第十一章 核苷酸代谢

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1、第十一章核苷酸代谢杨如意yangruyi@mail.ahnu.edu.cn主要内容：核酸怎样分解成核苷酸核苷酸又怎样进一步分解生物怎样合成核苷酸一、核酸的酶促降解核酸核苷酸核苷+Pi碱基+戊糖-1-P（一）核酸的降解核酸酶（磷酸二酯酶）核酸内切酶：DNase、RNase，专一性高核酸外切酶：蛇毒磷酸二酯酶、牛脾磷酸二酯酶，专一性低（二）核苷酸的降解核苷酸酶（磷酸单酯酶）专一性的磷酸单酯酶:3ˊ-核苷酸酶,5ˊ-核苷酸酶非专一性磷酸单酯酶（三）核苷的降解磷酸解核苷＋Pi碱基＋核糖-1-Pi水解核苷＋H2O碱基＋核糖核苷磷酸化酶核苷水解酶二、嘌呤和嘧啶的

2、分解（一）嘌呤的分解不同种类的生物分解嘌呤的能力不同，产物也不同。人、灵长类、鸟类、某些爬虫类将嘌呤分解成尿酸，其他生物还可将尿酸进一步分解成尿囊素、尿囊酸、尿素、甚至CO2、NH3。核酸中的嘌呤主要是Ade、Gua首先脱氨，分别生成次黄嘌呤和黄嘌呤，再进一步代谢生成尿酸。动物中A的脱氨主要是在腺苷和腺苷酸的水平上，而G主要是在碱基水平上。尿酸过多导致痛风（gout）（二）嘧啶的分解RNA：Cyt、UraDNA：Thy三、核苷酸的生物合成（一）核苷酸生物合成的基本途径1.从头合成（肝脏）利用核糖磷酸、Aa、CO2、NH3等经酶催化合成。2.补救途径（

3、脑、骨髓或特殊生理条件下）利用体内游离的碱基或核苷合成。（二）嘌呤核苷酸的从头合成从头合成途径（Denovosynthesis）首先合成IMPAMPGMPIMP1.IMP的合成磷酸核糖焦磷酸合成酶催化PRPP为核糖磷酸的供体嘌呤核苷酸从头合成中的关键步聚磷酸核糖焦磷酸酰胺基转移酶注意反应中核糖构型的变化purine环各原子的来源2.AMP和GMP的合成3.补救途径（salvagepathway）(2)phosphoribosyltransferase（更重要的补救途径）(1)Pu嘌呤核苷嘌呤核苷酸R-1-PPiATPADP(adeninephosoh

4、oribosyltransferase)(hypoxanthine-guaninephosohoribosyltransferase)嘌呤核苷酸补救合成的生理意义节约能量和一些氨基酸的消耗。有些组织（如脑、骨髓）不能从头合成嘌呤核苷酸，只能进行嘌呤核苷酸的补救合成。HGPRT完全缺失的患儿，表现为自毁容貌综合症。Lesch-NyhanSyndromeAbsenceofHGPRTaseX-linked(GeneonX)OccursprimarilyinmalesCharacterizedby:IncreaseduricacidSpasticityNeu

5、rologicaldefectsAggressivebehaviorSelf-mutilation（三）嘧啶核苷酸的合成与嘌呤核苷酸合成的相同处：都有从头合成途径和补救途径。显著不同处：先合成嘧啶环，然后再和PRPP作用形成核苷酸。UMPCMPTMP1.UMP的合成（1）从头合成途径（Denovosynthesis）第一阶段：合成氨甲酰磷酸第二阶段:嘧啶核的形成，包括反应2，3，4第三阶段：形成尿苷酸,包括反应5，6尿苷酸的生物合成（2）补救途径（salvagepathway）尿苷磷酸化酶UraR-1-PPiU（尿苷）尿苷激酶UMP（更重要）ATPA

6、DP尿嘧啶磷酸核糖转移酶UraPRPPPPi2.UTP和CTP合成UMP+NH3CMP（四）核苷酸转变为核苷三磷酸只有NTP才能合成RNA和DNA(d)NMP＋ATP→(d)NDP＋ADP激酶催化，对碱基专一，对戊糖无要求(d)NDP＋ATP→(d)NTP＋ADP激酶催化，对碱基和戊糖都无要求（五）脱氧核苷酸的合成核苷二磷酸还原酶催化核苷二磷酸的还原硫氧还蛋白作为还原剂（六）胸腺苷酸的合成UMP→dTMP要解决二个问题:（1）糖基的脱氧（2）碱基的甲基化，先脱氧后甲基化，高等动物中在DP水平上脱氧，在MP水平上甲基化UMP→UDPdUDP→dUMPd

7、TMP-(O)+CH3（七）核苷酸从头合成的调节嘌呤核苷酸的调节嘧啶核苷酸合成的调节（八）核苷酸从头合成的抗代谢物抗代谢物可抑制核苷酸的合成，从而控制快速生长的肿瘤细胞，主要有：1.嘌呤类似物2.Gln和Asp类似物Gln:重氮丝氨酸，6-重氮-5-氧正亮氨酸Asp:羽田杀菌素具有抗癌作用，但副作用大。3.叶酸类似物氨基蝶呤和氨甲蝶呤（治疗白血病）4.嘧啶类似物5-氟尿嘧啶脱氧核苷酸与T结构类似，可阻断TMP的合成，或掺入RNA破坏其结构与功能，是常用的抗癌药。本章小结核酸的降解（内切和外切酶）嘌呤（不同生物的各种代谢产物）和嘧啶的降解嘌呤和嘧啶的从

8、头合成途径（IMP和UMP）从头合成的调节从头合成的抗代谢物