生物化学核酸分解代谢

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1、第十一章核酸的酶促降解和核苷酸代谢◆第一节核苷酸的分解代谢◆第二节核苷酸生物合成第十一章、核苷酸代谢第一节、核苷酸的分解代谢生物体普遍存在的磷酸单酯酶或核苷酸酶可催化核苷酸的水解，而特异性强的磷酸单酯酶只能水解3’-Nt或5’-Nt。催化核苷水解的酶有2类，即核苷磷酸化酶和核苷水解酶NsphosphorylaseNs+PiPuorPy+pentose-1-PNshydrolaseNs+H2OPuorPy+pentoseNsphosphorylase存在广泛，反应可逆Nshydrolase主要存在于植物和微生物，只对核糖核

2、苷起作用，对脱氧核糖核苷无作用。核酸酶(Nuclease)核酸酶是作用于核酸磷酸二酯键的水解酶，包括：1、核糖核酸酶(RNase)，2、脱氧核糖核酸酶(DNase)，其中能水解核酸分子内磷酸二酯键的酶又称为核酸内切酶(endonuclease)，从核酸的一端逐个水解下核苷酸的酶称为核酸外切酶(exonuclease)。食物核酸与蛋白结合为核蛋白体（Nucleoproteins）的形式，在胃中受胃酸作用水解为NAs和Proteins，NA在小肠被胰nuclease（包括DNase、RNase）降解为Pu-Nt、Py-Nt和Ol

3、igonucleotide。肠黏膜释放的phosphodiesterase并协同胰核酸酶进行消化，水解为单核苷酸肠黏膜细胞中还有nucleotidase(phosphomonoesterase)，水解Nt为Ns和Pi。脾、肝等组织中的nucleosidase进一步水解Ns为戊糖和碱基。一、核苷酸分解二、核苷酸三级水平的降解三、嘌呤核苷酸分解的三级脱氨（一）、嘌呤碱的分解不同生物嘌呤碱的分解能力不同，代谢产物也不同，人和猿类及一些排尿酸的动物（鸟类、某些爬行类和昆虫）嘌呤的代谢产物为尿酸。1、嘌呤分解中的脱氨作用嘌呤碱的分解首

4、先在各种脱氨酶的作用下水解脱氨，脱氨作用也可以在核苷或核苷酸的水平上进行。动物组织腺嘌呤脱氨酶含量极少，而腺嘌呤核苷脱氨酶及腺嘌呤核苷酸脱氨酶的活性较高，因此腺嘌呤的脱氨分解主要在核苷或核苷酸水平上进行。鸟嘌呤脱氨酶分布广，脱氨分解主要在该酶的作用下进行。（1）、鸟嘌呤脱氨（2）、黄嘌呤的分解（3）、尿酸生成（二）、嘌呤核苷酸的分解1、不同生物嘌呤核苷酸的分解产物不同鸟、昆虫、人类非灵长类哺乳动物硬骨鱼鱼、两栖类甲壳类、无脊椎2、黄嘌呤氧化酶(XanthineOxidase)催化次黄嘌呤和黄嘌呤氧化生产尿酸。酶为复合黄素

5、酶，由两个相同的亚基组成，分子量260,000，每个亚基含一个FAD、一个钼原子和一个Fe4S4中心。反应要求分子氧作为电子受体，还原产物是H2O2，进入尿酸的氧来自水。底物与酶结合后，Mo(VI)被还原为Mo(IV)，电子经黄素、铁硫中心等传给O2，与氢离子生成H2O2，Mo(IV)氧化为Mo(VI)。3、痛风(Gout)嘌呤碱分解代谢产生过多的尿酸，由于其溶解性很差，易形成尿酸钠结晶，沉积于男性的关节部位引起疼痛或灼痛――痛风和肾结石。痛风的尿酸钠晶体4、别嘌呤醇与次黄嘌呤（1）、别嘌呤醇的作用别嘌呤醇别黄嘌呤（2）、别

6、嘌呤醇的作用机理（3）、自杀底物(SuicideSubstrate)结构与次黄嘌呤很相似的别嘌呤醇(allopurinol)，在黄嘌呤氧化酶的作用下氧化为别黄嘌呤(alloxanthine)，后者与酶中心的Mo(IV)牢固结合，使Mo(IV)不易转变成Mo(VI)而成为酶的灭活物，这种底物类似物被称为自杀作用（底）物，这种作用被称为自杀作用。四、嘧啶碱的分解不同生物嘧啶碱的分解过程也不一样，一般情况下含氨基的嘧啶要先水解脱去氨基，脱氨基也可以在核苷或核苷酸水平上进行。（一）、嘧啶还原途径的分解（二）、嘧啶氧化途径的分解1、尿

7、嘧啶、胞嘧啶分解2、胸腺嘧啶的分解返回第二节、核苷酸生物合成可以通过两条完全不同的途径进行，1、从头合成途径：由磷酸戊糖先和尚未完成的Pu或Py环结合，在未完成的环上添加必要的部分，然后闭合成环。2、补救途径：由现成的Pu,Py,Pentose及Pi在酶的作用下直接合成核苷酸（Nt——SalvagePathway）；一、嘌呤核苷酸的从头合成途径碳14标记的HCOOH和氮15标记的氨基酸与鸽肝匀浆物共培养，得到Pu各元素的来源，1950s由J.Buchanan和G.RobertGreenberg提出Hypoxanthinede

8、novosynthesis假说，并证明HypoxanthineNt是Ade-Nt及Gua-Nt合成的前体。一、嘌呤核苷酸的从头合成途径合成所需物质：-D-ribose-5-P,ATP,Gln,Asp,GTP,N5,N10-methyleneTHFA,CO2。另需辅助因子：Mg2+,Mn2