第十二章核酸的降解及核苷酸的代谢 概述: 核酸是一种高分子化合物,核苷酸是构成核酸的基本单位。它们 是一类在代谢上极为重要的物质,几乎参与细胞的所有生化过程。 作用: 核酸在体内的含量不如蛋白质、糖、脂肪多,但它几乎参与细胞 的所有生化过程。 2、DNA分子中蕴藏着遗传信息一所谓的“基因”。 3、RNA则可转录DNA分子中的遗传信息并指导蛋白质的合成(包括 酶蛋白的合成)。 4、体内还有各种核苷酸可参与代谢过程。如ATP是体内各种生理活动 的直能源;UDPG→糖原合成;CDP-胆碱(乙醇胺等)→PL合成。 5、腺苷酸是四种重要辅酶(NAD、NADP、FAD、CoA)的组分。 6、某些核苷酸是代谢的调节物质。如:cAMP和cGMP是许多种激素 引起生理效应的中间介质
第十二章 核酸的降解及核苷酸的代谢 •概述： 核酸是一种高分子化合物，核苷酸是构成核酸的基本单位。它们 是一类在代谢上极为重要的物质，几乎参与细胞的所有生化过程。 •作用： 1、核酸在体内的含量不如蛋白质、糖、脂肪多，但它几乎参与细胞 的所有 生化过程。 2、 DNA分子中蕴藏着遗传信息—所谓的“基因”。 3、RNA则可转录DNA分子中的遗传信息并指导蛋白质的合成（包括 酶蛋白的合成）。 4、体内还有各种核苷酸可参与代谢过程。如ATP是体内各种生理活动 的直能源；UDPG→糖原合成；CDP-胆碱（乙醇胺等）→PL合成。 5、腺苷酸是四种重要辅酶（NAD+ 、NADP+ 、FAD、CoA）的组分。 6、某些核苷酸是代谢的调节物质。如：cAMP和cGMP是许多种激素 引起生理效应的中间介质
第一节 核酸的消化与吸收 食物中所含的核酸和蛋白质结合,故消化过程开始之前,核酸先在胃酸 作用下与蛋白质分开:食物中核蛋白蛋白质、核酸(DNA、RNA) 消化 (一)部位:小肠 RNA酶:水解核糖核酸 「胰液一核酸酶 DNA酶:水解脱氧核糖核酸 (二)参与消化的酶: 多核苷酸酶 小肠液一 核苷酸酶: 磷酸酶: 嘌呤核苷酶: 核苷酶 (三)消化过程: 嘧啶核苷酶:
胰液—核酸酶 RNA酶：水解核糖核酸 DNA酶：水解脱氧核糖核酸 小肠液— 多核苷酸酶： 核苷酶 磷酸酶： 核苷酸酶： 嘧啶核苷酶： 嘌呤核苷酶： H+ 第一节 核酸的消化与吸收 （一）部位：小肠 （二）参与消化的酶： （三）消化过程： 食物中所含的核酸和蛋白质结合，故消化过程开始之前，核酸先在胃酸 作用下与蛋白质分开：食物中核蛋白 蛋白质、核酸（DNA、RNA） 一、消化：
核苷磷酸化醇 核酸 核酸酶 核酸→核背+磷酸女 磷酸二酯酶)(磷 漂呤碱和嘧啶藕+戊糖1-磷酸 核苷磷酸化酶:广泛存在于生物体内,催化的反应可逆。还可继续分解 核苷可在核苷水解酶作用下分解成嘌呤碱、嘧啶碱和戊糖(可参与戊糖代谢) 核苷水解酶:主要存在于植物和微生物体内,只水解核糖核苷。 二、吸收 单核苷酸及其水解产物均可被小肠C吸收。 第二节 嘌呤核苷酸代谢与调节 嘌呤核苷酸的分解代谢: 嘌呤核苷酸可分解为磷酸、核糖(或脱氧核糖)、嘌呤碱等
核苷可在核苷水解酶作用下分解成嘌呤碱、嘧啶碱和戊糖（可参与戊糖代谢）。 核苷水解酶：主要存在于植物和微生物体内，只水解核糖核苷。 核苷磷酸化酶：广泛存在于生物体内，催化的反应可逆。 还可继续分解 二、吸收： 单核苷酸及其水解产物均可被小肠C吸收。 第二节 嘌呤核苷酸代谢与调节 一、嘌呤核苷酸的分解代谢： 嘌呤核苷酸可分解为磷酸、核糖（或脱氧核糖）、嘌呤碱等
腙呤核苷酸接苷酸一腙瞟呤核苷磷酸化酶晾嘌呤 H2O Pi 核糖-1-P 腺瞟呤核苷酸 腺嘌呤 脱氨酶 腺瞟呤核苷 脱氨酶|-+H2O 脱氨酶 NH3 NH3 次黄咚核苷B苷酸次就吟核”哪呤 核糖-1-P 鸟嘌呤脱氨酶 鸟嘌呤+H2O 黄嘌呤+NH3 O+h. 尿酸+H2O2 NH3 黄嘌呤氧化酶 腺嘌呤→·次黄嘌呤+O,+H,O 黄嘌呤+H2O2 黄嘌呤氧化醯 AN 黄嘌呤 HC H N 别嘌呤醇 次黄嘌呤 尿酸
鸟嘌呤脱氨酶 鸟嘌呤 + H2O 黄嘌呤 + NH3 O2 + H2O 尿酸 + H2O2 NH3 黄嘌呤氧化酶 腺嘌呤 次黄嘌呤 + O2 + H2O 黄嘌呤 + H2O2
正常成人每天排出尿酸约为06克,血浆[尿酸]:2~7mg%如果[血尿酸] 8mg%,尿酸沉积于关节、软组织、软骨、肾等处,导致关节炎(痛风症)和 尿藝为,如水杨酸、辛可劳、丙磺舒等。可降低肾小管对尿酸的重吸 收,增加尿酸排出 (2)嘌呤氧化酶抑制剂:别嘌呤醇 二2、嘌呤核苷酸的合成代谢: 用同位素标记的化合物做实验,证明生物体内合成嘌呤环的前体有 天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、CO2、甲酸盐(N,N"=CH-FH4、N0 CHOFH4)等 其结构与次黄嘌呤很相似,可竞争性抑制黄嘌呤氧化酶,以减少尿酸的产生, 故可治疗痛风症(一种继发性嘌呤核苷酸代谢紊乱症,由于尿酸在体内积累所至 二氧化碳 甘氨酸 天冬氢酸 8 C 4C “甲酸盐 鄱甲酸盐 谷氨酰胺〔酰胺基 18嘌岭环的元素来源
正常成人每天排出尿酸约为0.6克，血浆[尿酸]：2~7mg% 如果[血尿酸]＞ 8mg%，尿酸沉积于关节、软组织、软骨、肾等处，导致关节炎（痛风症）和 肾结石（肾病）。 其结构与次黄嘌呤很相似，可竞争性抑制黄嘌呤氧化酶，以减少尿酸的产生， 故可治疗痛风症（一种继发性嘌呤核苷酸代谢紊乱症，由于尿酸在体内积累所至 ）。 ①排尿酸药物，如水杨酸、辛可劳、丙磺舒等。可降低肾小管对尿酸的重吸 收， 增加尿酸排出。 （2） 嘌呤氧化酶抑制剂：别嘌呤醇 二2、嘌呤核苷酸的合成代谢： 用同位素标记的化合物做实验，证明生物体内合成嘌呤环的前体有： 天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、CO2、甲酸盐（N5 ,N10=CH-FH4、N10 -CHOFH4）等
(一)嘌呤核苷酸从头合成途径: 部位:肝,其次是小肠粘膜及胸腺 2、原料:ATP、氨基酸(Gln、Asp、Gly)、CO2、一碳单位、5-磷 酸核糖等。 (NIO--CHOFH4Y N5, NIO=CH--FH) 3、合成特点:嘌呤核苷酸的合成并不是先单独合成嘌呤环,再与磷酸和核 糖结合成嘌呤核苷酸,而是合成开始就从5—⑧—R起沿着合成核苷酸的途径, 经过11步酶促反应,先合成次黄嘌呤核苷酸(IMP),再转变为其它的嘌呤核苷 酸,因此称之为“从头合成途径” 4、IMP的合成:从5—①—R→→→IMP十一步反应中,催化第一步反应的 酶是磷酸核糖焦磷酸激酶,第二步反应由磷酸核糖转酰胺酶(氨基转移酶)催化 这二个酶均是可调节酶 第一阶段 焦磷酸徼酶 5-磷酸核糖+AP 5-磷酸核糖焦磷酸+AMP Mg 5磷酸核螗焦磷酸+谷氪酰胺+、转酰胶酶 M*→5磷酸核糖十谷氦粮+PF
1、部位：肝，其次是小肠粘膜及胸腺。 2、原料：ATP、氨基酸（Gln、Asp、Gly）、CO2、一碳单位、 5- 磷 酸核糖等。 （N10—CHOFH4、N5 、N10=CH—FH4） （一）嘌呤核苷酸从头合成途径： 3、合成特点：嘌呤核苷酸的合成并不是先单独合成嘌呤环，再与磷酸和核 糖结合成嘌呤核苷酸，而是合成开始就从5— —R起沿着合成核苷酸的途径， 经过11步酶促反应，先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），再转变为其它的嘌呤核苷 酸，因此称之为“从头合成途径”。 4、IMP的合成：从5——R→→→IMP十一步反应中，催化第一步反应的 酶是磷酸核糖焦磷酸激酶，第二步反应由磷酸核糖转酰胺酶（氨基转移酶）催化 这二个酶均是可调节酶 第一阶段：
成酶 5磷酸核糖胺4甘氨酸+AP=Mn+甘酰胺核苷酸+ADP+ 转甲基酶 甘氨酰胺核苷酸+N,N甲川四氢叶酸+0 Mg+甲酰甘氨酰胺核苷酸+四氢叶酸( 合成酶 甲酰甘氨酰胺核苷酸+谷氨酰胺+ATP+120 →甲酰甘氨脒核苷酸+谷氨駿+ADP+i() 合成酶 甲酰甘氢脒核苷酸+AT8,;5氨基咪核苷酸+4D+F 第二阶段: 5氮基咪唑核苷酸+C、羧化酶 5-氨基咪唑4羧酸核苷酸 5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸+天冬氨酸+AP 合成酶 5氮基咪座-4-(N-琥珀基)氦甲酰核苷酸+ADP+B 5-氨基咪唑4-(N-琥珀基)氦甲酰核苷酸 裂解酶 ←5氨基咪睞--复甲酰核苷酸十延胡索酸
第二阶段：
5-氨基咪唑4-氨甲酰核苷酸+N甲酰四氢叶酸 转甲酰基酶 5甲酰胺基咪唑斗氦甲酰核苷酸+四氢叶酸 (9 环水解酶 5甲酰胺基咪唑4氮甲酰核苷酸←-—次黄嘌呤核苷酸}五O (P306图185IMP合成途径) 5、腺苷酸及鸟苷酸的生成:IMP不直接是核酸的基本构件,那么直接参加组成核酸的 AMP(腺嘌呤核苷酸)和GMP(鸟嘌呤核苷酸)如何合成呢? (1)从IP合成鸟嘌呤核苷酸(GMP): (2)从P合成腺嘌呤核苷酸(AMP) 腺苷酸代琥珀酸 腺苷酸 (AMPS) (AMP) IMP 黄嘌呤核苷酸 ④ 鸟苷酸 (XMP) (GMP) 说明:①:AMPS合成酶、Asp、GTP、Mg2+参加。 ②:AMPS裂解酶 ③:MP脱氢酶、NAD+、K+参加。 ④:鸟苷酸合成酶、Gln、ATP、Mg2+参加
（P306 图18-5 IMP合成途径） 5、腺苷酸及鸟苷酸的生成： IMP不直接是核酸的基本构件，那么直接参加组成核酸的 AMP（ 腺嘌呤核苷酸）和GMP（鸟嘌呤核苷酸）如何合成呢？ （1）从IMP合成鸟嘌呤核苷酸（GMP）： （2）从IMP合成腺嘌呤核苷酸（AMP）： IMP 腺苷酸代琥珀酸 （AMPS） 鸟苷酸 (GMP) 黄嘌呤核苷酸 （XMP） 腺苷酸 (AMP) ① ③ ② ④ 说明： ①：AMPS合成酶、Asp、GTP、Mg2+参加。 ②：AMPS裂解酶 ③：IMP脱氢酶、NAD+、K+参加。 ④：鸟苷酸合成酶、Gln、ATP、Mg2+参加
HiOOC-CH-CH2-C)OH N CH2 X-c cr+ CHN+GTP HC. COOH HC、C H ch +GDP+pi 饮黄漂呤冷核苷酸R-5-P大冬氨酸 NAD++H2O 腺苷酸琥珀酸-5-P NADH↓F N 黄嘌呤菅酸⌒xC HOCC-CH R-5-p 延胡索酸 NH2 ln+atP+h2o AMP+PPi 腺嘌呤核苷酸 H2N 鸟嘌呤核苷酸 R-5′-P R-5-P
反应要点:①MP是合成AMP、GMP的前身物 ②AMP合成需要GTP供能;GMP合成需要ATP供能 ③AMP合成的实质是Asp提供NH2的过程(即第6位碳上的NH2) GMP的合成的实质是Gn提供NH2的过程(第2位碳上的 NH2)。 腺苷酸代琥珀酸 腺苷酸 CAMPS (AMP) IMP 黄嘌呤核苷酸 ④ 鸟苷酸 (二)由嘌呤碱和核苷合成核苷酸(补救合成途径):→P 自由的嘌呤碱(尤其是腺嘌呤)有一部分被重新利用合成核苷酸及核酸,这与从头合成过程相 比,显然要简单得多,经济得多,可以少消耗ATP。 核苷磷酸化酶与核苷磷酸激酶的作用: 碱基+1-磷酸核糖核昔酸仁 核苷+Pi 核苷+ATP 核苷磷酸激酶 核苷酸+ADP 2.重要的补救合成途径: ①部位:脑、脾、骨髓等 ②酶:腺嘌呤磷酸核糖转移酶、次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 ③合成过程:利用嘌呤核苷酸分解得到的嘌呤碱,再和5-磷酸核糖焦磷酸反应,则合成核苷酸
反应要点： ①IMP是合成AMP、GMP的前身物 ②AMP合成需要GTP供能；GMP合成需要ATP供能 ③AMP合成的实质是Asp提供NH2的过程（即第6位碳上的NH2）； IMP 腺苷酸代琥珀酸 （AMPS） 鸟苷酸 (GMP) 黄嘌呤核苷酸 （XMP） 腺苷酸 (AMP) ① ③ ② ④ GMP的合成的实质是Gln提供NH2的过程（第2位碳上的 NH2）。 （二）由嘌呤碱和核苷合成核苷酸（补救合成途径）： 自由的嘌呤碱（尤其是腺嘌呤）有一部分被重新利用合成核苷酸及核酸，这与从头合成过程相 比，显然要简单得多，经济得多，可以少消耗ATP。 1． 核苷磷酸化酶与核苷磷酸激酶的作用： 2．重要的补救合成途径： ①部位：脑、脾、骨髓等 ②酶：腺嘌呤磷酸核糖转移酶、次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 ③合成过程：利用嘌呤核苷酸分解得到的嘌呤碱，再和5-磷酸核糖焦磷酸反应，则合成核苷酸