从头合成（denovo synthesis）：生物体内用简单的 前体 物质合成 生物分子 的途径。
合成途径
体内 核苷酸 的合成有两条途径：①利用磷酸 核糖 、氨基酸、一碳单位及 等简单物质为原料合成核 酸的过程，称为从头合成途径(denovo synthesis)，是体内的主要合成途径。②利用体内游离 碱基 或 核苷 ，经简单反应过程生成核苷酸的过程，称重新利用(或补救合成)途径(salvage pathway)。在部分组织如脑、骨髓中只能通过此途径合成核苷酸。 嘌呤核苷酸 的主要补救合成途径是 嘌呤碱 与 在磷酸核糖转移酶作用下形成嘌呤核苷酸。
合成过程
嘌呤 核苷酸的从头合成
早在1948年，Buchanan等采用 同位素 标记不同化合物喂养鸽子，并测定排出的尿酸中标记原子的位置的同位素示踪技术，证实合成 嘌呤 的前身物为：氨基酸( 甘氨酸 、 天门冬氨酸 （ 天冬氨酸 ）、和谷氨 胺)、 和一碳单位 。
随后，由Buchanan和Greenberg等进一步搞清了 嘌呤核苷酸 的合成过程。出人意料的是，体内嘌呤核苷酸的合成并非先合成 嘌呤碱基 ，然后再与 核糖 及磷酸结合，而是在磷酸核糖的基础上逐步合成嘌呤核苷酸。嘌呤 核苷酸 的从头合成主要在胞液中进行，可分为两个阶段：首先合成 次黄嘌呤 核苷酸(inosine monophosphate IMP )；然后通过不同途径分别生成 。下面分步介绍 嘌呤核苷酸 的合成过程。
IMP的合成
1.IMP的合成：IMP的合成包括11步反应：
(1)5－磷酸 核糖 的活化： 嘌呤核苷酸 合成的起始物为 ，是 戊糖磷酸途径 代谢产物。嘌呤核苷酸生物合成的第一步是由 磷酸戊糖焦磷酸激酶 ( 核糖 磷酸盐 pyrophosphohinase) 催化 ，与 atp 反应生成 。此反应中ATP的 焦磷酸 根直接转移到5-磷酸核糖C1位上。 PRPP 同时也是 核苷酸及 组氨酸 、 色氨酸 合成的 前体 。因此，磷酸戊糖焦磷酸激酶是多种生物合成过程的重要酶，此酶为一变构酶，受多种代谢产物的变构调节。如PPi和2， 为其变构 激活剂 。 ADP 和GDP为变构 抑制剂 。
(2)获得 嘌呤 的N9原子：由磷酸 核糖 酰胺 转移酶(amidophosphoribosyl transterase) 催化 ，谷氨酰胺提供酰胺基取代 PRPP 的 焦磷酸 基团，形成 。此步反应由焦磷酸的 水解 供能，是嘌呤合成的限速步骤。 酰胺 转移酶为限速酶，受 嘌呤核苷酸 的反馈抑制。
(3)获得嘌呤 原子：由 甘氨酰胺核苷酸 合成酶(glycinamide ribotide synthetase)催化 甘氨酸 与PRA缩合，生成甘氨酰胺核苷酸(glycinamide ribotide,GAR)。由 atp 水解供能。此步反应为可逆反应，是合成过程中唯一可同时获得多个原子的反应。
(4)获得 嘌呤 原子：GAR的自由α- 氨基甲酰 化生成甲酰甘氨酰胺核苷酸(formylgly?cinamide ribotide FGAR)。由 。 催化 此反应的酶为GAR甲酰转移酶(GAR transtormylase)。
(5)获得嘌呤的 原子：第二个谷氨 酰胺 的酰胺基转移到正在生成的嘌呤环上，生成 甲酰甘氨 核苷酸 (formylglycinamidine ribotide,FGAM)。此反应为耗能反应，由 atp 水解 生成 供能。
(6) 嘌呤 咪唑 环的形成：FGAM经过耗能的分子内重排， 环化 生成
(7)获得嘌呤 ，由AIR羧化酶(AIR carboxylase) 催化 生成 羧基 氨基 咪唑 核苷酸 (carboxyamino imidazole ribotide,CAIR)。
(8)获得N1原子：由 天门冬氨酸 与AIR缩合反应， 。此反应与(3)步相似，由 atp 水解 供能。
(9)去除 反丁烯二酸 ：SACAIR在SACAIR 甲酰 转移酶 催化 下脱去延胡索酸生 。(8)、(9)两步反应与 尿素 循环中 精氨酸 生成 鸟氨酸 的反应相似。
(10)获得 ： 嘌呤 环的最后一个C原子由 提供，由AICAR甲酰转移酶催化AICAR甲酰化生成 ,FAICAR)。
(11) 环化 生成 IMP ：FAICAR脱水环化生成 IMP。与反应(6)相反，此环化反应无需 atp 供能。
由IMP生成AMP和GMP
2.由IMP生成AMP和GMP
上述反应生成的IMP并不堆积在细胞内，而是迅速转变为AMP和GMP。 AMP 与 IMP 的差别仅是6位 酮基 被 氨基 取代。此反应由两步反应完成。(1) 天门冬氨酸 的氨基与IMP相连生成 腺苷酸代琥珀酸 (adenylosuccinate)，由腺苷酸代琥珀酸合成酶催化， GTP 水解 供能。(2)在腺苷酸代琥珀酸裂解酶作用下脱去 反丁烯二酸 生成AMP。
GMP的生成也由二步反应完成。(1)IMP由IMP脱氢酶 催化 ，以NAD+为受氢体，氧化生成 黄嘌呤 核苷酸 (xanthosine monophosphate,XMP)。(2)谷氨 酰胺 提供酰胺基取代XMP中C2上的氧生成GMP，此反应由GMP合成酶催化，由 atp 水解供能。
一磷酸核苷磷酸化
3.一磷酸核苷磷酸化生成 二磷酸核苷 和三磷核苷。
要参与 核酸 的合成。一磷酸核苷必须先转变为二磷酸核苷再进一步转变为 核苷三磷酸 。二磷酸核苷由 碱基 特异的核苷一磷酸激酶(nucleoside monophosphate kinase) 催化 ，由相应一磷酸核苷生成。例如腺苷激酶催化 AMP 磷酸化生成 ADP
二磷酸核苷激酶对底物的碱基及 戊糖 ( 核糖 或 脱氧核糖 )均无特异性。此酶催化反应系通过“乒乓反应”，即底物 NTP 使酶分子的组氨酶残基磷酸化，进而催化底物NDP的磷酸化。反应 ，为可逆反应。
从头合成的调节
4. 嘌呤核苷酸 从头合成的调节
从头合成是体内合成嘌呤核苷酸的主要途径。但此过程要消耗氨基酸及 atp 。机体对合成速度有着精细的调节。在大多数 细胞 中，分别调节 IMP ，ATP和 GTP 的合成，不仅调节嘌呤核苷酸的总量，而且使ATP和GTP的水平保持相对平衡。
IMP途径的调节主要在合成的前二步反应，即 催化 PRPP 和PRA的生成。 核糖磷酸焦磷酸激酶 受 ADP 和GDP的反馈抑制。磷酸 核糖 酰胺 转移酶受到ATP、ADP、 AMP 及GTP、GDP、GMP的反馈抑制。 ATP 、ADP和AMP结合酶的一个抑制位点，而GTP、GDP和GMP结合另一抑制位点。因此，IMP的生成 速率 受腺嘌呤和 鸟嘌呤核苷酸 的独立和协同调节。此外，PRPP可变构激活磷酸 核糖 酰胺 转移酶。
第二水平的调节作用于IMP向AMP和GMP转变过程。GMP反馈抑制IMP向XMP转变，AMP则反馈抑制IMP转变为 腺苷酸代琥珀酸 ，从而防正生成过多AMP和GMP。此外，腺嘌呤和鸟嘌呤的合成是平衡。 GTP 加速 IMP 向 AMP 转变，而 atp 则可促进 GMP 的生成，这样使腺嘌呤和鸟嘌呤核苷酸的水平保持相对平衡，以满足 核酸 合成的需要。