第21章核酸的降解和核苷酸代谢.doc

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1、核酸的降解和核苷酸代谢核酸的生物功能DNA、RNA核苷酸的生物功能①合成核酸②是多种生物合成的活性中间物糖原合成，UDP-Glc。磷脂合成，CDP-乙醇胺，CDP-二脂酰甘油。③生物能量的载体ATP、GTP④腺苷酸是三种重要辅酶的组分NAD、FAD、CoA⑤信号分子cAMP、cGMP食物中的核酸，经肠道酶系降解成各种核苷酸，再在相关酶作用下，分解产生嘌呤、嘧啶、核糖、脱氧核糖和磷酸，然后被吸收。吸收到体内的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部分可再利用，合成核苷酸。人和动物所需的核酸无须直接依赖于食物，只要食物中有足够的磷酸盐，、糖和蛋白质，核酸

2、就能在体内正常合成。核酸的分解代谢：核酸核酸酶核苷酸核苷酸酶核苷+磷酸核苷磷酸化酶碱基+戊糖-1-磷酸第一节核酸和核苷酸的分解代谢一、核酸的酶促降解核酸是核苷酸以3’、5’-磷酸二酯键连成的高聚物，核酸分解代谢的第一步就是分解为核苷酸，作用于磷酸二酯键的酶称核酸酶（实质是磷酸二脂酶）。根据对底物的专一性可分为：核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、非特异性核酸酶。根据酶的作用方式分：内切酶、外切酶。1、核糖核酸酶只水解RNA磷酸二酯键的酶（RNase），不同的RNase专一性不同。牛胰核糖核酸酶（RNaseI），作用位点是嘧啶核苷-3’-磷酸与其它核

3、苷酸间的连接键。核糖核酸酶T1（RNaseT1），作用位点是3’-鸟苷酸与其它核苷酸的5’-OH间的键。2、脱氧核糖核酸酶只能水解DNA磷酸二酯键的酶。DNase牛胰脱氧核糖核酸酶（DNaseI）可切割双链和单链DNA。产物是以5’-磷酸为末端的寡核苷酸。牛胰脱氧核糖核酸酶（DNaseⅠ），降解产物为3’-磷酸为末端的寡核苷酸。限制性核酸内切酶：细菌体内能识别并水解外源双源DNA的核酸内切酶，产生3ˊ-OH和5ˊ-P。图PstⅠ切割后，形成3ˊ-OH单链粘性末端。EcoRⅠ切割后，形成5ˊ-P单链粘性末端。1、非特异性核酸酶既可水解RNA，

4、又可水解DNA磷酸二酯键的核酸酶。小球菌核酸酶是内切酶，可作用于RNA或变性的DNA，产生3’-核苷酸或寡核苷酸。蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二脂酶属于外切酶。蛇毒磷酸二酯酶能从RNA或DNA链的游离的3’-OH逐个水解，生成5’-核苷酸。牛脾磷酸二脂酶从游离的5’-OH开始逐个水解，生成3’核苷酸。二、核苷酸的降解1、核苷酸酶（磷酸单脂酶）水解核苷酸，产生核苷和磷酸。非特异性磷酸单酯酶：不论磷酸基在戊糖的2’、3’、5’，都能水解下来。特异性磷酸单酯酶：只能水解3’核苷酸或5’核苷酸（3’核苷酸酶、5’核苷酸酶）2、核苷酶两种：①核苷磷酸化酶

5、：广泛存在，反应可逆。核苷+磷酸核苷磷酸化酶碱基+戊糖-1-磷酸②核苷水解酶：主要存在于植物、微生物中，只水解核糖核苷，不可逆核糖核苷+H2O核苷水解酶碱基+核糖三、嘌呤碱的分解P301图18-2嘌呤碱的分解首先在各种脱氨酶的作用下水解脱氨，脱氨反应可发生在嘌呤碱、核苷及核苷酸水平上。P299反应式不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，因此，终产物也不同。排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类排尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类排尿囊酸动物：硬骨鱼类排尿素动物：大多数鱼类、两栖类某些低等动物能将尿素进一步分解成NH3和CO2排出

6、。植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产物（尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）。微生物分解嘌呤类物质，生成NH3、CO2及有机酸（甲酸、乙酸、乳酸、等）。一、嘧啶碱的分解P302图18-3嘧啶碱的分解人和某些动物体内脱氨基过程有的发生在核苷或核苷酸上。脱下的NH3可进一步转化成尿素排出。第二节嘌呤核苷酸的合成一、从头合成由5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸（5’-PRPP）开始，先合成次黄嘌呤核苷酸，然后由次黄嘌呤核苷酸（IMP）转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。嘌呤环合成的前体：CO2、甲酸盐、Gln、Asp、GlyP303图18-4嘌呤环的

7、元素来源及掺入顺序A.Gln提供-NH2：N9B.Gly：C4、C5、N7C.5.10-甲川FHFA：C8D.Gln提供-NH2：N3闭环ECO2：C6F.Asp提供-NH2：N1G10-甲酰THFA：C21、次黄嘌呤核苷酸的合成（IMP）P306图18-55-磷酸核糖+ATP磷酸核糖焦磷酸激酶5`-PRPP+AMP（1）、磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶（转氨）5-磷酸核糖焦磷酸+Gln→5-磷酸核糖胺+Glu+ppi使原来α-构型的核糖转化成β构型（2）、甘氨酰胺核苷酸合成酶5-磷酸核糖胺+Gly+ATP→甘氨酰胺核苷酸+ADP+Pi（3）、甘氨

8、酰胺核苷酸转甲酰基酶甘氨酰胺核苷酸+N5N10-甲川FH4+H2O→甲酰甘氨酰胺核苷酸+FH4甲川基可由甲酸或氨基酸供给。（4）、甲酰甘氨脒核苷酸合成酶甲酰甘氨酰胺核苷酸+Gln