核酸的降解和核苷酸代谢学案

1、核酸的降解和核苷酸代谢学案核苷酸的生理生化作用 RNA合成：ATP，GTP，CTP，UTPDNA合成：dATP，dGTP，dCTP，dTTP合成核酸的原料： 能量的贮存和供应形式：ATP，GTP，UTP，CTP等 参与代谢或生理活动的调节cAMP、cGMP：激素第二信使 参与构成酶的辅酶或辅基NAD+，NADP+，FAD，FMN，CoA 代谢中间物的载体CDP：胆碱，胆胺，甘油二酯腺苷：蛋氨酸（SAM）7/25/20222核苷酸对免疫系统的促进作用 提高人和动物对细菌、真菌感染的抵抗力、增加抗体产 生，增强细胞免疫能力，刺激淋巴细胞增生作用等 饮食核苷酸对婴儿免疫系统的发育有明显的促进作用 核

2、苷酸对维持胃肠道正常功能的作用： 1）外源核苷酸能够加速肠细胞的分化、生长与修复，促进 小肠的成熟 2）外源核苷酸可改变肠道微生物的生长及类型 7/25/20223 刺激双歧杆菌生长，双歧杆菌能将糖转变为乳酸，降低肠 道pH，抑制其它有害菌的生长，减少婴儿腹泻的发生 婴儿：人奶、添加核苷酸的代乳品 粪便双歧杆菌 大肠杆菌 仅食用代乳品，比例相反 保护肠道、促进肠受伤后的恢复：保护细胞免受自由基的攻击，降低小肠炎症发生混合核苷酸：显著提高小肠绒毛高度，肠腺深及肠壁厚， 更有助于肠道受伤后的恢复 7/25/20224抗氧化作用碱基的氮氧原子：捕获氧化过程中形成的自由基减少脂质过氧化引起的细胞膜、D

3、NA的损伤核苷酸及衍生物均可作为抗氧化剂，具有VC样作用尿酸（嘌呤的代谢产物）清除自由基、抗氧化作用最强核苷酸：多不饱和脂肪合成的重要调节物 7/25/20225一、核酸和核苷酸的分解代谢 食物核蛋白蛋白质核酸（RNA及DNA）胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、肠核苷酸酶（磷酸二酯酶）碱基（嘌呤、嘧啶）戊糖-1-磷酸核苷磷酸化酶（磷酸单酯酶）7/25/20226核酸水解DNA 稳定，耐酸碱RNA 易水解：碱水解酶促水解 降解方式7/25/20227（一）核酸的解聚作用 核酸内切酶（endonuclease）水解核酸分子内磷酸二酯键的酶核酸外切酶（exonuclease）从核酸链的一端逐个水解下核苷

4、酸的酶限制性核酸内切酶（细菌）识别并水解外源双链DNA的核酸内切酶工具酶7/25/20228根据对底物的 专一性核糖核酸酶(RNase)脱氧核糖核酸酶(DNase)非特异性核酸酶根据切割位点核酸内切酶核酸外切酶7/25/20229核酸酶作用特点7/25/2022107/25/202211Eco R I序号属名种名株名Eco R I，大肠杆菌（Ecoli）R菌珠分离的限制性内切酶 分析染色体结构、制作DNA限制图谱、进行DNA序列测定和基因分离、基因体外重组等研究中不可缺少的工具，是一把天赐的神刀，用来解剖纤细的DNA分子。7/25/202212（二）核苷酸的降解7/25/202213（三）嘌呤

5、碱的降解嘌呤碱的最终代谢产物7/25/202214次黄嘌呤尿素NH3 + CO2GRNH2（微生物） 黄嘌呤 尿酸尿囊素鸟类7/25/202215（四）嘧啶碱的降解7/25/202216CO2 + NH3-丙氨酸-氨基异丁酸丙二酸单酰CoA乙酰CoATCA肝尿素甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoATCA糖异生7/25/202217二、核苷酸的生物合成 （一）嘌呤核糖核苷酸的合成从头合成途径（de novo synthesis pathway）补救合成途径（salvage synthesis pathway）7/25/2022181、从头合成途径 利用磷酸核糖、AA、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原

6、料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径合成部位：胞浆主要器官：肝脏；其次，小肠和胸腺 脑和骨髓不能合成7/25/2022197/25/2022201. IMP的合成2. AMP、GMP的生成7/25/202221R-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（5-磷酸核糖-1-焦磷酸）PRPP在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下IMP AMP GMPH2N-1-R-5-P（5-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶7/25/2022227/25/202223IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键AMP或GMP的合成又需1个ATP特点嘌呤核

7、苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成7/25/2022242、补救合成途径 从头合成途径由于某种原因受阻，利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程意义：经济 代谢再利用，减少代谢物阻遏和积累7/25/202225参与补救合成的酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶 APRTadenine phosphoribosyl transferase次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 HGPRThypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase腺苷激酶（adenosine kinase）7/25/2022267/25/202227合成过程腺嘌呤 + PRPP

8、AMP + PPiAPRT次黄嘌呤 + PRPPIMP + PPiHGPRT鸟嘌呤 + PRPPHGPRTGMP + PPi腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP7/25/202228临床抗癌药物的作用机理 嘌呤类似物（6-巯基嘌呤）： 抑制AMP、GMP的生成 谷胺酰胺类似物（氮杂丝氨酸）： 抑制IMP的合成中有谷胺酰胺参与的反应 叶酸类似物（氨基蝶呤、氨甲喋呤）： 抑制IMP合成中有四氢叶酸参与的反应7/25/202229（二）嘧啶核糖核苷酸的合成1、从头合成定义 利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径合成部位主要是肝细胞胞液7/2

9、5/202230元素来源7/25/2022317/25/2022327/25/202233合成过程1） 尿嘧啶核苷酸谷氨酰胺 + HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸 + 氨甲酰磷酸7/25/2022347/25/2022352）胞嘧啶核苷酸ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶谷氨酰胺ATP谷氨酸ADP+Pi7/25/2022363）dTMP或TMP的生成TMP合酶N5, N10-甲烯FH4FH2FH2还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸dTMPUDP脱氧核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP7/25

10、/2022372、补救合成利用体内已有的嘧啶或嘧啶核苷合成嘧啶核苷酸意义：代谢再利用，减少代谢物阻遏和积累7/25/202238嘧啶 + PRPP磷酸嘧啶核苷 + PPi嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷 + ATP尿苷激酶UMP +ADP胸腺嘧啶核苷 + ATP胸苷激酶TMP +ADP7/25/2022393、嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶类似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)改变核糖结构的核苷类似物7/25/202240抗代谢药物：嘧啶核苷酸的类似物对酶的竞争性抑制，干扰、抑制嘧啶核苷酸的合成抑制嘧啶核苷酸合成主要的抗代谢药物5-氟尿嘧啶（5-FU）体内转变为F-dUMP，与dUMP结构相似竞争

11、性抑制胸苷酸合成酶的活性抑制胸苷酸的合成7/25/2022415氟尿嘧啶氨甲蝶呤7/25/202242UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮杂丝氨酸阿糖胞苷氨甲碟呤氮杂丝氨酸7/25/2022437/25/202244（三）脱氧核糖核苷酸的合成1、脱氧核苷酸的脱氧核糖残基的形成 还原：核苷二磷酸（NDP）水平还原，相应核苷酸，核糖脱氧脱氧核苷酸7/25/2022457/25/2022467/25/202247DNA的特殊核苷酸 3、补救途径 胸腺嘧啶 脱氧胸苷（dT） dTMP 2、脱氧胸苷酸（dTMP）的生物合成7/25/2022487/25/202249（四） 核苷三磷酸的合成ATP存在，特异性激酶催化，核苷三磷酸dTMP，一系列激酶催化，转变为dTTP（dTMPdTDPdTTP）每一步骤为一单独激酶所催化。 （五）辅酶核苷酸的生物合成3种辅酶核苷酸（自学，401页）烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD和NA