核酸降解与核苷酸代谢

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1、第六章核酸降解与核苷酸代谢一．核酸酶促降解二．核苷酸的分解代谢三．核苷酸的生物合成一、核酸降解在胃中核蛋白酸水解为核酸和蛋白质，核酸在小肠被胰核酸酶（包括DNase、RNase）降解为嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸和寡核苷酸。磷酸二酯酶协同胰核酸酶进行消化，水解为单核苷酸。肠黏膜细胞中还有核苷酸酶(磷酸单酯酶)，水解核苷酸为核苷和Pi。脾、肝等组织中的核苷酶进一步水解核苷为戊糖和碱基。核酸核苷酸磷酸核苷戊糖碱基（嘌呤碱，嘧啶碱）核酸酶核苷酸酶核苷酶核酸酶(Nuclease)核酸酶是作用于核酸磷酸二酯键的水解酶，包括核糖核酸酶(RNase

2、)和脱氧核糖核酸酶(DNase)，其中能水解核酸分子内磷酸二酯键的酶又称为核酸内切酶(endonuclease)，从核酸的一端逐个水解下核苷酸的酶称为核酸外切酶(exonuclease)。核酸酶(Nuclease)RNA:RNase(酶稳定、耐高温)DNA:DNase(种类多、工具酶)核酸内切酶磷酸二酯酶核酸外切酶磷酸单酯酶非特异性特异性作用类别：二、核苷酸的分解代谢磷酸单酯酶或核苷酸酶可催化核苷酸的水解，而特异性强的磷酸单酯酶只能水解3’-核苷酸或5’-核苷酸。催化核苷水解的酶有两类，即核苷磷酸化酶和核苷水解酶（核苷磷酸化酶）

3、核苷+Pi嘌呤或嘧啶+戊糖-1-P（核苷水解酶）核苷+H2O嘌呤或嘧啶+戊糖核苷磷酸化酶存在广泛，反应可逆核苷磷酸化酶主要存在于植物和微生物，只对核糖核苷起作用，对脱氧核糖核苷无作用。核苷酸分解1.嘌呤碱的分解次黄嘌呤黄嘌呤尿酸（醇式）GNH3尿素NH3+CO2（微生物）嘌呤核苷酸三级水平的降解嘌呤核苷酸分解的三级脱氨嘌呤分解中的脱氨作用嘌呤碱的分解首先是水解脱氨，脱氨作用也可以在核苷或核苷酸的水平上进行。动物组织腺嘌呤脱氨酶含量极少，而腺嘌呤核苷脱氨酶及腺嘌呤核苷酸脱氨酶的活性较高，因此腺嘌呤的脱氨分解主要在核苷或核苷酸水平

4、上进行。鸟嘌呤脱氨酶分布广，脱氨分解主要在该酶的作用下进行。嘌呤的分解尿酸生成正常人血浆中尿酸含量为20-60mg/L，超过80mg/L时，尿酸盐晶体会沉积在关节、软组织、软骨、肾等部位，导致关节炎、尿路结石以及肾脏疾病，即“痛风症”。摄取大量嘌呤食物或尿酸排泄障碍时易患痛风症。临床上用“别嘌呤醇”治疗痛风症，机理：别嘌呤醇的结构与次黄嘌呤相似，是黄嘌呤氧化酶的竞争性抑制剂。嘧啶碱的分解不同生物嘧啶碱的分解过程也不一样，一般情况下含氨基的嘧啶要先水解脱去氨基，脱氨基也可以在核苷或核苷酸水平上进行。2.嘧啶碱的分解-NH2二氢尿嘧

5、啶β－脲基丙酸β－丙氨酸H2OH2O（开环）嘧啶还原途径的分解-CH3嘧啶分解其中二氧化碳经呼吸道排出体外，氨在肝脏合成尿素经肾脏排出，β-丙氨酸经转氨、氧化以及脱羧作用生成乙酰CoA进入TCA循环。一部分β-氨基异丁酸经肾脏排出，另一部分经转氨、氧化等作用生成琥珀酰CoA进入TCA循环.三、核苷酸生物合成基本途径从头合成半合成（补救合成）（CO2/NH3/AA/戊糖）核苷酸dNTP分解的现成嘌呤、嘧啶核苷酸合成的两条途径补救途径从头合成核苷碱基脱氧核苷核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸脱氧核苷酸DNA辅酶RNA嘌呤环元素的

6、来源（一）嘌呤核苷酸的生物合成N5,N10-次甲基四氢叶酸磷酸核糖基焦磷酸（PRPP）嘌呤核苷酸的全程合成总图由IMP合成AMP和GMP嘌呤核苷酸的补救途径SalvageSynthesisofPu-Nt利用现成的腺嘌呤、次黄嘌呤和鸟嘌呤通过磷酸核糖基转移酶实现AMP、IMP、GMP的补救合成。人体细胞大多为全程合成，但脑中多通过补救途径合成。嘌呤核苷酸的补救合成腺嘌呤+PRPPAMP+PPi次黄嘌呤+PRPPIMP+PPi鸟嘌呤+PRPPGMP+PPi磷酸核糖基转移酶催化嘌呤核苷酸的补救合成（二）嘧啶核苷酸的生物合成嘧啶环元素

7、的来源氨甲酰磷酸天冬氨酸氨甲酰磷酸合成氨甲酰Asp乳清酸的合成氨甲酰Asp二氢乳清酸乳清酸乳清酸合成UMP乳清酸乳清苷酸嘧啶核苷酸的全程合成：由乳清酸合成UMPp397UTP合成CTPCTP合成酶嘧啶核苷酸的补救合成UMP磷酸核糖基转移酶尿嘧啶+PRPP——UMP+PPi尿嘧啶磷酸化酶尿嘧啶+1-P-R——尿嘧啶核苷+Pi尿苷激酶尿嘧啶核苷+ATP——UMP+ADP胞嘧啶不能与PRPP作用。但尿苷激酶胞嘧啶核苷＋ATPCMP+ADP（三）磷酸核苷酸的合成1.AMP生成ATPAMP激酶AMP+ATP——2ADPglycol

8、yticenzymesoroxidativephosphorylationADP——ATP2.ATP通过核苷单磷酸激酶生成其他NDPATP+NMP——ADP+NDP3.NTP的生成核苷二磷酸激酶XTP+NDPXDP+NTP（四）脱氧核糖核苷酸的合成以核糖核苷