核酸的降解和
核酸代谢知识点总结
核酸代谢知识点总结1. 核酸的结构核酸是由核苷酸组成的生物大分子，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
核苷酸是由糖分子、碱基和磷酸组成的。
DNA的糖是脱氧核糖，碱基包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和嘧啶(T)四种，RNA的糖是核糖，碱基包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)四种。
2. 核酸合成核酸的合成是一个消耗能量的生化反应，而且是高度有序的反应。
核酸合成的基本过程是：选择正确的碱基、糖和磷酸组合成核苷酸，再将核苷酸依次连接成链。
核酸合成需要一些特殊的酶和辅酶的参与，如DNA聚合酶和RNA聚合酶等。
DNA的合成发生在细胞的细胞核内，RNA的合成则发生在细胞核和细胞质中的核糖体上。
3. 核酸降解核酸的降解是细胞中的垃圾处理系统，它可以消除老化或受损的DNA和RNA。
核酸的降解也是依赖特殊的酶的参与，如核酸酶和核苷酸酶等。
核酸降解生成的核苷酸可以通过嘌呤和嘧啶代谢途径再生产成新的核酸。
4. 核酸修复由于DNA容易受到外界辐射和化学物质的损害，因此细胞需要对受损的DNA进行修复，以保持基因组的稳定。
核酸的修复包括直接修复、碱基切除修复、错配修复、重组修复等多个途径。
这些修复途径需要一系列的酶和蛋白质的参与。
5. DNA复制DNA的复制是分裂细胞过程中的一个重要环节，它是确保每个新细胞都有完整的遗传信息的关键。
DNA复制是一个高度有序的过程，需要DNA聚合酶等酶的参与。
DNA复制时，双螺旋结构的DNA分子会解旋成两条单链，再依次加入对应的核苷酸，形成两条新的DNA分子。
6. RNA转录RNA转录是DNA转录成RNA的过程，在此过程中，在细胞核内RNA聚合酶在DNA模板上合成RNA分子。
RNA转录是转录过程中的第一步，不同的RNA转录产物包括mRNA、tRNA、rRNA等。
mRNA是编码蛋白质的信使RNA，tRNA是携带氨基酸的转运RNA，rRNA是核糖体上的结构RNA。
第十一章核酸的降解和核甘酸代谢
嘌呤核苷酸的抗代谢物
嘌呤核苷酸的抗代谢物主要有嘌呤类似物、 谷氨酰胺类似物、叶酸类似物三类。
嘌呤类似物：6-巯基嘌呤 谷氨酰胺类似物：重氮丝氨酸、 6-重氮-5-
氧代正亮氨酸 叶酸类似物：氨基蝶呤、氨甲蝶呤
二、嘧啶核苷酸的生物合成 从头合成途径 补救合成途径
（一）嘧啶核苷酸的从头合成
AMP或GMP的合成又需1个ATP。
（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径
•定义
利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过 简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为 补救合成（或重新利用）途径。
•参与补救合成的酶
腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶(adenosine kinase)
H
胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTMP）的合成
dUDP + H2O 酯酶 dUMP + Pi dCMP + H2O 脱氨酶 dUMP + Pi
氨基蝶呤、氨甲蝶呤是叶酸的类似物，能与二氢 叶酸还原酶不可逆结合，阻止FH4的生成，从而抑 制FH4参与的一碳单位的转移。可用于抗肿瘤。
dUMP
胸腺嘧啶核苷酸合酶
1、核酸酶的分类
（1）根据对底物
的
专一
性分为
核糖核酸酶(RNase) 脱氧核糖核酸酶
(非D特N异as性e)核酸酶
（2）根据切割位点分为 核酸内切酶 核酸外切酶
2、核酸酶的作用特点
核酸外切酶：作用于核酸链的末端（3端
或5端），逐个水解下核苷酸； 脱氧核糖核酸外切酶：只作用于DNA 核糖核酸外切酶:只作用于RNA；
核酸的降解和
P
O
HN C
CH2 O
CHO NH
H2O
OH OH
甲酰甘氨咪核苷酸
HC
N
O
C CH
P
C
H
H
2
2
N O
N
CO 2 OH OH
5-氨基咪唑核苷酸
HO
C C
N
P
O
H2N
CH2 O
C
N
CH
OH OH 5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸
COOH
Asp
H2C
O
HC
NH C
COOH
C
N
HO
HN C C
N10-CHO-FH 4 N
N H
O
黄嘌呤 (XMP)
O
O
N
NH
黄嘌呤氧化酶
N
NH
HO—
NN HH
[O]
O H2O
H2O2
NN HH
O
H N
O= N H
O
NH
NO
H
黄嘌呤
脱氨
尿酸（烯醇式）
尿酸（酮式）
氧化 氧化
人和灵长类动物，排泄尿酸
3、嘧啶碱的分解代谢
NH2?
4
3N
5
2 O
N1H
6?
还原 水解 水解
9.3 核苷酸的合成代谢
HN C C
N
P O HC N C N CH CH2 O
OH OH 次黄嘌呤核苷酸
IMP
• 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的
• 而不是首先单独合成嘌呤碱然后再与磷酸核糖 结合而成的
ATP和GTP的生成
O HN C C
核酸降解和核苷酸代谢
R-5'-P
R-5'-P
5-氨基咪唑-4-羧酸 核苷酸（CAIR）
5-氨基咪唑核苷酸 （AIR）
甲酰甘氨咪核苷酸 （FGAM）
O
C
HO
C
C H2N
N Asp
H2O
ATP
CH
N
合成酶
R-5'-PFra bibliotekCOOH OC
HC N C H
CH2
C
H2N COOH
延胡索酸 N
CH
N
裂解酶
R-5'-P
O
C
H2N
C
C H2N
二、嘌呤核苷酸的降解
AMP
GMP
嘌呤核苷酸的结构
AMP GMP
H(I) 黄嘌呤氧化酶
（次黄嘌呤）
X
G
（黄嘌呤）
黄嘌呤 氧化酶
嘌呤碱的最终 代谢产物
腺嘌呤脱氨酶含量极少 腺苷脱氨酶和腺苷酸脱氨酶活性较高
腺嘌呤脱氨基主要在 核苷和核苷酸水平
鸟嘌呤脱氨酶分布广
鸟嘌呤脱氨基主要 在碱基水平
嘌呤类在核苷酸、核苷和碱基三个水平上的降解
1. 从头合成途径
（1）尿嘧啶核苷酸的合成
2ATP 2ADP+Pi
Gln + HCO3氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ
(CPS-Ⅱ )
H2N C OPO3H2 + Glu
O
氨甲酰磷酸
CO2 + NH3 + H2O
2ATP N-乙酰谷氨酸
2ADP+Pi
氨基甲酰磷酸
Pi
线粒体
鸟氨酸
瓜氨酸
鸟氨酸循环
鸟氨酸
尿素
核酸的降解名词解释
核酸的降解名词解释1. 引言自20世纪的中叶以来，核酸的降解研究已经成为生物科学和医学领域中的重要研究方向之一。
核酸是细胞中的基本生物大分子，其重要性在于其携带和传递遗传信息的作用。
本文将对核酸的降解相关名词进行解释，以帮助读者对该领域的知识有更深入的理解。
2. 核酸核酸是由核苷酸单体通过磷酸二酯键连接而成的生物大分子。
核苷酸分为两类：脱氧核苷酸（DNA）和核苷酸（RNA）。
DNA是遗传物质的主要组成部分，由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶）组成，携带着生物体的遗传信息。
RNA则在遗传信息的转录和翻译中发挥重要作用。
3. 核酸降解核酸的降解是指核酸大分子在生物体内或外受到一系列物理化学条件的作用而发生分解的过程。
核酸降解可分为内源性和外源性两种。
内源性核酸降解是生物体内部产生的降解过程，它在维持细胞正常的代谢和功能调控中起到重要作用。
外源性核酸降解则是指核酸大分子在体外受到物理、化学、酶等条件的作用而发生降解。
4. 核酸酶核酸酶是催化核酸降解的酶类，可将核酸大分子降解为较小的核苷酸、核苷和碱基。
核酸酶分为内切酶和外切酶两类。
内切酶能够在核酸链的内部切割磷酸二酯键，将核酸分解为多个较小的片段。
外切酶则能够从核酸的末端开始切割，逐渐将核酸分解为单个核苷酸或碱基。
5. 碱基酶碱基酶是一类特殊的核酸酶，其作用是催化核酸分子中的碱基的去除。
碱基酶能够将核酸分子中的碱基切除，并使剩余的磷酸二酯键断裂。
6. 核酸降解产物核酸降解的产物可以是较小的核苷酸、碱基和核苷分子。
这些降解产物可被细胞进一步利用，例如用于合成新的核酸、合成蛋白质或供能。
7. 环境因素对核酸降解的影响核酸降解受到许多环境因素的影响，包括温度、pH值、金属离子和酶等。
温度对核酸降解速率有显著影响，通常降解速率随温度的升高而增加。
同时，酸性或碱性条件下，核酸降解速率也会有所不同。
金属离子能够促进或抑制核酸降解的过程，因为它们可以与酶或核酸分子中的功能基团发生配位作用。
核酸的降解及核苷酸的代谢概述核酸是一种高分
3、合成特点：嘌呤核苷酸的合成并不是先单独合成嘌呤环，再与磷酸和核
糖结合成嘌呤核苷酸，而是合成开始就从5— —R起沿着合成核苷酸的途径，
经过11步酶促反应，先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），再转变为其它的嘌呤核苷
酸，因此称之为“从头合成途径”。
4、IMP的合成：从5——R→→→IMP十一步反应中，催化第一步反应的 酶是磷酸核糖焦磷酸激酶，第二步反应由磷酸核糖转酰胺酶（氨基转移酶）催化 这二个酶均是可调节酶
①排尿酸药物，如水杨酸、辛可劳、丙磺舒等。可降低肾小管对尿酸的重吸 收， 增加尿酸排出。
（2） 嘌呤氧化酶抑制剂：别嘌呤醇 其结构与次黄嘌呤很相似，可竞争性抑制黄嘌呤氧化酶，以减少尿酸的产生， 故可治疗痛风症（一种继发性嘌呤核苷酸代谢紊乱症，由于尿酸在体内积累所至
）二。 2、嘌呤核苷酸的合成代谢：
用同位素标记的化合物做实验，证明生物体内合成嘌呤环的前体有：
第一节
核酸的消化与吸收
食物中所含的核酸和蛋白质结合，故消化过程开始之前，核酸先在胃酸 作用下与蛋白质分开：食物中核蛋白 H+ 蛋白质、核酸（DNA、RNA）
一、消化：
（一）部位：小肠
RNA酶：水解核糖核酸
胰液—核酸酶
DNA酶：水解脱氧核糖核酸
（二）参与消化的酶：
多核苷酸酶：
小肠液—
（三）消化过程：
核苷酸酶：
可能是因为体内如脾、脑、骨髓等重要组织器官不能从头合成嘌呤核苷酸，而主要通过补 救途径合成嘌呤核苷酸。
（三）嘌呤核苷酸合成代谢的调节：
二个长负反馈： GDP
磷酸核糖焦磷酸激酶
ADP
GMP、GTP 二个短负反馈： GMP
AMP
磷酸核糖氨基转移酶 次黄嘌呤核苷酸脱酶 腺苷琥珀酸合成酶
核酸的降解和核苷酸代谢(1)
大肠杆菌核糖核苷酸还原酶R2亚基
IMP/GMP+PPi PCR(聚合酶链式反应) （5-磷酸核糖-1-焦磷酸） 肝、肾、胰、心、脑、肉馅、肉汁、沙丁鱼、鱼卵、小虾 PCR(聚合酶链式反应) 1 嘌呤核苷酸的生物合成 ④组成辅酶,如腺苷酸可作为NAD＋、NADP＋、FMN、FAD及CoA等的组成成分; 嘌呤核苷酸的补救合成2 第二类 含嘌呤中等的食物 (每100g食物含嘌呤75～100mg) 甲基丙二酸单酰辅酶A→琥珀酸CoA 一些微生物如乳酸杆菌、枯草杆菌等则以核苷三磷酸为还原底物。 （N10-CHO FH4） PCR：polymerase chain reaction 利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位、CO2等简单物质为原料。 3 脱氧核糖核酸酶(DNase) AMP + PPi IMP/GMP+PPi 利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位、CO2等简单物质为原料。 利用体内游离的碱基或核苷，反应较简单。 黄嘌呤氧化酶(Xanthine Oxidase)
解 鸟苷酸 27mmol/L (4.
鲤鱼、贝壳类、鳗鱼、熏火退、猪肉、小牛肉； IMP/GMP+PPi
痛风的药物治疗：别嘌呤醇
脱氨酶
通常是在核苷二磷酸水平上发生还原反应；
次黄嘌呤 黄嘌呤
AMP + PPi 一些微生物如乳酸杆菌、枯草杆菌等则以核苷三磷酸为还原底物。
黄嘌呤 第四类 含嘌呤很少的食物
②储存能量,三磷酸核苷酸尤其是ATP是细胞的主要能量形式，一些活化的中间产物，如UDP葡萄糖，亦含有核苷酸成分;
• 第三类 含嘌呤较少的食品(每100g食物含嘌呤<75mg) – 龙虾、蟹 ；火腿、羊肉、鸡；麦片、面包、粗粮 ； – 芦笋、四季豆、菜豆、菠菜、蘑菇、干豆类、豆腐
核酸的降解与核苷酸代谢
1、嘧啶核苷酸的从头合成 • 定义
嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、 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，合成嘧啶核苷 酸的途径。
• 合成部位
主要是肝细胞胞液
•嘧啶合成的元素来源
氨基甲 酰磷酸
天冬氨酸
合成原料：谷氨酰胺、天冬氨酸、 CO2、磷酸核糖。
合成特点：用原料先合成嘧啶环，然 后再与磷酸核糖连接生成嘧啶核苷酸
生理意义
●节省: 减少从头合成时能量和原料的消耗 ● 作为某些器官(脑,骨髓和脾)合成核苷酸的途径
遗传疾病 Lesch-Nyhan 莱-尼综合征,自毁容貌综合征 -----罕见的性染色体X连锁遗传病 疾病生化本质: HGPRT基因缺陷 嘌呤合成过多，明显的高尿酸血症，痛风伴 大脑瘫痪、智力减退、舞蹈手足综合征,身体 和精神发育迟缓, 有咬指咬唇的强迫性自残
S
S
NADP+ 硫氧化还原蛋白还原酶 NADPH + H+ （FAD）
激酶 dNDP + ATP
dNTP + ADP
5、 嘌呤核苷酸的抗代谢物
• 嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、 氨基酸或叶酸等的类似物。
嘌呤类似物 氨基酸类似物 叶酸类似物
6-巯基嘌呤
氮杂丝氨酸等 氨蝶呤
6-巯基鸟嘌呤
氨甲蝶呤等
8-氮杂鸟嘌呤等
（5-磷酸核糖）
H2N-1-R-5´-P
（5´-磷酸核糖胺）
IMP
在谷氨酰胺、甘氨酸、一 碳单位、二氧化碳及天冬 氨酸的逐步参与下
AMP
GMP
1） IMP的合成过程
① 磷酸核糖酰胺转移酶 ② GAR合成酶 ③ 转甲酰基酶 ④ FGAM合成酶 ⑤ AIR合成酶