生物化学9.核苷酸代谢.pptVIP

核酸的酶促降解和核苷酸代谢 Metabolism of nucleotide 核苷酸(nucleotide)是构成核酸(nucleic acid)的基本单位，人体所需的核苷酸都是由机体自身合成的。 食物中的核酸或核苷酸类物质基本上不能被人体所直接利用转化成自身核酸。 食物中的核酸通常以核蛋白的形式存在。核蛋白在胃中受胃酸作用，分解为核酸和蛋白质。 核酸在小肠由胰核酸酶催化，水解产生单核苷酸；后者核苷酸酶的催化下，进一步水解产生磷酸和核苷。 核苷在核苷酶的催化下，最后水解产生戊糖和含氮碱。这些水解产物中，只有磷酸和戊糖可被吸收利用。 核酸的酶促降解 核酸酶可以水解核酸的3 ’ ，5 ’ －磷酸二酯键，生成单核苷酸。 核酸酶包括外切核酸酶和内切核酸酶。 外切核酸酶：作用于核酸链的 3’端或5’ 端生成3’ -核苷酸或5’-核苷酸。 内切核酸酶：特异地在多核苷酸链内部的特殊位点水解3 ’ ，5 ’ －磷酸二酯键，降解核酸。 脱氧核糖核酸酶 脱氧核糖核酸酶专一水解DNA而不作用于RNA。分为内切酶和外切酶。 内切酶中的限制性内切酶是一种重要的工具酶。它作用于特定的核苷酸序列，有极高的专一性，切割后形成平齐末端和粘性末端。 核苷酸的一般分解代谢 核苷酸一般分解代谢的历程： 1、核苷酸在核苷酸酶的催化下，水解为核苷和磷酸； 2、核苷在核苷酶的催化下，分解为嘌呤碱或嘧啶碱和戊糖； 3、嘌呤碱或嘧啶碱继续分解，戊糖进入其他代谢途径。 嘌呤核苷酸的代谢 Metabolism of purine nucleotide 嘌呤的降解 嘌呤（鸟嘌呤和腺嘌呤）均经脱氨氧化转变为黄嘌呤再进行降解。由于不同种类的生物的降解酶系不一样，因而降解的终产物也不同： 尿酸(uric acid) ：人类、灵长类、鸟类、爬行动物和大多数昆虫； 尿囊素：非灵长目哺乳动物、腹足类； 尿囊酸：某些硬骨鱼； 尿素和乙醛酸：大多数鱼类、两栖类； 氨和二氧化碳：海洋腔肠动物和甲壳动物。 核苷酸的生物合成 所有的生物通常都能合成各种核苷酸，常见的合成途径有两条： 1、从头合成途径：利用氨基酸、磷酸戊糖等简单化合物合成核苷酸； 2、补救途径：利用已有的含氮碱或核苷合成新的核苷酸。 一、嘌呤核苷酸的合成代谢 （一）从头合成途径： 1．概念： 通过利用一些简单的前体物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及CO2等，逐步合成核苷酸的过程称为从头合成途径(de novo synthesis)。这一途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺。 2．合成步骤： 可分为三个阶段： ⑴ 次黄嘌呤核苷酸的合成： 首先在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下，消耗ATP，由5-磷酸核糖合成PRPP(1-焦磷酸-5-磷酸核糖)。然后再经过大约10步反应，合成第一个嘌呤核苷酸——次黄苷酸（IMP）。 磷酸核糖焦磷酸合成酶 5-磷酸核糖 PRPP→→→→IMP ATP ⑵ 腺苷酸及鸟苷酸的合成： IMP在腺苷酸代琥珀酸合成酶的催化下，由天冬氨酸提供氨基合成腺苷酸代琥珀酸（AMP-S），然后裂解产生AMP；IMP也可在IMP脱氢酶的催化下，以NAD+为受氢体，脱氢氧化为黄苷酸（XMP），后者再在鸟苷酸合成酶催化下，由谷氨酰胺提供氨基合成鸟苷酸（GMP）。 AMP-S AMP IMP XMP GMP ⑶ 三磷酸嘌呤核苷的合成： （二）补救合成途径： 又称再利用合成途径(salvage pathway)。指利用分解代谢产生的自由嘌呤碱合成嘌呤核苷酸的过程。这一途径可在大多数组织细胞中进行。其反应为： 腺嘌呤磷酸核糖转移酶 A + PRPP AMP + PPi ? 次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 I/G+PRPP IM