討論：核酸的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值！第十章核酸的代謝第一節(jié)核苷酸的概述第二節(jié)核苷酸的合成動(dòng)態(tài)第三節(jié)核苷酸的生物代謝核苷酸的概述1、核酸合成的原料（最主要）2、體內(nèi)能量的利用形式：

ATP是細(xì)胞的主要能量形式；GTP也可提供能量3、參與代謝和生理調(diào)節(jié)：

ATP/ADP/AMP,第二信使cAMP、cGMP4、組成輔酶:如腺苷酸→CoA/FAD/NAD+/NADP+5、活化中間代謝產(chǎn)物：UDP-葡萄糖→糖原合成

CDP-二脂酰甘油→磷脂合成

二、核苷酸的代謝動(dòng)態(tài)食物核酸cAMP

cGMP

NTP

合成核酸核苷酸組織核酸活性中間體組織核酸輔酶回顧:核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)核酸酶——水解核酸的酶

核酸酶核糖核酸酶

脫氧核糖核酸酶

按作用底物（DNA或RNA）分類,作用位點(diǎn)核酸內(nèi)切酶核酸外切酶核酸外切酶核酸內(nèi)切酶核酸酶——水解核酸的酶外切酶：如蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二酯酶，蛇毒磷酸二酯酶從多核苷酸鏈的3′端開始逐個(gè)水解核苷酸鏈，產(chǎn)物為5′-核苷酸。牛脾磷酸二酯酶從多核苷酸鏈的5′端開始逐個(gè)水解核苷酸鏈，產(chǎn)物為3′-核苷酸RNA的降解

RNA降解是涉及到基因表達(dá)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，rRNA和tRNA是穩(wěn)定的RNA，其更新率低；mRNA是不穩(wěn)定的RNA，其更新率非常高。脊椎動(dòng)物細(xì)胞mRNA的平均半衰期約為3h,細(xì)菌mRNA的半衰期大約只有1.5min，以適應(yīng)快速生長(zhǎng)和對(duì)環(huán)境作出快速反應(yīng)的要求。所有細(xì)胞中都存在各種核糖核酸酶，可以降解RNA。真核生物mRNA降解的主要途徑首先是poly(A)尾巴的縮短，去腺苷酸化能誘發(fā)脫去5端帽子結(jié)構(gòu)，然后由53方向和35

方向降解mRNA。核酸內(nèi)切酶：將核酸分解成較小的核苷酸鏈，很多核酸內(nèi)切酶無選擇性。但在某些細(xì)菌和藍(lán)藻中，存在一類特殊的核酸內(nèi)切酶，稱為限制性核酸內(nèi)切酶。這類酶在雙鏈DNA上能識(shí)別特殊的核苷酸序列。DNA重組技術(shù)一個(gè)完整的DNA克隆過程應(yīng)包括：目的基因的獲取，基因載體的選擇與構(gòu)建，目的基因與載體的拼接，重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞，篩選并無性繁殖含重組分子的受體細(xì)胞（轉(zhuǎn)化子）。圖5-27

DNA重組技術(shù)的主要步驟返回食物核蛋白蛋白質(zhì)核酸(RNA與DNA)(磷酸二酯酶)單核苷酸胰、腸核苷酸酶(磷酸單酯酶)核苷磷酸核苷酶(水解或磷酸解)戊糖或磷酸戊糖堿基核酸的消化排出，很少利用1’2’3’4’5’(OH)腺嘌呤的分解過程

鳥嘌呤的分解過程一、嘌呤核苷酸的分解代謝尿酸的形成與分解過程嘌呤核苷酸的分解代謝GMPAMP鳥嘌呤黃嘌呤次黃嘌呤

Pi

PiNH3尿酸黃嘌呤氧化酶

NH3別嘌呤醇（-）痛風(fēng)癥腺嘌呤脫氨酶鳥嘌呤脫氨酶＞7mg/dl或0.41mmol/LADA基因缺陷次黃嘌呤別嘌呤醇別嘌呤醇通過競(jìng)爭(zhēng)性抑制黃嘌呤氧化酶而抑制尿酸的生成次黃嘌呤和別嘌呤醇二、嘧啶的分解嘧啶分解代謝特點(diǎn)1、還原降解，環(huán)被打破2、終產(chǎn)物:NH3、CO2、β-丙氨酸、β-氨基異丁酸核苷酸的合成代謝一、核糖核苷酸的生物合成二、脫氧核糖核苷酸的生物合成三、單核苷酸轉(zhuǎn)變成核苷二磷酸和核苷三磷酸四、各種核苷酸的相互轉(zhuǎn)變1.從頭合成途徑（肝、胸腺）：R-5-P核苷酸2.補(bǔ)救合成途徑（腦、骨髓）：嘌呤或嘧啶堿+核苷酸磷酸核糖焦磷酸(PRPP)aa“-C”CO2（一系列酶促反應(yīng)）兩條合成途徑R-5-P嘌呤核苷酸的合成代謝(一)、從頭合成途徑甲酸天冬氨酸甘氨酸谷氨酰胺

嘌呤環(huán)上原子的來源5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)開始，經(jīng)一系列酶促反應(yīng)，先生成次黃嘌呤核苷酸(肌苷酸,IMP)，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP和GMP。部位：肝臟的胞漿一）嘌呤核苷酸的從頭合成合成特點(diǎn)：R-5-P→PRPP一碳單位、CO2、谷氨酰胺、甘氨酸、天冬酰氨IMP在PRPP的基礎(chǔ)上各原料逐步合成嘌呤核苷酸嘌呤環(huán)的原料IMP生成反應(yīng)過程IMP轉(zhuǎn)變?yōu)镚MP和AMPAMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶◆從頭合成的調(diào)節(jié)R-5-PATPPRPP合成酶PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶PRAIMP腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDPGTP++_____IMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP__++調(diào)節(jié)方式：反饋調(diào)節(jié)和交叉調(diào)節(jié)嘧啶核苷酸的合成代謝(一)從頭合成途徑先合成嘧啶環(huán)，然后再與磷酸核糖連接生成嘧啶核苷酸.AspCO2GlnNCNCCC123456嘧啶核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)CMP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+PiCMP3、dTMP的合成

dUDPdUMPdTMPN5，N10-甲烯基FH4FH2

UDP

UMP還原核糖核苷酸的補(bǔ)救合成途徑腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(adeninephosphoribosyl

transferase,APRT)次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyl

transferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)等參與補(bǔ)救合成的酶（堿基磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶核苷激酶）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嘧啶+

PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)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+ADPHGPRT-自毀容貌綜合癥補(bǔ)救合成的生理意義節(jié)省能量和一些原料的消耗某些組織器官，如腦、骨髓、白細(xì)胞等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成脫氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸水平上進(jìn)行（N代表A、G、U、C等堿基）dNDP

+

ATP激酶dNTP

+ADP二磷酸脫氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸還原酶，Mg2+還原型硫氧化還原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化還原蛋白SS硫氧化還原蛋白還原酶（FAD）脫氧核苷酸的生成嘌啶核苷酸與嘧啶核苷酸合成的比較相同點(diǎn)1.

合成原料基本相同嘌啶核苷酸嘧啶核苷酸2.

合成部位肝臟3.

都有2種合成途徑(從頭和補(bǔ)救途徑)

4.

合成核苷酸不同點(diǎn)1.

在5'-P-R基礎(chǔ)上合成嘌呤環(huán)2.

最先合成的核苷酸是

IMP3.

在IMP基礎(chǔ)上完成AMP和GMP的合成1.

先合成嘧啶環(huán)再與5'-P-R結(jié)合2.

先合成UMP3.

以UMP為基礎(chǔ),完成CTP,dTMP的合成

核苷酸的抗代謝物嘌呤類似物氨基酸類似物葉酸類似物6-巰基嘌呤6-巰基鳥嘌呤8-氮雜鳥嘌呤等氮雜絲氨酸等氨蝶呤氨甲蝶呤等次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤(6-MP)甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺核苷酸（GAR）==甲酰甘氨脒核苷酸（FGAM）5-氨基異咪唑-4-甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黃嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（A）GMP==PRPPPPi鳥嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸MTXMTXMTX——甲氨碟呤MTX——甲氨碟呤

6-MP-

6-巰基嘌呤胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮雜絲氨酸阿糖胞苷氨甲碟呤氮雜絲氨酸CDPdCDP

dCTP

Ara-C(-)核苷類似物阿糖胞苷(Ara-C)

《核苷酸代謝》課堂練習(xí)1.補(bǔ)救合成途徑主要在下列組織中進(jìn)行Ａ.肝組織Ｂ.胸腺Ｃ．腦組織D．骨髓組織E.小腸２.下列原料在嘌呤堿和嘧啶堿合成中均需要Ａ．C02

B.AspC.GlnD.“~C”

E.Gly需要PRPP提供R-5-P的途徑是

嘌呤核苷酸的從頭合成嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶核苷酸的從頭合成嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成以上途徑都需要核苷酸的脫氧還原是發(fā)生在下列水平上一磷酸核苷B.二磷酸核苷三磷酸核苷D.核苷E.核糖5.