的完成。抑制癌細胞增殖的一種方法是抑制核苷酸的產生。這是由化療藥物完成的。例如，甲氨蝶呤是一種抑制葉酸活性的藥物，而葉酸是某些鹼基合成的必需品。另一種藥物稱為阿糖胞苷，它透過在 DNA 合成過程中用阿拉伯糖取代核糖來抑制 DNA 聚合酶。這很有效，因為只有包含核糖的核苷酸才是功能性的。其他化療藥物，如環磷醯胺和絲裂黴素，會改變 DNA 中的核苷酸，損壞 DNA 並抑制其複製和轉錄。插入型藥物，如博來黴素，會插入到相鄰鹼基對之間的 DNA 中，導致自由基損傷。

新術語：增殖 = 細胞透過部分增殖而快速生長或產生凋亡 = 程式性細胞死亡的一種形式癌症 = 細胞不受限制地積極生長和分裂的疾病化療 = 用殺死細胞的化學物質治療疾病抗代謝物 = 結構與執行正常生化反應所需的化學物質類似的化學物質，干擾 DNA 產生和細胞分裂，化療藥物葉酸 = 維生素 B，某些鹼基合成的必需品甲氨蝶呤 = 抑制葉酸活性的化療藥物拓撲異構酶 = 解開 DNA 以便 DNA 複製和基因轉錄能夠發生的酶

聯絡：在課堂上，我們瞭解到化療劑透過抑制核苷酸生物合成途徑中的酶而起作用，因為癌細胞對作為 DNA 前體的核苷酸有更高的需求。谷氨醯胺類似物，如氮芥和亞氨基丙酸，抑制谷氨醯胺醯胺轉移酶，使谷氨醯胺無法作為氮供體發揮作用。我們討論了胸苷酸合酶和二氫葉酸還原酶是如何成為化療劑的良好靶標的，並且分別被氟尿嘧啶和甲氨蝶呤抑制。儘管癌細胞生長迅速，但它們很弱，如果受到壓力，可以被擊敗。

資源 #3：嘌呤和嘧啶代謝疾病

http://www.merck.com/mmpe/sec19/ch296/ch296i.html

主要關注點：在正常情況下，核苷酸充當細胞能量系統、訊號傳導以及 DNA 和 RNA 產生的組成部分。然而，當一種酶存在缺陷導致其功能障礙，導致血液、尿液或組織中化合物積累時，這會導致疾病狀態，可能會嚴重影響人們及其日常生活。此資源討論了幾種核苷酸代謝疾病；包括嘌呤補救、嘌呤核苷酸合成、嘌呤分解代謝和嘧啶代謝的疾病。不僅討論了幾種缺陷的性質，而且還提到了診斷以及可能的治療和飲食調整。萊什-尼漢綜合徵是一種嘌呤補救疾病，是由於次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖基轉移酶 (HPRT) 酶缺乏造成的，這種酶通常有助於次黃嘌呤和鳥嘌呤的補救途徑，導致尿酸過度產生。腺苷脫氨酶缺乏症是一種嘌呤分解代謝疾病，由於該酶無法將腺苷和脫氧腺苷轉化為肌苷和脫氧肌苷，導致腺苷積累。高水平的腺苷會導致 ATP 和 dATP 水平升高，後者會抑制核糖核苷酸還原酶，導致其他脫氧核糖核苷酸的產量不足，從而損害 DNA 複製。免疫細胞對此很敏感，這種缺乏會導致嚴重聯合免疫缺陷。這可以透過幹細胞移植和酶替代治療來治療。黃嘌呤氧化酶缺乏症也是一種嘌呤分解代謝疾病，由於該酶無法從黃嘌呤和次黃嘌呤產生尿酸，導致黃嘌呤積累。這種缺乏會導致疼痛的黃嘌呤結石和尿血。

新術語：Lesch-Nyhan 綜合徵 = 由次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶 (HPRT) 缺乏引起的 X 連鎖隱性遺傳病次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶 = 參與嘌呤代謝的酶，更具體地說是次黃嘌呤和鳥嘌呤的補救途徑高尿酸血癥 = 血液中尿酸水平過高痛風 = 由尿酸結晶沉積在軟骨和肌腱中引起的疾病，導致炎症和劇烈疼痛別嘌呤醇 = 黃嘌呤氧化酶抑制劑，阻止次黃嘌呤轉化為尿酸，也可以阻止腺嘌呤的氧化腺嘌呤磷酸核糖轉移酶缺乏症 = 罕見的常染色體隱性遺傳病，導致無法回收腺嘌呤用於嘌呤合成磷酸核糖焦磷酸合成酶超活性 = X 連鎖隱性遺傳病，導致嘌呤過度產生腺苷琥珀酸酶缺乏症 = 常染色體隱性遺傳病，導致智力障礙、自閉症行為和癲癇肌腺苷酸脫氨酶缺乏症 = 酶無法將 AMP 轉化為肌苷和氨肌痛 = 肌肉疼痛腺苷脫氨酶缺乏症 = 酶無法將腺苷和脫氧腺苷轉化為肌苷和脫氧肌苷嘌呤核苷磷酸化酶缺乏症 = 罕見的常染色體隱性遺傳病，免疫缺陷，伴有嚴重的 T 細胞功能障礙和神經系統症狀黃嘌呤氧化酶缺乏症 = 酶無法將黃嘌呤和次黃嘌呤產生尿酸，導致黃嘌呤在尿液中沉澱尿苷單磷酸合酶缺乏症 = 導致乳清酸積累

聯絡：在課堂上，我們強調了代謝途徑調節的重要性，以及這種調節的破壞或缺陷如何導致疾病狀態。酶通常會發生或獲得突變，這會阻止它們正常發揮作用。這通常會導致血液或尿液中積累中間體，從而導致疾病。我們曾在課堂上簡要討論了苯丙酮尿症 (PKU)，這是一種氨基酸代謝的遺傳缺陷，其中苯丙氨酸羥化酶 (參與苯丙氨酸分解代謝途徑的第一步) 存在缺陷。在正常情況下，該酶會將苯丙氨酸轉化為酪氨酸，但遺傳缺陷會導致苯丙氨酸積累。PKU 可以在嬰兒期檢測到，會損害大腦的正常發育，導致嚴重智力障礙。尿黑酸尿症 (AKU) 也是一種遺傳性苯丙氨酸分解代謝疾病。缺陷酶是同型黑尿酸 1,2-雙加氧酶，通常它會將同型黑尿酸轉化為馬來醯乙醯乙酸，但疾病狀態會導致同型黑尿酸積累，它會排洩到尿液中，並在氧化後變黑。這些由於氨基酸代謝中酶缺陷引起的缺乏調節的例子與本資源中提到的核苷酸代謝的例子非常相似。例如，Lesch-Nyhan 綜合徵涉及血液中尿酸的積累，這是由於酶缺陷造成的，腺苷脫氨酶缺乏症涉及腺苷的積累和 DNA 複製的受損，這是由於酶缺陷造成的，而黃嘌呤氧化酶缺乏症涉及黃嘌呤在尿液中的沉澱，導致結石形成，這是由於酶缺陷造成的。在課堂上，我們還討論了酶活性可以改變的多種方式，包括變構調節、與調節蛋白結合、隔離或區室化，或共價修飾，例如磷酸化。

同行評審的免費全文文章

文章 #1：甲狀腺功能亢進患者運動肌肉嘌呤核苷酸迴圈活性增強

http://jcem.endojournals.org/cgi/content/full/86/5/2205

主要關注點：本文討論了一項研究，該研究考察了嘌呤核苷酸迴圈作為導致甲狀腺功能亢進患者肌肉無力的一種可能機制。對患者進行了半缺血前臂運動測試，以測量與嘌呤核苷酸迴圈、氨和次黃嘌呤相關的代謝物，以及糖酵解的代謝物，乳酸和丙酮酸。在休息時、運動後立即和 10 分鐘後，對四組患者的血液中上述代謝物的水平進行了測量。研究的四組為：健康志願者（對照組）、未經治療的甲狀腺毒症格雷夫斯病患者（未治療組）、用甲基硫氧嘧啶治療的格雷夫斯病患者（治療組）以及緩解期患者（緩解組）。這項研究發現，運動後甲狀腺功能亢進患者的乳酸和丙酮酸水平升高，表明肌肉 ATP 含量下降，增強了糖酵解和糖原分解。運動後甲狀腺功能亢進患者的次黃嘌呤和氨水平升高，表明甲狀腺功能亢進患者的嘌呤核苷酸迴圈加速。與健康對照組相比，甲狀腺功能亢進患者的次黃嘌呤水平僅略有升高，並且次黃嘌呤的產生與氨的產生並不平行，而它應該如此，但本文提出了多種可能性來解釋這種情況。這項研究提供了甲狀腺功能亢進中糖酵解加速和嘌呤核苷酸分解代謝加速的證據，這些過程是由嘌呤核苷酸迴圈完成的。

新術語：肌病 = 神經肌肉疾病，肌纖維功能障礙，導致肌肉無力甲狀腺功能亢進 = 甲狀腺過度活躍，由甲狀腺激素分泌過多引起格雷夫斯病 = 由抗體介導的自身免疫反應引起的甲狀腺疾病脫氨 = 氨基的去除半缺血前臂運動測試 = 誘導肌肉 ATP 含量快速下降，刺激嘌呤核苷酸迴圈肌肉張力低下 = 肌肉張力低的狀態肌萎縮 = 肌肉組織進行性萎縮甲狀腺毒症 = 由於體內甲狀腺激素濃度過高導致的疾病糖酵解 = 葡萄糖分子分解為兩個丙酮酸分子的分解代謝途徑糖原分解 = 透過去除葡萄糖單體來分解糖原低鉀血癥 = 血液中鉀濃度低低磷血癥 = 由於電解質失衡導致的血磷水平異常低

聯絡：本文強調了骨骼肌中 ATP 平衡以及嘌呤核苷酸迴圈如何對此做出貢獻。在運動過程中，糖原被消耗，骨骼肌對 ATP 的消耗速度超過了 ATP 合成的速度。這時，核苷酸迴圈就會介入，試圖補充不足的 ATP 供給。在課堂上，我們已經討論了生物體如何擁有調節機制，使它們能夠維持體內平衡，即穩態。保持 ATP 的穩定供應和濃度有助於維持體內平衡。反應通常受 ATP:ADP 比例控制。許多反應都涉及 ATP，因此，如果 ATP 濃度急劇下降，我們體內許多保持我們生存的途徑和反應將無法進行，我們的細胞很可能死亡。似乎同樣的概念可以應用於嘌呤核苷酸迴圈以及它如何試圖在肌肉中實現能量平衡。在文章中甚至還建議，甲狀腺功能亢進中嘌呤分解代謝的加速是一種調節機制，它被設定為避免 ATP 平衡的快速崩潰。

文章 #2：次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶 (HPRT) 缺乏症：Lesch-Nyhan 綜合徵

http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=2234399&blobtype=pdf

主要關注點：Lesch-Nyhan 綜合徵是一種先天性代謝缺陷，是由於次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶 (HPRT) 活性完全缺乏造成的。這篇綜述文章詳細描述了這種疾病的性質、常見症狀（包括運動障礙、認知障礙和強迫性自傷行為）、根據神經系統表現和酶缺陷的嚴重程度進行分類、導致酶缺乏引起的尿酸過度產生的機制、診斷患者的方法以及疾病的治療和預後。其中最相關的主題是導致這種疾病的機制。HPRT 酶的缺乏是診斷為 Lesch-Nyhan 綜合徵的兒童尿酸過度產生的根本原因，並且有多種機制可以解釋這一點。次黃嘌呤和鳥嘌呤是嘌呤鹼基，在由 HPRT 催化的補救途徑中，分別從中合成肌苷單磷酸 (IMP) 和鳥苷單磷酸 (GMP)。該反應中使用了一種輔基，5'-磷酸核糖-1-焦磷酸 (PRPP)。HPRT 酶的遺傳缺陷導致次黃嘌呤和鳥嘌呤積累。這兩種嘌呤鹼基在黃嘌呤氧化酶催化的反應中被轉化為尿酸。由於補救途徑不需要 PRPP 輔基，因此它可用於 PRPP 醯胺轉移酶，這種酶是嘌呤核苷酸從頭合成的一部分。因此，嘌呤合成增加，但由於從頭合成途徑的反饋抑制劑 IMP 和 GMP 沒有被合成，因此該途徑不受調節，導致嘌呤核苷酸增加。

新術語：次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶 = 參與嘌呤代謝的酶，更具體地說是次黃嘌呤和鳥嘌呤的補救途徑 Lesch-Nyhan 綜合徵 = 由次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶 (HPRT) 缺乏引起的 X 連鎖隱性遺傳病肌張力障礙 = 由長時間重複性肌肉收縮引起的任何組織的異常張力舞蹈樣運動 = 神經性疾病，表現為身體不自主和無法控制的運動球狀運動 = 伴有扭轉、震顫和抽搐運動的疾病病因學 = 對原因或起源的研究反饋抑制 = 代謝序列起始處的變構酶被該序列的最終產物抑制羊膜穿刺術 = 獲得羊膜細胞進行檢測以檢測遺傳異常的手術程式別嘌呤醇 = 黃嘌呤氧化酶抑制劑，阻止黃嘌呤和次黃嘌呤轉化為尿酸黃嘌呤結石病 = 由於別嘌呤醇劑量過高而導致體內黃嘌呤結石積累苯二氮卓類藥物 = 一系列輕度鎮靜劑，可以對抗焦慮和抽搐，併產生肌肉鬆弛和鎮靜作用巴氯芬 = 用作骨骼肌反應物，常用於治療痙攣

聯絡：這篇綜述文章討論了導致診斷為 Lesch-Nyhan 綜合徵的患者尿酸過度產生的機制。這突出了代謝途徑調節的重要性，並說明了缺陷的酶或缺乏調節如何導致中間體（在本例中為鳥嘌呤和次黃嘌呤）的積累，從而導致疾病狀態。文章中還提到了我們在課堂上多次討論過的關於調節的一個術語，即反饋抑制。反饋抑制是指代謝序列起始處的變構酶被該序列的最終產物抑制。實際上，在調節從頭合成嘌呤的總速率方面，有三種反饋機制，其中一種在本篇文章中被簡要提及。涉及 PRPP 轉化為 5-磷酸核糖胺的反應（透過轉移一個氨基）被該途徑的最終產物 IMP、AMP 和 GMP 抑制。第二種控制機制是過量的 GMP 抑制肌苷酸從肌苷合成。第三種機制是，GTP 被需要將 IMP 轉化為 AMP，而 ATP 被需要將 IMP 轉化為 GMP，這被認為是一種相互底物關係。反饋抑制被用作許多途徑中的調節工具，包括糖酵解、糖異生和三羧酸迴圈。文章中提到，被稱為 PRPP 的輔基在嘌呤補救途徑中發揮作用。在整個課程中，我們一直關注活性中間體的性質。這種輔基，PRPP，是一種活性中間體，因為它是磷酸基團和存在磷酸酐鍵，可以被裂解以產生能量。當谷氨醯胺提供的氨基附著到 PRPP 後，就會形成 5-磷酸核糖胺，嘌呤環建立在這個糖的結構之上。

文章 #3：短暫動態運動期間人骨骼肌中的補充過程

http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=1159539&blobtype=pdf

主要關注點：雖然在正常情況下，補充三羧酸迴圈中間體的補給反應和去除迴圈中間體的旁路反應相互抵消，從而調節三羧酸迴圈中間體 (TCAI) 的恆定濃度，但在哺乳動物骨骼肌收縮期間，情況似乎並非如此。在這種情況下，某些 TCAI 的濃度會增加。本文的主要目的是確定哪種機制在人類骨骼肌運動開始時 TCAI 增加中起著最大的作用，並且影響最大。可能的機制包括嘌呤核苷酸迴圈以及丙氨酸轉氨酶、丙酮酸羧化酶、穀氨酸脫氫酶、蘋果酸酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶催化的反應。膝伸肌運動模型被用於確定和比較代謝物的濃度。提出的負責收縮期間 TCAI 池大小淨增加的機制是嘌呤核苷酸迴圈，它包含三個反應。在整個迴圈中，GTP 被消耗，天冬氨酸被脫氨，並且生成 NH3 和富馬酸。當使用天冬氨酸的競爭性抑制劑哈西丁來阻斷大鼠後肢肌肉中的嘌呤核苷酸迴圈時，與未用該抑制劑處理的對照動物相比，蘋果酸和富馬酸的積累減少了 53%。儘管這看起來是強有力的證據，但由於兩個原因存在爭議。運動期間天冬氨酸濃度沒有可測量的變化，而天冬氨酸是重新啟用 IMP 和產生富馬酸所必需的，並且 NH3 的形成僅略有增加。這表明嘌呤核苷酸迴圈僅對 TCAI 池大小的增加做出了微不足道的貢獻。相反，丙氨酸轉氨酶反應可能是導致人類初始肌肉收縮時 TCAI 池大小增加的主要補給反應。

新術語：三羧酸 = 含有三個羧基的有機酸三羧酸迴圈 (TCA 迴圈) = 乙醯基殘基氧化為二氧化碳的酶促反應迴圈系統（也稱為檸檬酸迴圈或克雷布斯迴圈）羧化 = 在化合物中引入羧基脫羧 = 從化合物中去除羧基，通常用氫代替旁路反應 = 參與三羧酸迴圈 (TCA 迴圈) 中間體清除的反應（摘自 http://www.jbc.org/cgi/content/full/277/34/30409）補給反應 = 一系列補充三羧酸迴圈 (TCA 迴圈) 中代謝中間體池的酶促反應（摘自 http://www.jbc.org/cgi/content/full/277/34/30409）

聯絡：在我們對檸檬酸迴圈的研究中，我們瞭解到中間體被抽離出來作為生物合成前體。例如，?-酮戊二酸和草醯乙酸充當天冬氨酸和穀氨酸的前體，天冬氨酸和穀氨酸是氨基酸，並且透過這些氨基酸用於構建其他氨基酸和核苷酸。草醯乙酸可以在糖異生中轉化為葡萄糖，琥珀醯輔酶 A 在血紅素基團的卟啉環合成中發揮作用。檸檬酸也可以被抽離出來合成脂肪酸和固醇。當這些中間體被移除時，它們會被補給反應補充，以保持檸檬酸迴圈中間體濃度恆定。對檸檬酸迴圈正常運作至關重要的補給反應是丙酮酸羧化酶催化的丙酮酸羧化為草醯乙酸，因為檸檬酸迴圈需要草醯乙酸才能發揮作用。嘌呤核苷酸迴圈中天冬氨酸生成富馬酸也充當補給反應，以補充檸檬酸迴圈的中間體。

MetaCyc 途徑

從頭合成嘌呤核苷酸 I http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=DENOVOPURINE2-PWY

從頭合成嘌呤核苷酸 II http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=PWY-841

嘧啶核糖核苷酸從頭合成 http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=PWY0-162

嘧啶核糖核苷酸互變 http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=PWY-5687

嘧啶脫氧核糖核苷酸從頭合成 http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=PWY0-166

嘌呤和嘧啶核苷酸的補救途徑 http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=P1-PWY

嘧啶核糖核苷酸的補救途徑 http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=PWY0-163

嘧啶脫氧核糖核苷酸的補救途徑 http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=PWY0-181