核酸降解與核甘酸代謝學習要求◆熟悉核酸酶的類別和特點;◆了解嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸從頭合成的過程以及最初產(chǎn)物;◆了解核苷酸補救合成途徑的重要意義;◆了解核苷酸降解的過程和終產(chǎn)物，尿酸堆積引起的疾病和治療方法。

核酸的酶促降解和核苷酸代謝第一節(jié)核酸的酶促降解第三節(jié)核苷酸的合成代謝第二節(jié)核苷酸的分解代謝第一節(jié)核酸的酶促降解核酸酶（磷酸二酯酶）核苷酸酶（磷酸單酯酶）核苷磷酸化酶核酸核苷酸核苷磷酸嘌呤或嘧啶戊糖-1-磷酸

一、核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶稱為核酸酶；二、限制性內(nèi)切酶：在細菌細胞內(nèi)存在的一類能識別并水解外源雙鏈DNA的核酸內(nèi)切酶，可用于特異切割DNA,常作為工具酶。一、核酸酶

1、核酸酶的分類（1）根據(jù)對底物的專一性分為（2）根據(jù)切割位點分為核糖核酸酶(RNase)脫氧核糖核酸酶(DNase)非特異性核酸酶核酸內(nèi)切酶核酸外切酶2、核酸酶的作用特點核酸外切酶：作用于核酸鏈的末端（3端或5端），逐個水解下核苷酸；脫氧核糖核酸外切酶：只作用于DNA

核糖核酸外切酶:只作用于RNA；核酸內(nèi)切酶:從核酸分子內(nèi)部切斷3,5-磷酸二酯鍵。外切核酸酶對核酸的水解位點5′

p

p

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pOHA

p

p

p

p3′CGTATGC牛脾磷酸二酯酶（5′端外切）蛇毒磷酸二酯酶（3′端外切）2、核酸酶的作用特點內(nèi)切核酸酶對RNA的水解位點示意圖5′

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p

pOHPyPuPyPy1′

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p

pGACU

p

p

pGA3′RNAaseIRNAaseT1Pu：嘌呤Py：嘧啶牛胰核糖核酸酶I(RNaseI)核糖核酸酶T1（RNaseT1）二、限制性內(nèi)切酶1．常用的DNA限制性內(nèi)切酶２．限制性內(nèi)切酶的命名和意義EcoRI序號屬名種名株名例：EcoRI，這是從大腸桿菌（Ecoli）R菌珠中分離出的一種限制性內(nèi)切酶

限制性內(nèi)切酶是分析染色體結(jié)構(gòu)、制作DNA限制圖譜、進行DNA序列測定和基因分離、基因體外重組等研究中不可缺少的工具，是一把天賜的神刀，用來解剖纖細的DNA分子。第二節(jié)核苷酸的分解代謝

一、核苷酸的降解核苷酸+H2O核苷+Pi

核苷+H2O嘌呤（或嘧啶）+戊糖

（核苷水解酶主要存在于植物和微生物體內(nèi)，并且只能對核糖核苷起作用，對脫氧核糖核苷不起作用。）

核苷+H3PO4

嘌呤（或嘧啶）+1-磷酸戊糖

（核苷磷酸化酶存在廣泛）核苷酸酶核苷水解酶核苷磷酸化酶二、嘌呤的降解：這是一個氧化降解過程，不同生物降解的產(chǎn)物不同(肝、小腸和腎)。

腺嘌呤

鳥嘌呤

H2O

H2O

NH3

NH3

次黃嘌呤

黃嘌呤

H2O+O2H2O2H2O+O2

H2O2

尿囊素

尿酸

H2OCO2+H2O22H2O+O2

尿囊酸

尿素+乙醛酸

H2O2H2O

4NH3+2CO2

（人類和靈長類動物、爬蟲、鳥類）（靈長類以外的哺乳動物）（植物）（魚類、兩棲類）（海洋無脊椎動物）腺嘌呤脫氨酶鳥嘌呤脫氨酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶尿酸氧化酶尿囊素酶尿囊酸酶脲酶(硬骨魚)脫氨氧化水解痛風癥的治療機制鳥嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤尿酸黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇三、嘧啶的降解：

胞嘧啶

尿嘧啶

二氫尿嘧啶

H2ONH3NAD(P)H+H+NAD(P)+H2O

β-丙氨酸

β-脲基丙酸

H2O

胸腺嘧啶

二氫胸腺嘧啶

NAD(P)H+H+NAD(P)+H2O

β-氨基異丁酸β-脲基異丁酸

H2O

胞嘧啶脫氨酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫嘧啶酶脲基丙酸酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫嘧啶酶脲基丙酸酶NH3+CO2+NH3+CO2+NADPH+H+--------哺乳動物NADH+H+----------細菌脫氨還原水解第三節(jié)核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸的生物合成

從頭合成途徑

補救途徑二、嘧啶核苷酸的生物合成

從頭合成途徑

補救合成途徑三、脫氧核苷酸的合成從頭合成途徑補救合成途徑一、嘌呤核苷酸的生物合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列復(fù)雜的酶促反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的途徑。

肝是體內(nèi)從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小腸和胸腺，而腦、骨髓則無法進行此合成途徑。（一）嘌呤核苷酸的從頭合成定義合成部位嘌呤堿合成的元素來源CO2天冬氨酸甲?；ㄒ惶紗挝唬└拾彼峒柞；ㄒ惶紗挝唬┕劝滨０罚０坊┻^程1.IMP的合成2.AMP和GMP的生成R-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步參與下IMPAMPGMPH2N-1-R-5′-P（5′-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺轉(zhuǎn)移酶拮抗物:重氮絲氨酸1.IMP的合成過程①磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶②GAR合成酶③轉(zhuǎn)甲?；涪蹻GAM合成酶⑤AIR合成酶IMP生成總反應(yīng)過程葉酸拮抗物:氨基蝶呤,氨甲蝶呤2、AMP和GMP的生成①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脫氫酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶嘌呤核苷酸從頭合成特點?

嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。?IMP的合成需5個ATP，6個高能磷酸鍵。

AMP或GMP的合成又需1個ATP。

利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡單的反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的過程，稱為補救合成（或重新利用）途徑。（二）嘌呤核苷酸的補救合成途徑定義腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)參與補救合成的酶腺嘌呤

+

PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤

+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥嘌呤

+

PRPPHGPRTGMP+PPi合成過程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP補救合成的生理意義補救合成節(jié)省從頭合成時的能量和一些氨基酸的消耗。體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進行補救合成。嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤核苷酸的抗代謝物主要有嘌呤類似物、谷氨酰胺類似物、葉酸類似物三類。嘌呤類似物：6-巰基嘌呤谷氨酰胺類似物：重氮絲氨酸、6-重氮-5-氧代正亮氨酸葉酸類似物：氨基蝶呤、氨甲蝶呤

二、嘧啶核苷酸的生物合成

從頭合成途徑

補救合成途徑（一）嘧啶核苷酸的從頭合成主要是肝細胞胞液是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。

定義合成部位嘧啶合成的元素來源(谷氨酰胺、天冬氨酸、CO2)。

氨基甲酰磷酸天冬氨酸合成過程1.尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺

+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸+氨基甲酰磷酸2.胞嘧啶核苷酸的合成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+Pi從頭合成的調(diào)節(jié)---ATP+CO2+谷氨酰胺氨基甲酰磷酸UMP氨基甲