12 第12章 核酸的降解和核苷酸代谢
第12章核酸的降解和核苷酸代谢
一、教学大纲基本要求
核酸的酶促降解，水解核酸的有关酶（核酶外切酶、核酶内切酶、限制性内切酶），核苷酸、嘌呤碱、嘧啶碱的分解代谢，嘌呤核苷酸的合成，嘧啶核苷酸的合成，脱氧核糖核苷酸的合成，辅酶核苷酸的合成。
二、本章知识要点
(一)核酸的酶促降解
核酸酶（nucleases）：是指所有可以水解核酸的酶，在细胞内催化核酸的降解，以维持核酸（尤其是RNA）的水平与细胞功能相适应。食物中的核酸也需要在核酸酶的作用下被消化。
核酸酶按照作用底物可分为：DNA酶（DNase）、RNA酶（Rnase）。
按照作用的方式可分为：核酸外切酶和核酸内切酶，前者指作用于核酸链的5‘或3’端，有５’末端外切酶和３’末端外切酶两种；后者作用于链的内部，其中一部分具有严格的序列依赖性（4～8 bp），称为限制性内切酶。
核酸酶在DNA重组技术中是不可缺少的重要工具，尤其是限制性核酸内切酶更是所有基因人工改造的基础。
（二）核苷酸代谢
1.核苷酸的生物学功能
①作为核酸合成的原料，这是核苷酸最主要的功能；②体内能量的利用形式；③参与代谢和生理调
节；④组成辅酶。
核苷酸最主要的功能是作为核酸合成的原料，体内核苷酸的合成有两条途径，一条是从头合成途径，一条是补救合成途径。肝组织进行从头合成途径，脑、骨髓等则只能进行补救合成，前者是合成的主要途径。核苷酸合成代谢中有一些嘌呤、嘧啶、氨基酸或叶酸等的类似物，可以干扰或阻断核苷酸的合成过程，故可作为核苷酸的抗代谢物。不同生物嘌呤核苷酸的分解终产物不同，人体内核苷酸的分解代谢类似于食物中核苷酸的消化过程，嘌呤核苷酸的分解终产物是尿酸。嘧啶核苷酸的分解终产物是β-丙氨酸或β-氨基异丁酸。核苷酸的合成代谢受多种因素的调节。
(1)嘌呤核苷酸代谢①嘌呤核苷酸的合成代谢：体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径，一是从头合成途径，一是补救合成途径，其中从头合成途径是主要途径。
嘌呤核苷酸合成部位在胞液，合成的原料包括磷酸核糖、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳单位及CO2等。主要反应步骤分为两个阶段：首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），然后IMP再转变成腺嘌呤核苷酸（AMP）与鸟嘌呤核苷酸（GMP）。嘌呤环各元素来源如下：N1由天冬氨酸提供，C2由N10-甲酰FH4提供、C8由N5，N10-甲炔FH4提供，N3、N9由谷氨酰胺提供，C4、C5、N7由甘氨酸提供，C6由CO2提供。
嘌呤核苷酸从头合成的特点是：嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子基础上逐步合成的，不是首先单独合成嘌呤碱然后再与磷酸核糖结合的。反应过程中的关键酶包括PRPP酰胺转移酶、PRPP合成酶。PRPP酰胺转移酶是一类变构酶，其单体形式有活性，二聚体形式无活性。IMP、AMP及GMP使活性形式转变成无活性形式，而PRPP则相反。从头合成的调节机制是反馈调节，主要发生在以下几个部位：嘌呤核苷酸合成起始阶段的PRPP合成酶和PRPP酰胺转移酶活性可被合成产物IMP、AMP及GMP等抑制；在形成AMP 和GMP过程中，过量的AMP控制AMP的生成，不影响GMP的合成，过量的GMP控制GMP的生成，不影响AMP的合成；IMP转变成AMP时需要GTP，而IMP转变成GMP时需要ATP。
②嘌呤核苷酸的补救合成：反应中的主要酶包括腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT），次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）。嘌呤核苷酸补救合成的生理意义：节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗；体内某些组织器官，例如脑、骨髓等由于缺乏从头合成嘌呤核苷酸的酶体系，而只能进行嘌呤核苷酸的补
救合成。
③嘌呤核苷酸的相互转变：IMP可以转变成AMP和GMP，AMP和GMP也可转变成IMP。AMP和GMP 之间可相互转变。
④脱氧核苷酸的生成：体内的脱氧核苷酸是通过各自相应的核糖核苷酸在二磷酸水平上还原而成的。核糖核苷酸还原酶催化此反应
⑤嘌呤核苷酸的抗代谢物：A、嘌呤类似物：6-巯基嘌呤（6MP）、6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等。6MP 应用较多，其结构与次黄嘌呤相似，可在体内经磷酸核糖化而生成6MP核苷酸，并以这种形式抑制IMP 转变为AMP及GMP的反应。B、氨基酸类似物：氮杂丝氨酸和6-重氮-5-氧正亮氨酸等。结构与谷氨酰胺相似，可干扰谷氨酰胺在嘌呤核苷酸合成中的作用，从而抑制嘌呤核苷酸的合成。C、叶酸类似物：氨喋呤及甲氨喋呤（MTX）都是叶酸的类似物，能竞争抑制二氢叶酸还原酶，使叶酸不能还原成二氢叶酸及四氢叶酸，从而抑制了嘌呤核苷酸的合成。
⑥嘌呤核苷酸的分解代谢：分解代谢反应基本过程是核苷酸在核苷酸酶的作用下水解成核苷，进而在酶作用下成自由的碱基及1-磷酸核糖。嘌呤碱最终分解成尿酸，随尿排出体外。黄嘌呤氧化酶是分解代谢中重要的酶。嘌呤核苷酸分解代谢主要在肝、小肠及肾中进行。嘌呤代谢异常：尿酸过多引起痛风症，患者血中尿酸含量升高，尿酸盐晶体可沉积于关节、软组织、软骨及肾等处，导致关节炎、尿路结石及肾疾病。临床上常用别嘌呤醇治疗痛风症。
(2) 嘧啶核苷酸代谢：
①嘧啶核苷酸的合成代谢： A、从头合成途径：肝是体内从头合成嘧啶核苷酸的主要器官。嘧啶核苷酸从头合成的原料是天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2等。反应过程中的关键酶在不同生物体内有所不同，在细菌中，天冬氨酸氨基甲酰转移酶是嘧啶核苷酸从头合成的主要调节酶；而在哺乳动物细胞中，嘧啶核苷酸合成的调节酶主要是氨基甲酰磷酸合成酶II。主要合成过程：形成的第一个嘧啶核苷酸是乳氢酸核苷酸（OMP），进而形成尿嘧啶核苷酸（UMP），UMP在一系列酶的作用下生成CTP。dTMP由dUMP经甲基化生成的。嘧啶核苷酸从头合成的特点是先合成嘧啶环，再磷酸核糖化生成核苷酸。B、补救合成途径：主要酶是嘧啶磷酸核糖转移酶，能利用尿嘧啶、胸腺嘧啶及乳氢酸作为底物，对胞嘧啶不起作用。
②嘧啶核苷酸的抗代谢物：A、嘧啶类似物：主要有5-氟尿嘧啶（5-FU），在体内转变为FdUMP或FUTP 后发挥作用。B、氨基酸类似物：同嘌呤抗代谢物。C、叶酸类似物：同嘌呤抗代谢物。D、阿糖胞苷：抑制CDP还原成dCDP。
③嘧啶核苷酸的分解代谢：嘧啶核苷酸在酶作用下生成磷酸、核糖及自由碱基，产生的嘧啶碱进一步分解。胞嘧啶脱氨基转变成尿嘧啶，尿嘧啶最终生成NH3、CO2及β-丙氨酸。胸腺嘧啶降解成β-氨基异丁酸。
三、重点、难点
重点：核酸的酶促降解，水解核酸的有关酶，核苷酸、嘌呤碱、嘧啶碱的分解代谢，嘌呤核苷酸的合成，嘧啶核苷酸的合成，脱氧核糖核苷酸的合成，辅酶核苷酸的合成。
难点：核酸的酶促降解，核苷酸从头合成及补救途径。
四、典型例题解析
例题12-1.简要说明碱水解RNA的机制和DNA抗碱的原因。
解：碱可以水解RNA，但不能水解DNA。因为在稀碱的条件下，RNA在碱（OH-）的作用下生成2′，3′-环状核苷酸的中间物，然后由于H2O的参入生成2ˊ-和3ˊ-核苷酸的混合物。进一步水解还可生成核苷。DNA的核糖2ˊ位上没有羟基，在碱的作用下不能生成2ˊ，3ˊ-环状核苷酸的中间产物。所以DNA 不能被碱水解。
例题12-2.指出下列反应的产物：
①蛇毒磷酸二酯酶作用于A——U——A——A——C——U；
②牛胰核酸酶作用于A——U——A——A——C——U；
③蛇毒磷酸二酯酶作用于dT——A——G——G——Cp；
④对dT——A——C——G——G——C——A进行轻度酸水解；
⑤对dT——A——C——G——G——C——A进行轻度碱水解。
解：①蛇毒磷酸二酯酶是一种外切酶，水解3′-OH形成的磷酸酯键，产物为5′-核苷酸。
A——U——A——A——C——U A + pU + pA + pA + pC + pU
②牛胰核酸酶水解嘧啶核苷酸C3′磷酸基与相邻核苷酸C5′相连的磷酸酯键，生成游离的3′嘧啶核苷酸或3′磷酸末端为嘧啶核苷酸的寡核苷酸碎片。
A——U——A——A——C——U A——Up + A——A——Cp + Up
③蛇毒磷酸二酯酶是一种外切酶，不能水解磷酸单酯键，且要求核苷酸链的3′末端有游离的羟基，dT ——A——G——G——Cp 的 3′末端无游离的羟基，故蛇毒磷酸二酯酶对此片段无水解效应。
④由于嘌呤核苷酸中嘌呤碱基的 N9与脱氧核糖C1′形成的糖苷键在酸性条件下不如嘧啶核苷酸中的N1与脱氧核糖的 C1′形成的糖苷键稳定。故多核苷酸链中的嘌呤核苷酸残基的嘌呤糖苷键易断裂形成游离的嘌呤碱基，拖去嘌呤的多核苷酸称为无嘌呤酸。
⑤由于在脱氧核糖中，2′位无羟基，在碱性条件下不能形成2′，3′环核苷酸中间物。故DNA链不能为碱水解。
例题12-3.碱基组成为A2C4G2U的寡核苷酸与多种酶一起保温，（1）用核糖核酸酶处理产生2分子的Cp，1分子含有腺嘌呤和尿嘧啶的二核苷酸，1分子含有鸟嘌呤和胞嘧啶的二核苷酸和1分子含有腺嘌呤、胞嘧啶和鸟嘌呤的三核苷酸。（2）用高峰淀粉酶处理则得到游离的胞嘧啶、Ap和pGp各1分子，及一个含有胞嘧啶、鸟嘌呤和尿嘧啶的三核苷酸和一个其他产物。（高峰淀粉酶既可作用于嘌呤核苷酸戊糖的3′OH 与另一核苷酸的磷酸基团形成的酯键，产物为5′磷酸核苷（pN），也可作用于嘌呤核苷酸的5′OH和另一个核苷酸的磷酸基团形成的酯键，产物为Np）。（3）用蛇毒磷酸二酯酶在有限时间内处理寡核苷酸，产生了一些pC。根据以上的数据试推断该寡核苷酸的碱基序列。
解：（1）核糖核酸酶可以水解RNA中嘧啶核苷酸C-3′磷酸基团与另一个核苷酸C-5′羟基形成的酯键。如果有两个嘧啶碱基在RNA分子中连续排列，经该酶作用的产物中会出现游离的嘧啶核苷酸，若嘧啶和嘌呤交替排列，则生成以嘧啶核苷酸为3′端结尾的寡核苷酸片段。题中所给的寡核苷酸经糖核酸酶处理可得2Cp，在其分子中可能含有CpCp或UpCp的碱基序列；二核苷酸的碱基顺序必然是ApUp和GpCp：三核苷酸的碱基顺序则可能有两种：ApGpCp或GpApCp。
(2)当用高峰淀粉酶处理寡核苷酸后可得到游离的C和pGp，表明该寡核苷酸的3′端为C，5′—端为G；三核苷酸的顺序有两种可能，即CpUpGp或UpCpGp，由于原寡聚核苷酸中只含1U，在用核糖核酸酶处理时已得到ApUp，故可推测该三核苷酸的碱基顺序为UpCpGp，而三核苷酸的5′端应连接Ap，这样就可得到一个四核苷酸的排列顺序：ApUpCpGp。
另外根据碱基组成可知高峰淀粉酶处理得到的另一产物是含有2CplAp的三核苷酸，该三核苷酸的排列顺序为：CpCpAp。
按照片段置迭法可将上述四核苷酸和三核苷酸的碱基顺序排列如下：
ApUpCpGp
CpCpAp
即CpCpApUpCpGp
由于用高峰淀粉酶处理后可得到lAp，Ap在寡核苷酸中的5′端应与嘌呤核苷酸相连，因该分子中只有2Gp，1个已位于5′末端，故Ap只能与上述6核苷酸碎片的3′端的Gp相连接，这就可得到7核苷酸碎片的碱基顺序为：CpCpApUpCpGpAp。加上5′末端和3′端的碱基可得到寡核苷酸的碱基排列顺序为：pGpCpCpApUpCpGpApC—OH。
（3）蛇毒磷酸二酯酶是从3′末端开始水解的外切酶，当限制性水解时得到pC，这可进一步证实该寡核苷酸的3′末端碱基为胞嘧啶。
例题12-4从肝脏RNA水解产物分离出来的腺苷酸的那一些原子来自下列指定的原子：（1）乙酰辅酰A的羰基碳因子；（2）D-葡萄糖的第3碳原子；（3）丝氨酸的α-碳原子；（4）天门冬氨酸的氨基氮原子；（5）谷氨酰胺的酰氨氮原子。
解：腺苷酸的结构式、顺序标记和嘌呤环各原子的来源如图所示：
（1）乙酰辅酶A的羰基碳原子通过TCA循环，形成CO2，它可以参与Gly的合成：
CO2+NH3+N5，N10-亚甲基四氢叶酸+NADH+H+ →Gly+四氢叶酸+NAD+ CO2的碳原子在Gly分子中为羧基碳，在嘌呤环中为C4；另外CO2也可直接参与嘌呤环的合成，故C6也可能是乙酰辅酶A的羰基碳原子。
2
CO
甲酸
Gly
P O
HO
OH
O
图12-1 腺苷酸的结构式、顺序标记及嘌呤环各原子的来源
（2）D-葡萄糖第3位碳原子通过磷酸已糖途径后位于5-磷酸核糖的第2位，故在AMP中核糖
2'
C是D-葡萄糖的第3位碳原子。另外D-葡萄糖可以完全氧化形成CO2，第3位碳原子以CO2的形式参与Gly 的合成，故在AMP中应是C4或以CO2的形式直接参与嘌呤环合成，应是C6。
（3）Ser通过下列反应生成Gly，这样嘌呤环的C4，C5，N7是来自Ser，α-碳为嘌呤环的C5：
Ser+FH4→Gly+N5，N10-CH2-FH4
（4）Asp的N原子位于嘌呤的第1位和与C6相结合的氨基氮；
（5）嘌呤环的N3和N9是来自于Gln的酰胺N。
综上所述，可列表如下（见表12-1）。
表12-1 各前身物质所提供的原子在AMP中的位置
前身物代号所提供的原子在AMP中的位置
（1） C C4，C6
（2） C
C4 C6和
2'
C
（3） C C5
（4）N N1，与C6相结合的氨基氮
（5）N N3，N9
五、单元自测题
（一）名词解释或概念比较
1.核酸内切酶与核酸外切酶；
2.核酸酶与限制性内切酶；
3.核苷酸的从头合成与补救途径；
4.同裂酶与同尾酶；
（二）填空题
1．限制性核酸内切酶主要来源于，能识别双链DNA中，并同时断裂。这类酶可分为两大类，只有第类限制性内切酶广泛用于基因操作。
2．识别同一断裂序列的限制性内切酶称为，识别相似断裂序列并能产生通过碱基互补相互缔合粘性末端的限制性内切酶称为。
3．核苷、核苷酸和核苷二磷酸，分别是核苷激酶、核苷酸激酶和核苷二磷酸激酶作用的底物，酶促反应的产物分别是、和。
4．同位素标记证明，嘌呤碱的N1来自，C2和C8来自，N3和N9来自，C4、C5和N7来自，C6来自。
5．同位素标记证明，嘧啶碱的各种元素分别来自和。
6．嘌呤核苷酸合成的第一步是由酶催化和谷氨酰胺生成5―磷酸核糖胺的反应。
7．嘌呤核苷酸合成的产物是核苷酸，然后再转变为腺嘌呤核苷酸和。
8．嘧啶合成的起始物氨甲酰磷酸的合成需要作为氨的供体，尿素循环中的氨甲酰磷酸是由作为氨的供体，它们分别由氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ和Ⅱ催化，前者存在于内，后者存在于胞浆中。
9．在E.coli细胞中，催化嘧啶核苷酸合成的关键酶是，GTP是该酶的调节物，A TP 是该酶的调节物。
10．三磷核苷酸是高能化合物，A TP参与转移，GTP为提供能量，UTP参与，CTP与的合成有关。
11．核糖核苷酸还原生成脱氧核糖核苷酸的酶促反应，通常是以为底物。催化该反应的酶系由、、和四种蛋白。
12．生物体内有些核苷酸的衍生物如、和可作辅酶。
（三）选择题
1．5-磷酸核糖和ATP作用生成5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP），催化方反应的酶是：
A 核糖激酶；
B 磷酸核糖激酶；
C三磷酸核苷酸激酶； D 磷酸核糖焦磷酸激酶。
2．在E.coli细胞中受嘧啶碱和嘧啶核苷酸反馈抑制的酶是：
A 氨甲酰磷酸合成酶；B二氢乳酸脱氢酶；
C 天冬氨酸氨甲酰转移酶；
D 乳清酸核苷酸焦磷酸化酶。
3．别嘌呤醇与次黄嘌呤的结构相似，它强烈地抑制下列哪种酶的活性：
A 次黄嘌呤氧化酶；
B 黄嘌呤氧化酶；
C 次黄嘌呤还原酶；
D 黄嘌呤还原酶。
4．鸟类为了飞行的需要，通过下列哪种排泄物释放体内多余的氨：
A 尿素；
B 尿囊素；
C 尿酸；D尿囊酸。
5．胸腺嘧啶除了在DNA出现，还经常在下列哪种RNA中出现：
A mRNA；
B tRNA；
C 5S rRNA；
D 18S rRNA。
6．在生物体内下列物质的合成除哪种外都是由S―腺苷甲硫氨酸提供甲基：
A 磷酸肌酸；B肾上腺素；C 卵磷脂； D 胸腺嘧啶。
7．下列哪一个代谢途径是细菌和人共有的：
A 嘌呤核苷酸的合成；B氮的固定；
C 乙醇发酵；
D 细胞壁粘肽的合成。
8．痛风症是由于尿酸在组织中，特别是在关节内积累过量引起的，治疗的原则是：
A 激活尿酸分解酶；
B 激活黄嘌呤氧化酶；
C 抑制鸟嘌呤脱氢酶；
D 抑制黄嘌呤氧化酶。
9．存在胞浆中的氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ：
A 以N-乙酰谷氨酸为正效应物；C受UMP的反馈抑制；
C催化尿素循环的第一步反应； D 以游离氨为底物。
10．胞嘧啶核苷生成胞嘧啶核苷酸由A TP提供磷酸基团，催化该反应的酶是：
A 胸苷激酶；
B 尿苷激酶；
C 腺苷激酶；
D 鸟苷激酶。
11．氟尿嘧啶（5-Fu）的抗癌作用机理为（）
A抑制二氢叶酸还原酶的活性，从而抑制TMP的合成；
B抑制尿嘧啶的合成，从而减少RNA的生物合成；
C 抑制胞嘧啶的合成，从而减少DNA的生物合成；
D 抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶的活性，从而抑制DNA的生物合成。
12.关于别嘌呤醇治疗痛风，说法错误的是：
A痛风是由于体内尿酸过量积累造成的，经过别嘌呤醇治疗的患者排泄黄嘌呤和次黄嘌呤；
B别嘌呤醇不能被黄嘌呤氧化酶氧化；
C别嘌呤醇是黄嘌呤氧化酶的自杀性底物；
D别嘌呤醇可以被黄嘌呤氧化酶氧化。
（四）是非题
1．嘌呤核苷酸的脱氨过程主要由嘌呤脱氨酶催化嘌呤碱脱氨。
2．腺嘌呤和鸟嘌呤脱去氨基后，分别生成次黄嘌呤和黄嘌呤。
3．别嘌呤醇治疗痛风症，因为该酶可以抑制黄嘌呤氧化酶，阻止尿酸生成。
4．多数鱼类和两栖类的嘌呤碱分解排泄物是尿素，而人和其它哺乳动物是尿囊素。
5．嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的生物合成过程相同，即先合成碱基再与磷酸核糖连接生成核苷酸。
6．ATP为GMP的合成提供能量，GTP为AMP的合成提供能量，缺乏ATP和GTP中的任何一种都会影响另一种的合成。
7．当dUMP转变为dTMP时，其甲基供体是N5，N10―亚甲基THFA。
8．尿苷激酶催化胞嘧啶核苷生成胞嘧淀核苷酸。
9．蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二酯酶都是内切酶。
10.细菌的细胞内有一类识别并水解外源DNA的酶，称为限制性内切酶。
（五）简答题
1．简要说明碱水解核糖核酸的机制和脱氧核糖核酸抗碱的原因。
2．比较在不同生物体内嘌呤核苷酸分解产物的差异。
3．嘧啶和嘌呤核苷酸的合成各有什么特点？指出在合成过程中分别有哪些氨基酸参加？
4．简要说明嘌呤和嘧啶核苷酸合成的调节。
5．羽田杀菌素是天冬氨酸的结构类似物，说明它在嘌呤核苷酸合成中的抑制作用。
6．将标记氨基氮的腺嘌呤和标记N7的腺嘌呤拌入人、小鼠和鸽子的食物中，在它们的哪种排泄物上有标记？
7．将标记14C4的腺嘌呤拌入含有鱼的腺嘌呤分解酶系统中，腺嘌呤分解的最终产物（脲和乙醛酸）是否有标记？写出带标记物的分子式。
8．一个碱基组成为A2C4G4U2的寡核苷酸用特定酶水解，水解后测定产物的碱基组成。（1）胰核糖核酸酶处理生成3分子Cp，1分子含有A和U的二核苷酸，1分子只含有G的二核苷酸，一个含有G和U 的二核苷酸和一个含有A、C和G的三核苷酸。（2）用高峰淀粉酶处理得到Ap，两个Gp和3个三核苷酸，其中一个含有A、C和U；第二个含有C、G，第三个含有C、G和U。试推断该寡核苷酸的碱基序列。
9. 鼠肝脏RNA中胞苷酸的那些原子来自下列指定的碳原子：（1）草酰乙酸的β羧基碳原子；（2）氨的氮原子；（3）Glu的氮原子。
10.如果细胞补救地利用一分子游离腺嘌呤来合成核苷酸，试计算该途径少用高能磷酸键的数目。
11．试述核酸物质作为营养保健品是否具有科学性，说明理由（供讨论）。
六、参考答案
(一)名词解释或概念比较
1.核酸内切酶是能水解核酸分子内磷酸二酯键的核酸酶。
核酸外切酶是指从核酸链的一端逐个水解下核苷酸的酶。
2.核酸酶是指作用于核酸的磷酸二酯键的酶。
限制性内切酶是指能识别并水解外源双链DNA的核酸内切酶。
3.核苷酸的从头合成是指由氨基酸[磷酸戊糖、CO2和NH3等化合物为原料合成核苷酸的途径，又称为从
无到有途径；补救途径是由预先形成的碱基和核苷合成核苷酸。
4. 同裂酶是识别和切割同一碱基序列的限制性内切酶；同尾酶是指识别并切割相似碱基序列并能产生通
过碱基互补相互缔合粘性末端的限制性内切酶。
(二)填空题
1. 微生物双链DNA中特异的短核苷酸序列DNA的两段链Ⅱ
2. 同裂酶同尾酶
3. 单磷酸核苷酸二磷酸核苷酸三磷酸核苷酸
4. 天冬氨酸甲酸盐谷氨酰胺的酰胺基甘氨酸二氧化碳
5. 氨甲酰磷酸天冬氨酸
6. 磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶5-磷酸核糖焦磷酸
7. 次黄嘌呤鸟嘌呤核苷酸
8. 谷氨酰胺游离氨线粒体内
9. 氨甲酰磷酸合成酶负正
10. 能量蛋白质生物合成糖原合成磷脂
11. 二磷酸核苷酸硫氧还蛋白硫氧还蛋白还原酶蛋白质B1B2
12. 黄素核苷酸（FMN，FAD）吡啶核苷酸（NAD+，NADP+）辅酶A
(三)选择题
1. B
2. A
3. B
4. C
5. B
6. D
7. A
8. A
9. B 10.B 11.D 12. B。
(四)是非题
1. 对
2. 对
3. 对
4. 对
5.错
6. 对
7. 对
8. 对
9. 错10. 对
(五)简答题
1. 稀碱的作用下，RNA在碱（OH-）的作用下生成2ˊ，3ˊ-环核苷酸的中间物，然后由于H2O的参入生成2′-和3′-核苷酸的混合物。进一步水解生成核苷。DNA的核糖2位上没有羟基，在碱（OH-）的作用下不能生成2ˊ，3ˊ-环核苷酸的中间物。DNA不能被碱水解。
2. 嘌呤核苷酸分解的过程如下：
腺嘌呤核苷酸→腺嘌呤核苷→次黄嘌呤核苷→次黄嘌呤
*║
鸟嘌呤核苷酸→ 鸟嘌呤核苷→ 黄嘌呤核苷→ 黄嘌呤→ 尿酸→尿囊素→尿囊酸→尿素+乙醛酸。（*黄嘌噙氧化酶催化的反应。）
人、猿类、鸟类、爬虫类和大多数的昆虫以尿酸作为嘌呤碱的最终代谢产物；其它多种生物还可进一步降解尿酸，形成不同的代谢产物，除上述提及的哺乳动物，其它哺乳动物体中嘌呤的降解产物为尿囊素。某些硬骨鱼可将尿囊素进一步分解形成尿囊酸；大多数鱼类、两栖类中尿囊酸可再分解为尿素和乙醛酸；某些低等动物可将尿素分解为氨和二氧化碳。
其它原因导致体内过多的尿酸积累特别是在关节组织中积累可产生痛风症。别嘌呤醇通过抑制黄嘌呤氧化酶，减少尿酸的生成可缓解痛风症。
3. 嘌呤和嘧啶核苷酸的合成，通过完全不同的途径进行。嘌呤核苷酸合成的第一步是5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP ）与谷氨酰胺生成5-磷酸核糖胺（PRA ）。最后合成的产物是次黄嘌呤核苷酸，然后再转变为鸟嘌呤和腺嘌呤核苷酸。嘧啶核苷酸的合成一开始没有核糖参加，合成的产物是嘧啶碱的前体乳清酸，然后再与5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP ）生成乳清酸核苷酸，再进一步转变为尿嘧啶核苷酸。
在嘌呤核苷酸合成过程中有：谷氨酰胺、甘氨酸和天冬氨酸参加。
在嘧啶核苷酸全成过程中有：谷氨酰胺和天冬氨酸参加。
4. 嘌呤核苷酸合成的调节：
（1）催化合成途径第一步反应的磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶是别构酶，受AMP 和GMP 的反馈抑制。
（2）次黄嘌呤核苷酸氧化成黄嘌呤是由次黄嘌呤核苷酸氧化酶催化，过量的GMP 抑制该酶的活性。
（3）次黄嘌呤核苷酸在GTP 供能的条件下，与天冬氨酸生成腺苷酸琥珀酸，催化该反应的腺苷酸琥珀酸合成酶，受过量AMP 的抑制。
嘧啶核苷酸合成的调节：
（1）氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ受UMP 的反馈抑制。
（2）天冬氨酸转氨甲酰酶（A TCase ）是别构酶，ATP 是正效应物，GTP 是负效应物。
（3）CTP 合成酶受CTP 的抑制。
5. 羽田杀菌素（N-羟-N-甲酰甘氨酸）与天冬氨酸结构相似，可强烈抑制腺苷酸琥珀酸合成酶的活性，该酶催化：次黄嘌呤+天冬氨酸+GTP →腺苷酸琥珀酸，然后由腺苷酸琥珀酸裂解为腺苷酸和延胡索酸。羽田杀菌素阻止腺苷酸琥珀酸生成，减少腺苷酸的合成量，是一种具有抗癌作用的抗菌素。
6. 标记氨基氮的腺嘌呤进入人、小鼠和鸽子体内，分解后标记物出现在NH 3上排出体外。标记N 7的腺嘌呤进入人和鸽子体内分解后，标记物出现在尿酸分子中，进入小鼠体内分解后，标记物出现在尿囊酸分子中。
7. 将标记14C 4的腺嘌呤在含有鱼的腺嘌呤分解酶系统中，14C 4出现在腺嘌呤分解的最终产物乙醛酸分子上。H —14C 4OCOOH
8. (1)该寡核苷酸为十二个单核苷酸所组成，各种单核苷酸的分子比例为A ：C ：G ：U = 2：4：4：2。
(2) 胰核糖核酸酶处理得到的多核苷酸碎片的-'3端均含有嘧啶（U 或C ）核苷酸：
()?????????→GpGp GpUp GpApCp ApGpCp
ApUp 3Cp U G C A 2442或
要得到游离的嘧啶苷酸，在寡核苷酸中它们必须与嘧啶核苷酸相连。故ApUp 、ApGpCp （或GpApCp ）、GpUp 的-'3端均应加1Cp ，这就可得到相应的3个碎片：1）ApUpCp ；2）ApGpCpCp 或 2'）GpApCpCp ；
3）GpUpCp 。
另外GpGp 这个碎片必须位于寡核苷酸的-'3末端，该碎片的-'5端也应于嘧啶核苷酸相连。
（3）高峰淀粉酶处理得到的产物中，寡核苷酸都应是嘌呤核苷酸结尾；在含有C 和G 的三核苷酸中，根据寡核苷酸的碱基比值应是2C1A ，其顺应是CpCpAp 。这样寡核苷酸经高峰淀粉酶得到的三个碎片分别是 4）UpCpAp 或4'）CpUpAp ； 5）UpCpGp 或5'）CpUpGp ；6）CpCpAp 。至于第4）和第5）碎片以何种顺序排列，我们可以根据碎片1）和3）来确定。在1）和3）中，均含有UpCpGp ，故这两种碎片的碱基顺序为：UpCpAp 和UpCpGp 。
（4）关于碎片2）的排列顺序可通过综合两种酶处理寡核苷酸所得到的产物来确定。在产物中分别含有ApUpCp 和UpCpAp 两种含A 的碎片，只有在UpCpAp 的-'3端加1Gp 得到UpCpApGp ，在用高峰淀粉酶处理时可得到1Gp ，另外分子-GpGp 水解，可得到另一分子的Gp 。
（5）高峰淀粉酶水解寡核苷酸得到的产物中除了UpCpGp 、UpCpAp 和CpCpGp 之外，还有1Ap 和2Gp ，它们应分别与三个三核苷酸相连。综合上述各项分析，再据片段重叠原理可得： ApUpCp ApGpCpCp GpUpCp GpGp Ap UpCpAp Gp CpCpGp UpCpGp Gp
划“==”的表示所补充的碱基即：
UpCpGpGp
UpCpGP GpCpCpGp GpCpCp ApUpCpAp
UpCpAp Gp Gp Ap ??→???→???→?+++
最后可得到A 2C 4G 4U 2低取核苷酸的排列顺序为：
ApUpCpApGpCpCpGpUpCpGpGp
这里应该指出，按照题中所提供的数据，A 2C 4G 2U 2寡核苷酸还可以排列出下列两种不同的顺序
GpUpCpApUpCpGpApCpCpGpGp
ApGpCpCpGpUpCpApUpCpGpGp
因为这两种排列顺序分别用胰核糖核酸酶和高峰淀粉酶处理，也可得到与题中一样的水解产物。它们的推导过程略。
9. 根据合成反应可知，嘧啶环中的原子来源是：
N C C NH 2
NH 3CO 的酰胺N P
O HO OH O
3
2
图12－2 嘧啶环中各原子的来源
（1）草酰乙酸可发生转氨作用生成Asp ，α-碳原子在嘧啶环中位于第6位；草酰乙酸可氧化，形成CO 2，它可参与嘧啶环的合成，在环中应位于第2位。
（2）NH 3可参与氨甲酰磷酸合成，进而参与嘧啶环的合成，在环中应位于第3位；NH 3也可参与氨基酸的合成，再经转氨作用，可做为Asp 的-NH 2，在环中应位于第1位；NH 3也可做为谷氨酰胺的N 原子在胞嘧啶核苷酰中，成为与C 6相结合的氨基氮。
（3）Glu可发生下列反应：
1）Glu与草酰乙酸之间进行转氨，使其N原子为Asp分子中α-NH2的N原子；
2）Glu氧化脱羧使其N原子形成NH3，NH3可参与氨基酰磷酸的合成，NH3还可参与谷氨酰胺的合成。
如果通过反应1），Glu的N原子应是N1，通过反应2），该N原子可能是N3或与N6相连的氨基氮。
10. 以核糖-5-磷酸，有关氨基酸，CO2等为底物合成核苷酸的过程称为从头合成途径。此过程中要消耗A TP和GTP分子中的高能磷酸键共7个。补救途径合成AMP只有两步反应：
腺嘌呤+核糖-5-磷酸→腺苷+Pi
腺苷+A TP→AMP+ADP
消耗1个高能磷酸键。可见补救途径比从头合成途径少用6个高能磷酸键。
第十二章_嘌呤代谢最终版本_王忠超、孙晓娟
第十二章嘌呤代谢系统 第一节概述 嘌呤代谢是指核酸碱基腺嘌呤及鸟嘌呤等的嘌呤衍生物的活体合成及分解。动物，其嘌呤化合物几乎全部氧化为尿酸，分别以不同形式而排出。人体尿酸主要由细胞代谢分解的核酸和其他嘌呤类化合物以及食物中的嘌呤，经酶的作用分解而来。为了了解尿酸的生成机制，首先要了解嘌呤代谢及其调节机制。 一、嘌呤代谢调节 嘌呤代谢速度受1-焦磷酸-5-磷酸核糖(PRPP)和谷氨酰胺的量以及鸟嘌呤核苷酸、腺嘌呤核苷酸和次黄嘌呤核苷酸对酶的负反馈控制来调节。次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶和黄嘌呤氧化酶，为嘌呤磷酸核糖焦磷酸酰胺移换酶，是嘌呤代谢过程中的关键酶，它们的作用点见下图12-1。 注：E1：磷酸核糖焦磷酸酰胺移换酶；E2：次黄嘌呤脱氢酶；E3腺苷酸代琥珀酸合成酶；E4次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶；E5黄嘌呤氧化酶；→表示负反馈控制。
由核酸分解代谢为尿酸是一个十分复杂的过程，主要有以下三种生成途径： (1)核酸→鸟嘌呤核苷酸→鸟嘌呤→黄嘌呤→尿酸。 (2)核酸→腺嘌呤核苷酸→腺嘌呤→黄嘌呤→尿酸。 (3)5-磷酸核糖+ATP→次黄嘌呤核苷酸→次黄嘌呤→黄嘌呤→尿酸。 此乃尿酸生成的一个总轮廓，中间有许多环节已被省略，在尿酸生成的过程中，有多种酶的参与和调节。但从上述尿酸生成的简要过程中可以看出，嘌呤是尿酸生成的主要来源。因此，嘌呤合成代谢增高及(或)尿酸排泄减少均可造成血清尿酸值增高。 生物化学研究表明，人体体内约有8种酶参与了尿酸的生成过程，其中有7种酶均促进尿酸生成，它们包括：①磷酸核糖焦磷酸酰胺转移酶；②磷酸核糖焦磷酸合成酶；③腺嘌呤磷酸糖核糖苷转移酶；④腺苷去胺基酶；⑤嘌呤核苷酸磷酸酶；⑥5-核苷酸酶；⑦黄嘌呤氧化酶。这些酶的活性增加时，尿酸生成即增加；在这些酶中，以黄嘌呤氧化酶最为重要。另一种次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，其作用和上述7种酶正好相反，当其活性增强时可抑制尿酸生成，活性减弱时则尿酸生成增加。酶缺陷包括某种酶的数量增多或活性增强和某种酶的完全性缺乏或部分缺乏，皆可导致嘌呤合成加速和尿酸生成增多。酶缺陷在痛风发病中占有十分重要的地位，但大多数很难得到证实，仅少数病人可以鉴定出酶缺陷。嘌呤排出物的多样性，可能与在进化过程中发生的酶缺失现象（eezymaphresis）有关[1、2]。对导致过量嘌呤生物合成的机制，有嘌呤代谢酶的数量增多或活性过高，或酶活性降低或缺乏。 二、尿酸代谢的平衡 血清中尿酸浓度，取决于尿酸生成和排泄速度之间的平衡。尿酸是嘌呤代谢的终末产物，体内尿酸的积聚，可见于如下的5种情况：①外源性吸收增多，即摄食富含嘌呤的食物增多； ②内源性生物合成增加，包括酶缺陷，如核酸分解加速和嘌呤基氧化产生尿酸增多；③排泄减少，即由肾脏经尿排出减少和由胆汁、胃肠分泌后，肠道细菌分解减少；④体内代谢减少，即尿酸内源性破坏减少；⑤上述综合因素或不同因素的组合。 拥有尿酸(氧化)酶的物种，能将尿酸转化为溶解性较高、更易排出的尿囊素(allantoin)，故血清尿酸水平低而无痛风存在，人和几种类人动物是在进化过程中发生尿酸氧化酶基因突变性灭活的，从这点来说，人类的高尿酸血症是由尿酸分解代谢的先天性缺陷造成[3]。高尿酸血症血清中尿酸浓度取决于尿酸生成和排泄速度之间的平衡，人体内尿酸有两个来源，一是从富含核蛋白的食物中核苷酸分解而来的，属外源性，约占体内尿酸的20%；二是从体内氨基酸、磷酸核糖及其他小分子化合物合成和核酸分解代谢而来的，属内源性，约占体内总尿酸的80%。对高尿酸血症的发生，显然内源性代谢紊乱较外源性因素更
12 第12章 核酸的降解和核苷酸代谢
第12章核酸的降解和核苷酸代谢 一、教学大纲基本要求 核酸的酶促降解，水解核酸的有关酶（核酶外切酶、核酶内切酶、限制性内切酶），核苷酸、嘌呤碱、嘧啶碱的分解代谢，嘌呤核苷酸的合成，嘧啶核苷酸的合成，脱氧核糖核苷酸的合成，辅酶核苷酸的合成。 二、本章知识要点 (一)核酸的酶促降解 核酸酶（nucleases）：是指所有可以水解核酸的酶，在细胞内催化核酸的降解，以维持核酸（尤其是RNA）的水平与细胞功能相适应。食物中的核酸也需要在核酸酶的作用下被消化。 核酸酶按照作用底物可分为：DNA酶（DNase）、RNA酶（Rnase）。 按照作用的方式可分为：核酸外切酶和核酸内切酶，前者指作用于核酸链的5‘或3’端，有５’末端外切酶和３’末端外切酶两种；后者作用于链的内部，其中一部分具有严格的序列依赖性（4～8 bp），称为限制性内切酶。 核酸酶在DNA重组技术中是不可缺少的重要工具，尤其是限制性核酸内切酶更是所有基因人工改造的基础。 （二）核苷酸代谢 1.核苷酸的生物学功能 ①作为核酸合成的原料，这是核苷酸最主要的功能；②体内能量的利用形式；③参与代谢和生理调 节；④组成辅酶。 核苷酸最主要的功能是作为核酸合成的原料，体内核苷酸的合成有两条途径，一条是从头合成途径，一条是补救合成途径。肝组织进行从头合成途径，脑、骨髓等则只能进行补救合成，前者是合成的主要途径。核苷酸合成代谢中有一些嘌呤、嘧啶、氨基酸或叶酸等的类似物，可以干扰或阻断核苷酸的合成过程，故可作为核苷酸的抗代谢物。不同生物嘌呤核苷酸的分解终产物不同，人体内核苷酸的分解代谢类似于食物中核苷酸的消化过程，嘌呤核苷酸的分解终产物是尿酸。嘧啶核苷酸的分解终产物是β-丙氨酸或β-氨基异丁酸。核苷酸的合成代谢受多种因素的调节。 (1)嘌呤核苷酸代谢①嘌呤核苷酸的合成代谢：体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径，一是从头合成途径，一是补救合成途径，其中从头合成途径是主要途径。 嘌呤核苷酸合成部位在胞液，合成的原料包括磷酸核糖、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳单位及CO2等。主要反应步骤分为两个阶段：首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），然后IMP再转变成腺嘌呤核苷酸（AMP）与鸟嘌呤核苷酸（GMP）。嘌呤环各元素来源如下：N1由天冬氨酸提供，C2由N10-甲酰FH4提供、C8由N5，N10-甲炔FH4提供，N3、N9由谷氨酰胺提供，C4、C5、N7由甘氨酸提供，C6由CO2提供。 嘌呤核苷酸从头合成的特点是：嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子基础上逐步合成的，不是首先单独合成嘌呤碱然后再与磷酸核糖结合的。反应过程中的关键酶包括PRPP酰胺转移酶、PRPP合成酶。PRPP酰胺转移酶是一类变构酶，其单体形式有活性，二聚体形式无活性。IMP、AMP及GMP使活性形式转变成无活性形式，而PRPP则相反。从头合成的调节机制是反馈调节，主要发生在以下几个部位：嘌呤核苷酸合成起始阶段的PRPP合成酶和PRPP酰胺转移酶活性可被合成产物IMP、AMP及GMP等抑制；在形成AMP 和GMP过程中，过量的AMP控制AMP的生成，不影响GMP的合成，过量的GMP控制GMP的生成，不影响AMP的合成；IMP转变成AMP时需要GTP，而IMP转变成GMP时需要ATP。 ②嘌呤核苷酸的补救合成：反应中的主要酶包括腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT），次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）。嘌呤核苷酸补救合成的生理意义：节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗；体内某些组织器官，例如脑、骨髓等由于缺乏从头合成嘌呤核苷酸的酶体系，而只能进行嘌呤核苷酸的补
生物化学(本科)第八章 核酸组成、结构与核苷酸代谢随堂练习与参考答案
生物化学（本科）第八章核酸组成、结构 与核苷酸代谢 随堂练习与参考答案 第一节核酸的化学组成第二节DNA的结构与功能第三节RNA的种类及其结构与功能第四节核酸的理化性质及其应用第五节核苷酸代谢 1. (单选题)核酸中核苷酸之间的连接方式是 A．2’，3’-磷酸二酯键 B．3’，5’ -磷酸二酯键 C．2’，5’ -磷酸二酯键 D．糖苷键 E．氢键 参考答案：B 2. (单选题)符合DNA结构的正确描述是 A．两股螺旋链相同 B．两股链平行，走向相同 C．每一戊糖上有一个自由羟基 D．戊糖平面垂直于螺旋轴
E．碱基对平面平行于螺旋轴 参考答案：D 3. (单选题)DNA双螺旋结构模型的描述中哪一条不正确 A．腺瞟吟的克分子数等于胸腺嘧啶的克分子数 B．同种生物体不同组织中的DNA碱基组成极为相似 C．DNA双螺旋中碱基对位于外侧 D．二股多核苷酸链通过A与T或C与G之间的氢键连接 E．维持双螺旋稳定的主要因素是氢键和碱基堆积力 参考答案：C 4. (单选题)有关DNA的变性哪条正确 A．是指DNA分子中磷酸二酯键的断裂 B．是指DNA分子中糖苷键的断裂 C．是指DNA分子中碱基的水解 D．是指DNA分子中碱基间氢键的断裂 E．是指DNA分子与蛋白质间的疏水键的断裂 参考答案：D 5. (单选题)RNA和DNA彻底水解后的产物
A．核糖相同，部分碱基不同 B．碱基相同，核糖不同 C．碱基不同，核糖不同 D．碱基不同，核糖相同 E．碱基相同，部分核糖不同 参考答案：C 6. (单选题)DNA和RNA共有的成分是 A．D-核糖 B．D-2-脱氧核糖 C．鸟嘌呤 D．尿嘧啶 E．胸腺嘧啶 参考答案：C 7. (单选题)核酸具有紫外吸收能力的原因是 A．嘌呤和嘧啶环中有共轭双键 B．嘌呤和嘧啶中有氮原子 C．嘌呤和嘧啶中有硫原子
12第十二章 核苷酸代谢
第十二章核苷酸代谢 一、单项选择题 1. 合成嘧啶和嘌呤环的共同原料是 A. 一碳单位 B. 甘氨酸 C. 谷氨酸 D. 天冬氨酸 E. 蛋氨酸 2. 嘌呤核苷酸的补救合成途径主要在下列器官进行 A. 脑 B. 肝脏 C. 小肠粘膜 D. 肾脏 E. 胸腺 3. 人体内嘌呤碱分解的终产物是 A. 尿酸 B. 尿素 C. 肌酸 D. β-丙氨酸 E. 尿素氮 4. 嘌呤核苷酸的从头合成途径中，先合成下列核苷酸 A. AMP B. GMP C. XMP D. UMP E. IMP 5. 嘧啶核苷酸的从头合成途径中，先合成下列核苷酸 A. TMP B. CMP C. UMP D. UDP E. UTP 6. 体内生成dTMP的直接前体是 A.TMP B. dUMP C. dUDP D. dCMP E. dCDP 7. 关于嘧啶碱分解的正确叙述是 A. 产生尿酸 B. 代谢异常可引起痛风症 C. 需要黄嘌呤氧化酶 D. 产生NH 3、CO 2 与α-氨基酸 E. 产生NH 3 、CO 2 与β-氨基酸 8. 5-氟尿嘧啶（5Fu）治疗肿瘤的机理是 A. 本身直接杀伤作用 B. 抑制胞嘧啶合成 C. 抑制尿嘧啶合成 D. 抑制胸苷酸合成 E. 抑制四氢叶酸合成 9、在体内能分解为β-氨基异丁酸的核苷酸是 A. CMP B. AMP C. TMP D. UMP E. IMP
10. 使用谷氨酰胺的类似物作抗代谢物，不能阻断核酸代谢的哪些环节？ A. IMP的生成 B. XMP→GMP C. UMP→CMP D. UMP→dTMP E. UTP→CTP 11．临床常用别嘌呤醇治疗痛风症，主要通过抑制下列酶活性而减少尿酸的生成 A. 磷酸酶 B. 转氨酶 C. 合成酶 D. 黄嘌呤氧化酶 E. 水解酶 12．下列代谢途径需要PRPP提供R－5 －P，例外的是 A. 嘌呤核苷酸的从头合成途径 B. 嘧啶核苷酸的从头合成途径 C. 嘌呤核苷酸的补救合成途径 D. 嘧啶核苷酸的补救合成途径 E. 脱氧尿嘧啶核苷酸代谢转变为脱氧胸腺嘧啶核苷酸 13．脱氧核苷二磷酸（dNDP）是在下列核苷酸水平上还原生成 A. NMP B. NDP C. NTP D. dNMP E. dNTP 14. dUMP分子的C-5发生甲基化生成dTMP, 其－CH 是由下列形式的一碳单位提供 3 A. N5-甲基四氢叶酸 B. N5亚氨甲基四氢叶酸 C. N5,N10－甲炔基四氢叶酸 D. N5－甲酰基四氢叶酸 E. N5,N10－甲烯基四氢叶酸 二、多项选择题 1. 下列辅酶或辅基分子中哪些含AMP成分 A. NAD+ B. NADP+ C. FMN D. HSCoA E. FAD 2. 合成嘧啶环的原料是 A. 谷氨酸 B. 谷氨酰胺 C. 天冬氨酸 E. 一碳单位 D. CO 2 3. 合成嘌呤环的原料是 B. 天冬氨酸 C. 谷氨酸 A. CO 2 D. 谷氨酰胺 E. 甘氨酸 4. 下列哪些物质可以作为合成嘌呤环和嘧啶环的原料 A. 甘氨酸 B. 一碳单位 C. 天冬氨酸 D. 谷氨酰胺 E. CO 2
核苷酸代谢
第八章核苷酸代谢 一、A型题 1. 体内进行嘌呤核苷酸从头合成最主要的组织是A．胸腺 B．小肠粘膜 C．肝 D．脾 E．骨髓 2.嘌呤核苷酸从头合成时首先生成的是 A．GMP B．AMP C．IMP D．ATP E．GTP 3.人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要终产物是 A．尿素 B．肌酸 C．肌酸酐 D．尿酸 E．β丙氨酸4.胸腺嘧啶的甲基来自 A．N10-CHO-FH 4 B．N5，N10=CH-FH 4 C．N5，N10-CH 2 -FH 4 D．N5-CH 3-FH 4 E．N5-CH=NH-FH 4 5.原核生物嘧啶核苷酸生物合成途径的反馈抑制是由于控制了下列哪种酶的活性？ A．二氢乳清酸酶 B．乳清酸磷酸核糖转移酶 C．二氢乳清酸脱氢酶 D．天冬氨酸氨基甲酰基转移酶 E. 胸苷酸合成酶 6.5-氟尿嘧啶的抗癌作用机理是 A．合成错误的DNA B．抑制尿嘧啶的合成 C．抑制胞嘧啶的合成 D．抑制胸苷酸的合成 E．抑制二氢叶酸还原酶 7.哺乳类动物体内直接催化尿酸生成的酶是 A．尿酸氧化酶 B．黄嘌呤氧化酶 C．腺苷脱氨酶 D．鸟嘌呤脱氨酶 E．核苷酸酶 8.最直接联系核苷酸合成与糖代谢的物质是 A．葡萄糖 B．6-磷酸葡萄糖 C．1-磷酸葡萄糖 D．1，6-二磷酸葡萄糖 E. 5-磷酸核糖 9.次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）参与下列哪种途径的反应？A．嘌呤核苷酸从头合成 B．嘧啶核苷酸从头合成 C．嘌呤核苷酸补救合成 D．嘧啶核苷酸补救合成 E．嘌呤核苷酸分解代谢 10.6-巯基嘌呤核苷酸不抑制 A．IMP→AMP B．IMP→GMP C．PRPP酰胺转移酶
第12章 核酸的降解和核苷酸代谢
核酸的降解和核苷酸代谢单元自测题第12 章核酸的降解和核苷酸代谢单元自测题 （一）名词解释或概念比较 1.核酸内切酶与核酸外切酶； 2.核酸酶与限制性内切酶； 3.核苷酸的从头合成与补救途径； 4.同裂酶与同尾酶； （二）填空题 1．限制性核酸内切酶主要来源于，能识别双链DNA 中，并同时断裂。这类酶可分为两大类，只有第( ) 类限制性内切酶广泛用于基因操作。 2．识别同一断裂序列的限制性内切酶称为( ) ，识别相似断裂序列并能产生通过碱基互补相互缔合粘性末端的限制性内切酶称为( ) 。 3．核苷、核苷酸和核苷二磷酸，分别是核苷激酶、核苷酸激酶和核苷二磷酸激酶作用的底物，酶促反应的产物分别是( ) 、( ) 和( ) 。 4．同位素标记证明，嘌呤碱的N1 来自( ) ，C2 和C8 来自( ) ，N3 和N9 来自( ) ，C4、C5 和N7来自( ) ，C6 来自( ) 。 5．同位素标记证明，嘧啶碱的各种元素分别来自( ) 和( ) 。 6．嘌呤核苷酸合成的第一步是由( ) 酶催化( ) 和谷氨酰胺生成5―磷酸核糖胺的反应。 7．嘌呤核苷酸合成的产物是( ) 核苷酸，然后再转变为腺嘌呤核苷酸和( ) 。8．嘧啶合成的起始物氨甲酰磷酸的合成需要( ) 作为氨的供体，尿素循环中的氨甲酰磷酸是由( ) 作为氨的供体，它们分别由氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ和Ⅱ催化，前者存在于( ) 内，后者存在于胞浆中。 9．E.coli 细胞中，在催化嘧啶核苷酸合成的关键酶是( ) ，GTP 是该酶的( ) 调节物，是该酶的( ) ATP 调节物。 10．三磷核苷酸是高能化合物，A TP 参与( )转移，GTP 为( ) 提供能量，UTP 参与( ) ，CTP 与( ) 的合成有关。 11 ．核糖核苷酸还原生成脱氧核糖核苷酸的酶促反应，通常是以为底物。催化该反应的酶系由( ) 、( ) 、( ) 和( ) 四种蛋白。 12．生物体内有些核苷酸的衍生物如( ) 、( ) 和( ) 可作辅酶。 （三）选择题 1．5-磷酸核糖和ATP 作用生成5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP），催化方反应的酶是： A 核糖激酶； B 磷酸核糖激酶； C 三磷酸核苷酸激酶； D 磷酸核糖焦磷酸激酶。 2．在E.coli 细胞中受嘧啶碱和嘧啶核苷酸反馈抑制的酶是： A 氨甲酰磷酸合成酶； B 二氢乳酸脱氢酶； C 天冬氨酸氨甲酰转移酶； D 乳清酸核苷酸焦磷酸化酶。3．别嘌呤醇与次黄嘌呤的结构相似，它强烈地抑制下列哪种酶的活性： A 次黄嘌呤氧化酶； B 黄嘌呤氧化酶； C 次黄嘌呤还原酶； D 黄嘌呤还原酶。 4．鸟类为了飞行的需要，通过下列哪种排泄物释放体内多余的氨： A 尿素； B 尿囊素； C 尿酸； D 尿囊酸。 5．胸腺嘧啶除了在DNA 出现，还经常在下列哪种RNA 中出现： A mRNA； B tRNA； C 5S rRNA； D 18S rRNA。 6．在生物体内下列物质的合成除哪种外都是由S―腺苷甲硫氨酸提供甲基： A 磷酸肌酸； B 肾上腺素； C 卵磷脂； D 胸腺嘧啶。 7．下列哪一个代谢途径是细菌和人共有的： A 嘌呤核苷酸的合成； B 氮的固定； C 乙醇发酵； D 细胞壁粘肽的合成。 8．痛风症是由于尿酸在组织中，特别是在关节内积累过量引起的，治疗的原则是： A 激活尿酸分解酶； B 激活黄嘌呤氧化酶； C 抑制鸟嘌呤脱氢酶； D 抑制黄嘌呤氧化酶。
11第十章 核苷酸代谢
第十章核苷酸代谢 核苷酸是核酸的基本结构单位。人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。因此与氨基酸不同，核苷酸不属于营养必需物质。 食物中的核酸多以核蛋白的形式存在。核蛋白在胃中受胃酸的作用，分解成核酸与蛋白质。核酸进人小肠后，受胰液和肠液中各种水解酶的作用逐步水解（图10-1）。核苷酸及其水解 产物均可被细胞吸收，其他绝大部分在肠粘 膜细胞中被进一步分解。分解产生的戊糖被 吸收而参加体内的戊糖代谢；嘌呤和嘧啶碱 则主要被分解而排出体外。因此，食物来源 的嘌呤和嘧啶碱很少被机体利用。 核苷酸在体内分布广泛。细胞中主要以5'-核 苷酸形式存在，其中又以5'-ATP含量最多。 一般说来，细胞中核苷酸的浓度远远超过脱 氧核苷酸，前者约在mmol范围，而后者只在 μmol水平。在细胞分裂周期中，细胞内脱 氧核苷酸含量波动范围较大，核苷酸浓度则 相对稳定。不同类型细胞中各种核苷酸含量 差异很大。而在同一种细胞中，各种核苷酸含量虽也有差异，但核苷酸总含量变化不大。 核苷酸具有多种生物学功用：①作为核酸合成的原料，这是核苷酸最主要的功能。②体内能量的利用形式。ATP是细胞的主要能量形式。此外GTP等也可以提供能量。③参与代谢和生理调节。某些核苷酸或其衍生物是重要的调节分子。例如cAMP是多种细胞膜受体激素作用的第二信使；cGMP也与代谢调节有关。④组成辅酶。例如腺苷酸可作为多种辅酶（NAD、FAD、CoA等）的组成成分。⑤活化中间代谢物。核苷酸可以作为多种活化中间代谢物的载体。例如UDP葡萄糖是合成糖原、糖蛋白的活性原料，CDP二酰基甘油是合成磷脂的活性原料，S-腺苷甲硫氨酸是活性甲基的载体等。ATP还可作为蛋白激酶反应中磷酸基团的供体。 第一节嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两种途径 从头合成途径，利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸，称为从头合成途径（de novo synthesis）。补救合成途径，利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸，称为补救合成途径（salvagepathway)，或称重新利用途径。两者在不同组织中的重要性各不相同，例如肝组织进行从头合成途径，而脑、骨髓等则进行补救合成。一般情况下，前者是合成的主要途径。 （一）嘌呤核苷酸的从头合成 1.从头合成途径除某些细菌外，几乎所有生物体都能合成嘌呤碱。核素示踪实验证明，合成嘌呤碱的前身物均为简单物质，如图10-2所示。图中可见合成嘌呤环的各元素来源，例如氨基酸、CO2及甲酰基（来自四氢叶酸）等。嘌呤核苷酸的从头合成在胞质中进行。反应步骤比较复杂，可分为两个阶段：首先合成次黄嘌呤核苷酸（inosine monophosphate，IMP），然后IMP再转变成腺嘌呤核苷酸（AMP)与鸟嘌呤核苷酸（GMP )。 222
第十一章核酸化学及核苷酸代谢(改)及答案
第十、十一章核酸化学及核苷酸代谢 一、填空题 1、核酸的基本单位是核苷酸，它由碱基、戊糖和磷酸组成。 2、DNA双螺旋中只存在2种碱基对，T总与A配对，C总与G配对。 3、两类核酸在细胞中的分布不同，DNA主要位于细胞核中，RNA主要位于细胞质中。 4、核酸分子中的糖苷键均为β型糖苷键。核苷与核苷间通过3’-5’磷酸二脂键连接而形成多聚体。 5、X射线衍射证明，核苷中碱基环平面与戊糖环平面相互垂直。 6、核酸在260nm附近有强吸收，这是由于碱基中有共轭双建的存在。 7、双链DNA中碱基C+G含量多则Tm值高。 8、变性DNA的复性与许多因素有关，包括复性温度、DNA浓度、溶剂离子强度、 DNA片段大小和样品均度。 9、常用二苯胺法测定DNA含量，用苔黑法测定RNA含量。 10、维持DNA双螺旋的稳定因素有氢键、碱基堆积力、离子键、范德华力等。 11、引起核酸变性的因素很多，如加热、极端PH条件和有机溶剂等。 12、核苷酸的合成包括全程合成和补偿两条途径。 13、核酸中的嘌呤代谢主要是腺嘌呤、鸟嘌呤首先脱氨，分别生成次黄嘌呤和黄嘌呤，再进一步代谢生成尿酸。不同种类的生物分解嘌呤的能力不同，产物也不同。人类、灵长类、嘌呤的最终产物为尿酸；除人和猿以外的哺乳动物、双翅目昆虫嘌呤的最终产物为尿囊素；某些硬骨鱼类嘌呤的最终产物为尿囊酸。 14、嘧啶的分解代谢中胞嘧啶或甲基胞嘧啶经脱氨及氧化等作用后，分别转变为β-丙氨酸及β-氨基异丁酸。 15、嘌呤核苷酸的合成是先合成磷酸核糖，然后逐步掺入碳原子或氮原子形成嘌呤环，最后合成嘌呤核苷酸，其合成的起始物质是5-PRPP。合成嘧啶核苷酸时，首先合成嘧啶环，再与磷酸核糖结合，生成嘧啶核苷酸，最后转化为胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸。合成前体是氨基酰磷酸。 二、选择题 1、热变性的DNA分子在适当条件下可以复性，条件之一是（ B ） A、骤然冷却 B、缓慢冷却 C、浓缩 D、加入浓的无机盐 2、在适宜条件下，核酸分子两条链通过杂交作用可自行形成双螺旋，取决于（ D ） A、DNA的Tm值 B、序列的重复程度 C、核酸链的长短 D、碱基序列的互补 3、核酸中核苷酸之间的连接方式是：（ C ） A、2’，5’—磷酸二酯键 B、氢键 C、3’，5’—磷酸二酯键 D、糖苷键 4、tRNA的分子结构特征是：（ A ） A、有反密码环和3’—端有—CCA序列 B、有密码环 C、有反密码环和5’—端有—CCA序列 D、5’—端有—CCA序列
核酸的降解和核苷酸的代谢
第33章、核酸的降解和核苷酸的代谢(下册P387) 本章重点：熟悉体内核苷酸的来源、分布及多种生物学功能。了解食物中核酸的消化吸收概况。（一）合成代谢：1、熟悉从头合成的概念、原料、进行部位；熟悉从头合成的大致过程及特点。了解从头合成的调节概况。2、了解补救合成的概念、大致过程及生理意义。3、了解嘌呤核苷酸的相互转变。4、熟悉dNDP由NDP（N=A、G、U、C）还原生成的概况。 5、了解多种嘌呤核苷酸抗代谢物（嘌呤类似物、氨基酸类似物及叶酸类似物）的作用原理要点。（二）分解代谢：熟悉嘌呤核苷酸分解代谢的终产物及特点。（一）合成代谢：1、从头合成：熟悉嘧啶核苷酸从头合成的概念、原料、进行部位、大致过程及特点。熟悉dTMP 的生成，了解从头合成的调节要点2、补救合成：了解嘧啶核苷酸补救合成概况。3、抗代谢物：了解三种嘧啶核苷酸抗代谢物（嘧啶类似物、氨基酸类似物及叶酸类似物）的作用原理要点。（二）分解代谢：熟悉嘧啶核苷酸分解代谢的终产物及特点。 本章主要内容： 8-1 核酸和核苷酸的分解代谢 核酸在核酸酶（磷酸二酯酶）作用下降解成核苷酸，核苷酸在核苷酸酶（磷酸单酯酶）作用下分解成核苷与磷酸，然后再在核苷磷酸化酶作用下可逆生成碱基（嘌呤和嘧啶）和戊糖-1-磷酸。 （一）嘌呤碱的分解代谢：P390 图33-2 首先在各种脱氨酶作用下水解脱去氨基（脱氨也可以在核苷或核苷酸的水平上进行），腺嘌呤脱氨生成次黄嘌呤(I)，鸟嘌呤脱氨生成黄嘌呤(X)，I和X在黄嘌呤氧化酶作用下氧化生成尿酸。人和猿及鸟类等为排尿酸动物，以尿酸作为嘌呤碱代谢最终产物；其他生物还能进一步分解尿酸形成尿囊素、尿囊酸、尿素及氨等不同代谢产物。 尿酸过多是痛风病起因，病人血尿酸> 7mg %，为嘌呤代谢紊乱引起的疾病。 可服用别嘌呤醇，结构见P389，与次黄嘌呤相似。别嘌呤醇在体内先被黄嘌呤氧化酶氧化成别黄嘌呤，别黄嘌呤与酶活性中心的Mo（Ⅳ）牢固结合，使Mo（Ⅳ）不易转变成Mo(Ⅵ)，黄嘌呤氧化酶失活，使I和X不能生成尿酸，血尿酸含量下降。（二）嘧啶碱的分解代谢：见P391 图33-3 C：胞嘧啶先脱氨成尿嘧啶U，U再还原成二氢尿嘧啶后水解成β-丙氨酸。 T：胸腺嘧啶还原成二氢胸腺嘧啶后水解成β-氨基异丁酸。 8-2 核苷酸的生物合成 （一）核糖核苷酸的生物合成 （1）从头合成：从一些简单的非碱基前体物质合成核苷酸。 1.嘌呤核苷酸：从5-磷酸核糖焦磷酸（5-PRPP）开始在一系列酶催化下先合成 五元环，后合成六元环，共十步生成次黄嘌呤核苷酸。然后再生成A、G等嘌 呤核苷酸。 2.嘧啶核苷酸：先合成嘧啶环（乳清酸），再与5-PRPP（含核糖、磷酸部分）反 应生成乳清苷酸，失羧生成尿嘧啶核苷酸（UMP），再转变成其他嘧啶核苷酸。 （2）补救途径：利用已有的碱基、核苷合成核苷酸，更经济，可利用已有成分。特别在从头合成受阻时（遗传缺陷或药物中毒）更为重要。 外源或降解产生的碱基和核苷可通过补救途径被生物体重新利用。
第十二章代谢调节
第十二章代谢调节 在自然界中，包括动物、植物和微生物，都是由糖类、脂类、蛋白质、核酸四大类基本物质和有限的其它小分子物质构成的。虽然这些物质化学性质不同，功能各异，但它们在生物体内的代谢过程并不是彼此孤立、互不影响的，而是互相联系、互相制约、彼此交织在一起的。在正常的生物体内，不管是单细胞还是多细胞生物，也不管是原核生物还是真核生物，这些错综复杂的代谢过程均能按其生长发育及适应外界环境的需要而有条不紊相互协调地进行，生成的产物既足以满足生物的需要，又不会过多而造成浪费，表现出生物机体对其代谢具有调节控制的机能，这说明生物在其进化过程中逐渐形成了一整套高效、灵敏、经济、合理的调控系统。 第一节代谢途径的相互联系 生物体内各类物质代谢途径，相互影响，相互转化。糖、脂类和蛋白质之间可以互相转化，当糖代谢失调时会立即影响到蛋白质代谢和脂类代谢。现将生物体内四类主要有机物质：糖、脂类、蛋白质和核酸，代谢途径相互关系分别叙述如下： 一、糖代谢与脂类代谢的相互联系 糖类和脂类都是以碳氢元素为主的化合物，它们在代谢关系上十分密切。一般来说，在糖供给充足时，糖可大量转变为脂肪贮存起来，导致发胖。糖变为脂肪的大致步骤为：糖经酵解产生磷酸二羟丙酮，磷酸二羟丙酮可以还原为甘油；磷酸二羟丙酮也能继续通过糖酵解途径形成丙酮酸，丙酮酸氧化脱羧后转变成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A可用来合成脂肪酸，最后由甘油和脂肪酸合成脂肪。可见甘油三酯的每个碳原子都可以从糖转变而来。如果用含糖类很多的饲料喂养家畜，就可以获得肥畜的效果；另外许多微生物可在含糖的培养基中生长，在细胞内合成各种脂类物质，如某些酵母合成的脂肪可达干重的４０％。 脂肪转化成糖的过程首先是脂肪分解成甘油和脂肪酸，然后两者分别按不同途径向糖转化。甘油经磷酸化生成α－磷酸甘油，再转变为磷酸二羟丙酮，后者经糖异生作用转化成糖。脂肪酸经β－氧化作用，生成乙酰辅酶A。在植物或微生物体内形成的乙酰辅酶A 经乙醛酸循环生成琥珀酸，琥珀酸再经三羧酸循环形成草酰乙酸，草酰乙酸可脱羧形成丙酮酸，然后通过糖异生作用即可形成糖。但在人和动物体内不存在乙醛酸循环，通常情况下，乙酰辅酶A都是经三羧酸循环而氧化成CO２和H2O，而不能转化成糖。因此对动物而言，只是脂肪中的甘油部分可转化为糖，而甘油占脂肪的量相对很少，所以生成的糖量相对也很少。但脂肪酸的氧化利用可以减少对糖的需求，这样，在糖供应不足时，脂肪可以代替糖提供能量，使血糖浓度不至于下降过多。可见，糖和脂肪不仅可以相互转化，在相互替代供能上关系也是非常密切的。 354
氨基酸代谢与核苷酸代谢
第十一章氨基酸代谢与核苷酸代谢 一：填空题 1.氨基酸共有的代谢途径有________________和________________。 2.转氨酶的辅基是________________。 3.人类对氨基代谢的终产物是________________，鸟类对氨基代谢的终产物是________________，植物解除氨的毒害的方法是________________。 4.哺乳动物产生1分子尿素需要消耗________________分子的ATP。 5.脑细胞中氨的主要代谢去向是________________。 6.通过________________的脱羧可产生β-丙氨酸。 7.人类对嘌呤代谢的终产物是________________。 8.痛风是因为体内________________产生过多造成的，使用________________作为黄嘌呤氧化酶的自杀性底物可以治疗痛风。 9.________________酶的缺乏可导致人患严重的复合性免疫缺陷症(SCID)，使用________________治疗可治愈此疾患。 10.核苷酸的合成包括________________和________________两条途径。 11.脱氧核苷酸是由________________还原而来。 12.Arg可以通过________________循环形成。 13.重亮氨酸作为________________类似物可抑制嘌呤核苷酸的从头合成。 14.HGPRT是指________________，该酶的完全缺失可导致人患________________。 15.从IMP合成GMP需要消耗________________，而从IMP合成AMP需要消耗________________作为能源物质。 16.羟基脲作为________________酶的抑制剂，可抑制脱氧核苷酸的生物合成。 17.不能使用5-溴尿嘧啶核苷酸代替5-溴尿嘧啶治疗癌症是因为________________。 18.细菌嘧啶核苷酸从头合成途径中的第一个酶是________________。该酶可被终产物 ________________抑制。 19.褪黑激素来源于________________氨基酸，而硫磺酸来源于________________氨基酸。 20.PAPS是指________________，它的生理功能是________________。 21.γ-谷氨酰循环的生理功能是________________。 二：是非题 1.[ ]对于苯丙酮尿患者来说酪氨酸也是必需氨基酸。 2.[ ]氨基酸脱羧酶通常也需要吡哆醛磷酸作为其辅基。 3.[ ]动物产生尿素的主要器官是肾脏。 4.[ ]参与尿素循环的酶都位于线粒体内。 5.[ ]L-氨基酸氧化酶是参与氨基酸脱氨基作用的主要酶。 6.[ ]黄嘌呤氧化酶既可以使用黄嘌呤又可以使用次黄嘌呤作为底物。 7.[ ]嘌呤核苷酸的从头合成是先闭环，再在形成N糖苷键。 8.[ ]IMP是嘌呤核苷酸从头合成途径中的中间产物。 9.[ ]严格的生酮氨基酸都是必需氨基酸。 10.[ ]Lys的缺乏可以通过在食物中添加相应的α-酮酸加以纠正。 11.[ ]能刺激固氮酶的活性。 12.[ ]氨基酸经脱氨基作用以后留下的碳骨架进行氧化分解需要先形成能够进入TCA循环的中间物。
生物化学核苷酸代谢练习题
核苷酸代谢练习题 一、填空题： 1、人类嘌呤核苷酸分解代谢的最终产物是尿酸，与其生成有关的重要酶是尿酸氧化酶。 2、嘧啶核苷酸从头合成的第一个核苷酸是谷氨酰胺核苷酸，嘌呤核苷酸从头合成的第一个核苷酸是谷氨酰胺核苷酸。 3、“痛风症”与嘌呤代谢发生障碍有关，其基本的生化特征是高尿酸血症。 4、别嘌呤醇可治疗“痛风症”，因其结构与次黄嘌呤相似，可抑制黄嘌呤氧化酶的活性。使尿酸生成减少。 5、体内脱氧核糖核苷酸是由核苷二磷酸直接还原而成，催化此反应的酶是核糖核苷酸还原酶。 6、dUMP甲基化成为dTMP，其甲基由S-腺苷甲硫氨酸提供。 7、HGPRT是指次黄嘌呤-尿嘌呤磷酸核糖转移酶，该酶的完全缺失可导致人患自毁容貌症。 8、核苷酸抗代谢物中，常见的嘌呤类似物有6'-巯基嘌呤，常见的嘧啶类似物有5'-氟尿嘧啶。 9、PRPP是5'-磷酸核糖-1'-焦磷酸的缩写，它是从5'-磷酸核糖转变来。 10、由于5-氟尿嘧啶是胸腺嘧啶核苷酸合成酶的自杀性抑制剂，能抑制胸腺嘧啶核苷酸合成的合成，因此，可作为抗癌药物使用。
二、名词解释： 核苷酸从头合成途径：核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成核苷酸的途径。 核苷酸补救合成途径：体内的核苷酸，利用细胞中自由存在的碱基和核苷合成核苷酸的途径。 三、选择题 1、dTMP是由下列哪种脱氧核苷酸转变而来的？（ C ） A、dCMP B、dAMP C、dUMP D、dGMP 2、嘌呤核苷酸从头合成时，首先合成的是下列哪种核苷酸？（ C ） A、AMP B、GMP C、IMP D、XMP 3、在嘧啶核苷酸的生物合成中不需要下列哪种物质？（ A ） A、Gly B、Asp C、Gln D、PRPP 4、嘧啶环生物合成的关键物质是：（ D ） A、NADPH B、5-磷酸核糖 C、Gly D、氨甲酰磷酸 5、HGPRT参与了下列哪种反应？（ C ） A、嘌呤核苷酸的从头合成 B、嘧啶核苷酸的从头合成 C、嘌呤核苷酸合成的扑救途径 D、嘧啶核苷酸合成的扑救途径
第十一章核酸降解及核苷酸代谢练习题
第十章核酸降解及核苷酸代谢练习题 一、填空 1．体内脱氧核苷酸是由_________直接还原而生成，催化此反应的酶是__________酶。2．在嘌呤核苷酸从头合成中最重要的调节酶是_________酶和__________酶。 3．别嘌呤醇治疗痛风症的原理是由于其结构与________相似，并抑制__________酶的活性。4．氨甲喋呤（MTX）干扰核苷酸合成是因为其结构与__________相似，并抑制___________酶，进而影响一碳单位代谢。 5．核苷酸抗代谢物中，常见的嘌呤类似物有__________；常见的嘧啶类似物有____________。6．人体内嘌呤核苷酸分解代谢的最终产物是____________，与其生成有关的重要酶是____________。 7．体内ATP与GTP的生成交叉调节，以维持二者的平衡。这种调节是由于：IMP→AMP 需要__________；而IMP→GMP需要____________。 1．核糖核苷酸核糖核苷酸还原酶 2．磷酸核糖焦磷酸激 3．次黄嘌呤黄嘌呤氧化 4．叶酸二氢叶酸还原 5．6-巯基嘌呤（6MP），5-氟尿嘧啶（5-Fu） 6．尿酸黄嘌呤氧化酶 7．GTP ATP 二、单选题 1．嘌呤核苷酸从头合成时首先生成的是： A．GMP B．AMP C．IMP D．ATP E．GTP 2．人体内嘌呤核苷酸分解的终产物是： A．尿素B．肌酸C．肌酸酐D．尿酸E．β丙氨酸 3．最直接联系核苷酸合成与糖代谢的物质是： A．葡萄糖B．6磷酸葡萄糖C．1磷酸葡萄糖 D．1，6二磷酸葡萄糖E．5磷酸葡萄糖 4．体内脱氧核苷酸是由下列哪种物质直接还原而成？ A．核糖B．核糖核苷C．一磷酸核苷D．二磷酸核苷E．三磷酸核苷5．HGPRT（次黄嘌呤-鸟嘌磷酸核糖转移酶）参与下列哪种反应： A．嘌呤核苷酸从头合成B．嘧啶核苷酸从头合成 C．嘌呤核苷酸补救合成D．嘧啶核苷酸补救合成E．嘌呤核苷酸分解代谢 6．氟尿嘧啶（5Fu）治疗肿瘤的原理是： A．本身直接杀伤作用B．抑制胞嘧啶合成 C．抑制尿嘧啶合成D．抑制胸苷酸合成E．抑制四氢叶酸合成 7．提供其分子中全部N和C原子合成嘌呤环的氨基酸是： A．丝氨酸B．天冬氨酸C．甘氨酸D．丙氨酸E．谷氨酸 8．嘌呤核苷酸从头合成时GMP的C-2氨基来自： A．谷氨酰胺B．天冬酰胺C．天冬氨酸D．甘氨酸E．丙氨酸 9．dTMP合成的直接前体是： A．dUMP B．TMP C．TDP D．dUDP E．dCMP 10．在体内能分解为β-氨基异丁酸的核苷酸是： A．CMP B．AMP C．TMP D．UMP E．IMP
第十一章核酸的代谢
第十一章 核酸的代谢 第一节 核酸降解 和核苷酸代谢 ?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、A TP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（NAD NADP)、黄素嘌呤二核苷酸（FAD)和辅酶A的组分。 ?5、某些核苷酸是代谢的调节物质。 ?cAMP,cGMP是许多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：核糖核酸、脱氧核糖核酸的分解与合成。 一. 核酸的解聚和核苷酸的降解 ?核酸降解酶种类 ?核酸外切酶: 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。 ?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 ?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。 二. 碱基降解 ?㈠. 嘌呤碱的分解 ?⒈脱氨
核酸的降解与核苷酸的代谢
第十章 核酸的降解与核苷酸的代谢 学习要求：通过本章学习，熟悉核酸的降解过程，掌握核酸酶的分类及其作用方式；了解核苷酸分解过程及不同生物嘌呤核苷酸分解代谢的区别；了解核苷酸从头合成途径的过程，掌握合成原料及嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸的合成特点，重点掌握核苷酸合成途径的调节，熟悉补救合成途径的过程和意义；熟悉核苷酸代谢与氨基酸代谢及糖代谢的相互关系；了解核苷酸代谢的有关理论对医药及生产实践的指导意义。 动物、植物和微生物都能合成各种核苷酸，因此核苷酸与氨基酸不同，不属于营养必需物质。细胞内存在多种游离的核苷酸，它们具有多种重要的生理作用：①作为合成核酸的原料。②ATP 在生物体内能量的贮存和利用中处于中心地位，是最重要的高能化合物。此外，GTP 在能量利用方面也有一定作用。③参与代谢和代谢调节。某些核苷酸或其衍生物是重要的信息物质，如 cAMP 是多种激素作用的第二信使；cGMP 也与代谢调节有关。④组成辅酶。腺苷酸是辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ、辅酶A 和FAD 四种辅酶的组成成分。⑤活化中间代谢物。UTP 和CTP 可使代谢物NDP （核苷二磷酸）化，成为活性代谢物直接用作合成原料，如UDP-葡萄糖称为“活性葡萄糖”，是合成糖原、糖蛋白的活性原料；CDP-甘油二酯是合成磷脂的活性原料。ATP 使蛋氨酸腺苷化生成的S-腺苷蛋氨酸（SAM ）作为甲基的直接供体，是合成肾上腺素、肌酸等物质的活性原料。 第一节 核酸的酶促降解 一、核酸的降解 生物组织中的核酸往往以核蛋白的形式存在，动物和异养型微生物可分泌消化酶类分解食物或体外的核蛋白和核酸。核蛋白可分解成核酸与蛋白质，核酸由各种水解酶催化逐步水解，生成核苷酸、核苷、戊糖和碱基等，这些水解产物均可被吸收，但动物体较少利用这些外源性物质作为核酸合成的原料，进入小肠粘膜细胞的核苷酸、核苷绝大部分进一步被分解。植物一般不能消化体外的有机物。 所有生物细胞都含有核酸代谢的酶类，能分解细胞内的各种核酸促进其更新。核酸降解产生的1-磷酸核糖可由磷酸核糖变位酶催化转变为5-磷酸核糖进入核苷酸合成代谢或糖代谢，碱基可进入核苷酸补救合成途径或分解排出体外。细胞内核酸的降解过程如下： 核酸 核酸酶 核苷酸酶 核苷 + 磷酸 核苷磷酸化酶 嘌呤碱和嘧啶碱 + 戊糖-1-磷酸 二、核酸酶 催化核酸水解的酶称为核酸酶（nuclease ）。核酸酶催化核酸分子中3′,5′-磷酸二酯键的水解断裂，属于磷酸二酯酶（phosphodiesterase ）。根据其作用底物可分为脱氧核糖核酸酶（DNase ，deoxyribonuclease ）和核糖核酸酶（RNase ,ribonuclease ）；按其作用位置又可分为核酸外切酶（exonuclease ）和核酸内切酶（endonuclease ）。 (一) 核酸外切酶 从核酸链一端逐个水解产生单核苷酸的酶称为核酸外切酶。核酸外切酶有多种，有的作用于DNA ，有的作用于RNA ，有的对二者都有催化作用。核酸外切酶有两种作用方式，一种是从核酸链的3′端开始逐个水解生成5′-核苷酸，具有3′→5′外切活性，如蛇毒磷酸二酯酶（VPD ）；另一种则是从核酸链的5′端开始逐个水解生成3′-核苷酸，具有5′→ 3′外切活性，如牛脾磷酸二酯酶（SPD ）。如图10-1。 B P B P B P B B P P 牛脾磷酸二酯酶 蛇毒磷酸二酯酶 OH B 53 图10-1 核酸外切酶的水解位置（B 代表碱基） VDP 和SDP 对DNA 和RNA 都有催化作用，分别用VPD 和SPD 水解核酸可得到5′-单核苷酸的混合物和3′-单核苷酸的混合物，用离子交换法可将混合物分离得到各种单核苷酸。这些单核苷酸在医药和科研上都具有重要应用价值。 （二）核糖核酸内切酶
生物化学核苷酸代谢试题及答案
【测试题】 一、名词解释 1．嘌呤核苷酸的补救合成 2．嘧啶核苷酸的从头合成 3．Lesch-Nyhan综合征 4．de novo synthesis of purine nucleotide 5．嘧啶核苷酸的补救合成 6．核苷酸合成的抗代物 7．feed-back regulation of nucleotide synthesis 二、填空题 8．嘧啶碱分解代的终产物是_______。 9．体的脱氧核糖核苷酸是由各自相应的核糖核苷酸在水平上还原而成的，-酶催化此反应。10．嘌呤核苷酸从头合成的原料是及等简单物质。 11．体嘌呤核苷酸首先生成，然后再转变成和。 12．痛风症是生成过多而引起的。 13．核苷酸抗代物中，常用嘌呤类似物是____；常用嘧啶类似物是_____。 14．嘌呤核苷酸从头合成的调节酶是______和______。 15．在嘌呤核苷酸补救合成中HGPRT催化合成的核苷酸是____和____。 16．核苷酸抗代物中，叶酸类似物竞争性抑制______酶，从而抑制了______的生成。 17．别嘌呤醇是______的类似物，通过抑制_____酶，减少尿酸的生成。 18．由dUMP生成TMP时，其甲基来源于_____，催化脱氧胸苷转变成dTMP的酶是___ __，此酶在肿瘤组织中活性增强。 19．体常见的两种环核苷酸是______和____。 20．核苷酸合成代调节的主要方式是____，其生理意义是____。 21．体脱氧核苷酸是由_____直接还原而生成，催化此反应的酶是______酶。 22．氨基蝶呤（MTX）干扰核苷酸合成是因为其结构与_____相似，并抑制___ __酶，进而影响一碳单位代。 三、选择题 A型题 23．下列关于嘌呤核苷酸从头合成的叙述哪些是正确的？ A.嘌呤环的氮原子均来自氨基酸的α氨基 B.合成过程中不会产生自由嘌呤碱 C.氨基甲酰磷酸为嘌呤环提供氨甲酰基 D.由IMP合成AMP和GMP均由ATP供能 E.次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶催化IMP转变成GMP 24．体进行嘌呤核苷酸从头合成最主要的组织是 A.胸腺 B.小肠粘膜 C.肝 D.脾 E.骨髓 25．嘌呤核苷酸从头合成时首先生成的是 A.GMP B.AMP C.IMP D.ATP E.GTP 26．人体嘌呤核苷酸分解代的主要终产物是 A.尿素 B.肌酸 C.肌酸酐 D.尿酸 E.β丙氨酸 27．胸腺嘧啶的甲基来自 A.N10-CHO FH4 B.N5，N10=CH-FH4 C.N5，N10-CH2-FH4 D.N5-CH3 FH4 E.N5-CH=NH FH4 28．嘧啶核苷酸生物合成途径的反馈抑制是由于控制了下列哪种酶的活性？ A.二氢乳清酸酶 B.乳清酸磷酸核糖转移酶 C.二氢乳清酸脱氢酶