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《生物化学第十四章核酸降解与核苷酸代谢》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第十四章核酸降解与核苷酸代谢核酸的基本结构单位是核苷酸,核酸代谢与核苷酸代谢密切相关,细胞内存在多种游离的核苷酸,是代谢中极为重要的物质,几乎参加细胞内所有的生化过程:1、核苷酸是核酸生物合成的前体。2、核苷酸衍生物是许多生物合成的中间物。如:UDP-葡萄糖是糖原合成的中间物。CDP-二脂酰甘油是磷酸甘油酯合成的中间物。3、ATP是生物能量代谢中通用的高能化合物。4、腺苷酸是三种重要辅酶:烟酰胺核苷酸(NADNADP)、黄素嘌呤二核苷酸(FAD)和辅酶A(CoA)的组分。5、某些核苷酸是代谢的调节物质。cAMP,cGMP是许多
2、激素引起的胞内信使核酸降解为核苷酸,核苷酸还能进一步分解,在生物体内核苷酸可由其他化合物合成,某些辅酶的合成与核酸的代谢亦有关。讲授内容:第一节核酸的降解第二节核苷酸分解代谢第三节核苷酸的合成代谢第四节核苷酸代谢调控第一节核酸的降解一、核酸的消化吸收二、核酸降解中的酶类一、核酸的消化吸收食物中的核酸多与蛋白质结合成核蛋白。在胃中,受胃酸的作用核蛋白可分解成核酸和蛋白质。然后,核酸进入小肠被逐步分解。核酸是由许多核苷酸以3′,5′-磷酸二酯键连接而成的生物大分子。核酸分解代谢的第一步反应是水解连接核苷酸之间的磷酸二酯键,生成低聚
3、多核苷酸或单核苷酸。来自胰液的核酸酶和小肠粘膜细胞分泌的核酸酶,属于磷酸二酯酶类,两者协同作用,使进入小肠的核酸水解成单核苷酸。单核苷酸及其水解产物均可被细胞吸收利用。二、核酸降解中的酶类核酸外切酶:非特异性的磷酸二酯酶,对DNA和RNA都起作用,催化核酸从3’端或5’端解聚,形成5’-核苷酸和3’-核苷酸。核酸内切酶:水解核酸分子内的磷酸二酯键。限制性内切酶:专一识别并水解外源双链DNA上特定位点的核酸内切酶。专一性强,有的切口是齐头的而产生平头末端;有的切口是交错的而产生彼此配对的粘性末端。限制性内切酶是测定DNA碱基顺序
4、和制定基因图所必须的工具酶。某些限制性内切酶的专一性牛胰RNA酶Ⅰ专一水解RNA分子内部的嘧啶核苷酸键,产物为:3′-嘧啶核苷酸和以3′-嘧啶核苷酸结尾的寡核苷酸。RNA酶T1(存在于霉菌)作用于RNA分子内部的5′-连接,要求其3′-连接与鸟苷酸相连,产物为:3′-GMP和以3′-GMP为末端的寡核苷酸。RNA酶T2作用于RNA分子内部的5′-连接,产物为:3′-AMP为3′末端的核苷酸片段。RNA酶H(内切酶)作用于RNA-DNA杂交分子中的RNA,产生5′末端带磷酸基的单核苷酸或寡核苷酸。核酸酶促水解的作用部位通过上述核
5、酸外切酶和核酸内切酶的作用,核酸可降解为各种单核苷酸,单核苷酸则可进一步分解代谢。第二节核苷酸的分解代谢一、核苷酸的酶水解二、嘌呤碱的分解代谢三、嘧啶碱的分解代谢核苷酸降解酶:核苷酸酶:核苷酸水解为核苷和磷酸。核苷酸+H2O核苷+Pi核苷磷酸化酶:水解核苷为碱基和戊糖-1-磷酸。核苷+磷酸核苷磷酸化酶碱基+戊糖-1-磷酸一、核苷酸的酶水解核苷水解酶:水解核苷为碱基和戊糖。存在于植物和微生物中。核糖核苷+H2O核苷水解酶碱基+戊糖只对核糖核苷作用,反应不可逆。核酸核酸酶核苷酸磷酸二酯酶核苷碱基+戊糖-1-磷酸核苷酸酶磷酸单酯酶核
6、苷磷酸化酶小肠粘膜细胞用于核酸合成少量大量核糖+碱基核苷水解酶戊糖-1-磷酸分解二.嘌呤碱的分解1.脱氨动物组织腺嘌呤脱氨酶含量极少,人体中不含腺嘌呤酶,而腺嘌呤核苷酸脱氨酶和腺嘌呤核苷脱氨酶的活性高,腺嘌呤的脱氨可在其核苷和核苷酸水平上进行。黄嘌呤尿酸鸟嘌呤脱氨在鸟嘌呤水平上。鸟嘌呤脱氨酶存在于动物肝、胰、肾组织中,猪肝和猪脾中没有,但其它组织有。鸟嘌呤核苷鸟嘌呤黄嘌呤鸟嘌呤+H2O鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤+NH3⒉转变为尿酸次黄嘌呤+O2+H2O黄嘌呤氧化酶黄嘌呤+H2O2黄嘌呤+O2+H2O黄嘌呤氧化酶尿酸+H2O2嘌呤的分解
7、代谢途径痛风:嘌呤代谢障碍有关,正常血液:2-6mg/100ml,大于8mg/100ml,(男平均:5.7mg、女平均:4.3mg%)尿酸钾盐或钠盐沉积于软组织、软骨及关节等处,形成尿酸结石及关节炎,沉积于肾脏为肾结石,基本特征为高尿酸血症。引起血尿酸升高的原因:疾病引起体内嘌呤类物质大量分解;肾脏疾病使尿酸排出受阻;长期摄入富含核酸的食物,甜面包,肝,酵母,沙丁鱼等。药物:别嘌呤醇别嘌呤醇结构与次黄嘌呤相似,对黄嘌呤氧化酶有很强的抑制作用,与酶活性中心Mo(IV)牢固结合,自杀底物,成为酶的灭活物,经别嘌呤醇治疗的患者排泄黄
8、嘌呤和次黄嘌呤以代替尿酸。另:使用排尿药物:水杨酸、辛可芬、丙磺舒等),减少肾小管对尿酸的重吸收)。黄嘌呤氧化酶嘌呤与其核苷及核苷酸的相互转变⒊尿酸降解途径因物种存在差异灵长类,鸟类,爬行类动物尿酸哺乳类(除灵长类),腹足类尿囊素硬骨鱼尿囊酸大多数鱼类,两栖类尿素甲壳类,咸水