第十章 核酸酶促降解和核苷酸代谢

1、第十章第十章 核酸的降解和核苷酸代谢核酸的降解和核苷酸代谢要求掌握：要求掌握：核酸的降解（尤其是酶促降解）。各种核酸降解的特点及主要产物。掌握核苷酸的生物合成（主要是嘌呤、嘧啶核糖核苷酸生物合成的原料）。 核酸酶核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶, ,按其作按其作用位置分为用位置分为: :一一. .核酸外切酶：核酸外切酶：作用于核酸链的末端（作用于核酸链的末端（3 3端或端或5 5端），端），逐个水解下核苷酸。逐个水解下核苷酸。 脱氧核糖核酸外切酶：只作用于脱氧核糖核酸外切酶：只作用于DNADNA 核糖核酸外切酶核糖核酸外切酶: :只作用于只作用于RNA

2、RNA二二. .核酸内切酶核酸内切酶: :从核酸分子内部切断从核酸分子内部切断3 3，5 5- -磷酸二酯磷酸二酯键。键。第一节第一节 核酸酶促降解核酸酶促降解DNA某些核酸外切酶对某些核酸外切酶对RNARNA、DNADNA均有作用：均有作用：牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶3 -核苷酸核苷酸蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶5 -核苷酸核苷酸核酸的酶促降解核酸的酶促降解1、核酸酶：作用于、核酸酶：作用于DNA和和RNA2、外切核酸酶：作用于核酸链的一端，逐个切下核苷酸，、外切核酸酶：作用于核酸链的一端，逐个切下核苷酸，属非特异的磷酸二酯酶属非特异的磷酸二酯酶3、内切核酸酶：特异水解多核苷酸内部各键，为

3、特异的磷、内切核酸酶：特异水解多核苷酸内部各键，为特异的磷酸二酯酶。酸二酯酶。4、脱氧核糖核酸酶：专一水解、脱氧核糖核酸酶：专一水解DNA内切酶。内切酶。5、限制性内切酶：高度专一、识别并水解外源双链、限制性内切酶：高度专一、识别并水解外源双链DNA的的内切核酸酶。内切核酸酶。l限制性内切酶：限制性内切酶：在细菌细胞内存在的一类能识别并水解在细菌细胞内存在的一类能识别并水解外源双链外源双链DNADNA的核酸内切酶，可用于特异切割的核酸内切酶，可用于特异切割DNA,DNA,常作为常作为工具酶。工具酶。第二节第二节 核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢一、嘌呤核苷酸的降解一、嘌呤核苷酸的降解一一部位：

4、主要在肝、小肠、肾部位：主要在肝、小肠、肾二二终产物：尿酸。终产物：尿酸。三三特点：嘌呤环不被打破，产物不易溶于水。特点：嘌呤环不被打破，产物不易溶于水。 腺嘌呤 鸟嘌呤 H2O H2O NH3 NH3 次黄嘌呤次黄嘌呤 黄嘌呤 H2O+O2 H2O2 H2O+O2 H2O2 尿囊素 尿酸 H2O CO2+H2O2 2H2O+O2 尿囊酸 尿素 + 乙醛酸 H2O 2H2O 4NH3 + 2CO2 （人类和灵长类动物、（人类和灵长类动物、爬虫、鸟类）爬虫、鸟类）（灵长类以外的哺乳动物）（灵长类以外的哺乳动物）（植物）（鱼类、两栖类）（鱼类、两栖类）（海洋无脊椎动物）（海洋无脊椎动物）腺嘌呤脱氨

5、酶鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶尿酸氧化酶尿囊素酶尿囊酸酶脲酶尿酸与痛风症的关系尿酸与痛风症的关系 血中尿酸含量升高时，尿酸盐晶体在组织中沉积，血中尿酸含量升高时，尿酸盐晶体在组织中沉积， 形成痛风症。形成痛风症。 受累组织器官：受累组织器官： 关节关节软骨软骨肾肾软组织软组织 病变：病变： 关节炎关节炎肾病肾病尿路结石尿路结石 病因：病因： 酶缺陷酶缺陷高嘌呤饮食高嘌呤饮食核酸大量分解核酸大量分解肾病肾病 治疗：治疗： 药物：别嘌呤醇药物：别嘌呤醇 治疗原发病治疗原发病 进食低核酸饮食进食低核酸饮食二、嘧啶核苷酸的降解二、嘧啶核苷酸的降解一一部位：主要在肝脏部位：主要在肝脏二二终产物：

6、终产物：C、U分解的终产物为：分解的终产物为：-丙氨丙氨 酸、酸、NH3、CO2 T分解的终产物为：分解的终产物为：-氨基异丁酸、氨基异丁酸、NH3、 CO2三三特点：嘧啶环被彻底打破，产物易溶于水特点：嘧啶环被彻底打破，产物易溶于水嘧啶核苷酸 嘧啶核苷 嘧啶碱 H2O Pi Pi 1-磷酸核糖核苷酸酶 核苷磷酸化酶嘧啶核苷酸的分解嘧啶的降解嘧啶的降解：这是一个还原降解过程。 胞嘧啶 尿嘧啶 二氢尿嘧啶 H2O NH3 NAD(P)H+H+ NAD(P)+ H2O -丙氨酸 -脲基丙酸 H2O 胸腺嘧啶 二氢胸腺嘧啶 NAD(P)H+H+ NAD(P)+ H2O -氨基异丁酸 -脲基异丁酸 H

7、2O 胞嘧啶脱氨酶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶脲基丙酸酶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶脲基丙酸酶NH3+CO2+NH3+CO2+（一）嘌呤核苷酸的全合成途径：（一）嘌呤核苷酸的全合成途径：又称从头合成途径（又称从头合成途径（de novo synthesisde novo synthesis）: : 不以现成的碱基为原料，而是以磷酸核糖不以现成的碱基为原料，而是以磷酸核糖氨基酸氨基酸一碳单位一碳单位COCO2 2等简单物质为原料，经过一系列酶促反等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的过程。应，合成嘌呤核苷酸的过程。（主要合成途径，肝组织（主要合成途径，肝组织进行此途径）进行此途径）第

8、三节第三节 核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成一、核苷酸的全合成一、核苷酸的全合成 3、合成部位：肝（主要）、小肠粘膜、胸腺的、合成部位：肝（主要）、小肠粘膜、胸腺的 胞液中。胞液中。 1、概念、概念机体利用机体利用AA、CO2、一碳基团及、一碳基团及 R-5-P等小分子物质合成嘌呤核苷酸的过程。等小分子物质合成嘌呤核苷酸的过程。 2、原料：、原料：Gly、Gln、Asp、CO2、一碳基团、一碳基团、 R-5-P大致过程：大致过程： 1首先合成首先合成IMP：十一步反应：十一步反应 5-磷酸核糖 次黄嘌呤核苷酸（IMP） 2IMP转为转为AMP和和GMP IMP AMPGMP合成合成IMP：十一

9、步反应：十一步反应IMP转为转为AMP和和GMP特点：特点： 1在在R-5-P分子上逐步合成嘌呤核苷酸，分子上逐步合成嘌呤核苷酸， 而不是先单独合成嘌呤环再和而不是先单独合成嘌呤环再和R-5-P 结合。结合。 2先合成先合成IMP再转化生成再转化生成AMP、GMP。1、从头合成途径、从头合成途径 (1)概念：机体利用概念：机体利用AA、CO2、R-5-P等小分等小分 子物质合成嘧啶核苷酸的过程。子物质合成嘧啶核苷酸的过程。 (2)原料：原料：Gln、CO2、Asp、R-5-P（合成（合成 dTMP尚需一碳单位）尚需一碳单位） (3)合成部位：肝为主，胞液。合成部位：肝为主，胞液。（二）（二）

10、嘧啶核苷酸的全合成嘧啶核苷酸的全合成（4）大致大致过程：过程： （5）合成特点：）合成特点： 1先合成嘧啶环，后与先合成嘧啶环，后与R-5-P结合。结合。 2先合成先合成UMP、再转化生成、再转化生成CTP、dTMP等等 二二补救合成补救合成 利用嘧啶、嘧啶核苷合成嘧啶核苷酸的利用嘧啶、嘧啶核苷合成嘧啶核苷酸的过程。过程。一一嘌呤核苷酸的补救合成嘌呤核苷酸的补救合成 1、定义、定义某些组织器官利用游离的碱基某些组织器官利用游离的碱基 或核苷为原料合成核苷酸的途径。或核苷为原料合成核苷酸的途径。 2、简单过程：、简单过程： 腺嘌呤 + PRPP AMP + PPiAPRT次黄嘌呤+PRPP IMP+PPiHGPRT鸟嘌呤+PRPP GMP+PPiHGPRT腺苷 激 酶腺嘌呤核苷 AMPATPADP二、核苷酸的半合成二、核苷酸的半合成（二）（二） 嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶核苷酸的补救合成 嘧啶(UT)PRPP 磷酸嘧啶核苷 PPi 尿嘧啶 1-磷酸核糖 尿嘧啶核苷 Pi 尿嘧啶核苷 ATP UMP ADP 脱氧胸苷