核酸的降解与核苷酸代谢
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核酸降解与核苷酸代谢
嘧啶碱的分解
不同生物嘧啶碱的分解过程也不 一样，一般情况下含氨基的嘧啶要 先水解脱去氨基，脱氨基也可以在 核苷或核苷酸水平上进行。
2.嘧啶碱的分解
NH 2 N
N
O
H
-NH2
β－丙氨酸
O
NH
二氢尿嘧啶
N
O
H
（开环）
H2O
H2O
β－脲基丙酸
嘧啶还原途径的分解
-CH3
嘧啶分解
• 其中二氧化碳经呼吸道排出体外，氨在
AMP激酶
AMP + ATP —— 2ADP
glycolytic enzymes or oxidative phosphorylation
ADP —— ATP
2 .ATP通过核苷单磷酸激酶生成其他NDP
ATP + NMP —— ADP + NDP
3.NTP的生成
核苷二磷酸激酶
XTP + NDP
XDP + NTP
肠黏膜细胞中还有核苷酸酶 (磷酸单 酯酶)，水解核苷酸为核苷和Pi。
脾、肝等组织中的核苷酶进一步水解 核苷为戊糖和碱基。
核酸酶
核酸
核苷酸酶
核苷酸
磷酸
核苷酶
核苷
戊糖
碱基
（嘌呤碱，嘧啶碱）
核酸酶(Nuclease)
核酸酶是作用于核酸磷酸二酯键的水 解酶，包括核糖核酸酶(RNase)和脱氧核 糖核酸酶(DNase)，其中能水解核酸分子 内磷酸二酯键的酶又称为核酸内切酶 (endonuclease)，从核酸的一端逐个水解 下核苷酸的酶称为核酸外切酶 (exonuclease)。
NH 2 N
N
N H
N
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
第十五章 核苷酸的降解和核苷酸代谢
第十五章核苷酸的降解和核苷酸代谢第一节分解代谢一、核酸的降解核酸由磷酸二酯酶水解，有核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、内切酶和外切酶之分。
蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二酯酶都是外切酶，既可水解DNA，又可水解RNA，但蛇毒磷酸二酯酶从3’端水解，生成5’-核苷酸；牛脾磷酸二酯酶从5’端水解，生成3’-核苷酸。
细胞内还有限制性内切酶，可水解外源DNA。
二、核苷酸的降解核苷酸由磷酸单酯酶水解成核苷和磷酸，特异性强的酶只水解5’-核苷酸，称为5’-核苷酸酶，或相反。
核苷磷酸化酶将核苷分解为碱基和戊糖-1-磷酸，核苷水解酶生成碱基和戊糖。
核糖-1-磷酸可被磷酸核糖变位酶催化为核糖-5-磷酸，进入戊糖支路或合成PRPP。
三、嘌呤的分解（一）水解脱氨：腺嘌呤生成次黄嘌呤，鸟嘌呤生成黄嘌呤。
也可在核苷或核苷酸水平上脱氨。
（二）氧化：次黄嘌呤生成黄嘌呤，再氧化生成尿酸。
都由黄嘌呤氧化酶催化，生成过氧化氢。
别嘌呤醇是自杀底物，其氧化产物与酶活性中心的Mo4+紧密结合，有强烈抑制作用。
可防止尿酸钠沉积，用于治疗痛风。
（三）鸟类可将其他含氮物质转化为尿酸，而某些生物可将尿酸继续氧化分解为氨和CO2。
四、嘧啶的分解胞嘧啶先脱氨生成尿嘧啶，再还原成二氢尿嘧啶，然后开环，水解生成β-丙氨酸，可转氨参加有机酸代谢。
胸腺嘧啶与尿嘧啶相似，还原、开环、水解生成β-氨基异丁酸，可直接从尿排出，也可转氨生成甲基丙二酸半醛，最后生成琥珀酰辅酶A，进入三羧酸循环。
第二节合成代谢一、嘌呤核糖核苷酸的合成（一）从头合成途径1.嘌呤环的元素来源2.IMP的合成：其磷酸核糖部分由PRPP提供，由5-磷酸核糖与ATP在磷酸核糖焦磷酸激酶催化下生成。
IMP 的合成有10步，分两个阶段，先生成咪唑环，再生成次黄嘌呤。
首先由谷氨酰胺的氨基取代焦磷酸，再连接甘氨酸、甲川基，甘氨酸的羰基生成氨基后环化，生成5-氨基咪唑核苷酸。
然后羧化，得到天冬氨酸的氨基，甲酰化，最后脱水闭环，生成IMP。
第16章 核酸的降解和核苷酸代谢
第十六章 核酸的降解和核苷酸代谢
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。这是一类在代谢上极为重要的物质，它们几乎参与细胞的所有 生化过程。
核酸降解产生核苷酸，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所合成。某些辅酶的合成与核苷酸代谢亦有 关。
核苷酸的作用： （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活性中间物。例如，UDP－ 葡萄糖和CDP－二脂酰甘油分别是糖原和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、黄素腺嘌呤二核苷 酸和辅酶A）的组分。 （5）某些核苷酸是代谢的调节物质。如cAMP和cGMP是许多种激 素引起生理效应的中间介质。
(四)由嘌呤碱和核苷合成核苷酸 生物体内除能以简单前体物质“从头合成”核苷酸外，尚能由预 先形成的碱基和核苷合成核苷酸，这是对核苷酸代谢的一种“补救” 作用，以便更经济地利用已有的成分。 前已提到，核苷磷酸化酶所催化的转核糖基反应是可逆的。在特 异的核苷磷酸化酶作用下，各种碱基可与1—磷酸核糖反应生成核苷：
二、核苷酸的降解
核苷酸水解下磷酸即成为核苷。生物体内广泛存在的磷的磷酸单酯酶对一切核苷酸都能作用，无论磷酸基在 核苷的2’、3’或5’位置上都可被水解下来。某些特异性强的磷酸单酯 酶只能水解3’—核苷酸或5’—核苷酸，则分别称为3’—核苷酸酶或 5’—核苷酸酶。
(二)胸腺嘧啶核苷酸的合成
第三节 辅酶核苷酸的生物合成 生物体内尚有多种核苷酸衍生物作为辅酶而起作用。其中重要 的有：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸、黄素 单核苷酸、黄素腺嘌呤二核苷酸及辅酶A。这几种辅酶核苷酸可在体 内自由存在。现将其生物合成途径分别叙述如下： 一、烟酰胺核苷酸的合成
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。这是一类在代谢上极为重要的物质，它们几乎参与细胞的所有 生化过程。
核酸降解产生核苷酸，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所合成。某些辅酶的合成与核苷酸代谢亦有 关。
核苷酸的作用： （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活性中间物。例如，UDP－ 葡萄糖和CDP－二脂酰甘油分别是糖原和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、黄素腺嘌呤二核苷 酸和辅酶A）的组分。 （5）某些核苷酸是代谢的调节物质。如cAMP和cGMP是许多种激 素引起生理效应的中间介质。
(四)由嘌呤碱和核苷合成核苷酸 生物体内除能以简单前体物质“从头合成”核苷酸外，尚能由预 先形成的碱基和核苷合成核苷酸，这是对核苷酸代谢的一种“补救” 作用，以便更经济地利用已有的成分。 前已提到，核苷磷酸化酶所催化的转核糖基反应是可逆的。在特 异的核苷磷酸化酶作用下，各种碱基可与1—磷酸核糖反应生成核苷：
二、核苷酸的降解
核苷酸水解下磷酸即成为核苷。生物体内广泛存在的磷的磷酸单酯酶对一切核苷酸都能作用，无论磷酸基在 核苷的2’、3’或5’位置上都可被水解下来。某些特异性强的磷酸单酯 酶只能水解3’—核苷酸或5’—核苷酸，则分别称为3’—核苷酸酶或 5’—核苷酸酶。
(二)胸腺嘧啶核苷酸的合成
第三节 辅酶核苷酸的生物合成 生物体内尚有多种核苷酸衍生物作为辅酶而起作用。其中重要 的有：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸、黄素 单核苷酸、黄素腺嘌呤二核苷酸及辅酶A。这几种辅酶核苷酸可在体 内自由存在。现将其生物合成途径分别叙述如下： 一、烟酰胺核苷酸的合成
生物化学ii(苏维恒)核酸的降解与核苷酸代谢PPT课件
核苷酸的利用
核苷酸是细胞内重要的能源物质 和生物大分子合成的原料，可以 用于DNA和RNA的合成，以及作 为信号分子和代谢调节分子。
04
核苷酸代谢的调控
核苷酸合成与分解的平衡
80%
合成与分解的动态平衡
核苷酸在细胞内不断合成与分解 ，维持着动态平衡，以满足细胞 正常的代谢需求。
100%
合成途径
核苷酸主要通过嘌呤和嘧啶合成 的途径进行合成，这些途径需要 多种酶的参与和特定的前体物质 。
授课对象
生物科学、生物技术专业本科生
课程大纲
介绍核酸的组成、结构及其在生物体内的功能； 讲解核酸的降解途径，包括内切核酸酶、外切核 酸酶等的作用机制；深入探讨核苷酸的合成与分 解代谢，包括嘌呤、嘧啶核苷酸的合成与分解过 程。
讲师介绍
95% 85% 75% 50% 45%
0 10 20 30 40 5
随着基因组学、蛋白质组学和代谢组 学等技术的发展，核苷酸代谢的研究 将更加深入和全面。未来，核苷酸代 谢研究将更加注重跨学科的合作与交 流，综合运用多种技术手段，从多个 角度全面揭示核苷酸代谢的奥秘。
展望未来，核苷酸代谢研究将在疾病 诊断和治疗方面发挥越来越重要的作 用。针对核苷酸代谢异常引起的疾病 ，将开发出更加有效的药物和治疗方 法，为人类的健康事业做出更大的贡 献。同时，随着核苷酸代谢研究的深 入，人们对于生命的认识也将更加全 面和深入，为生命科学的发展注入新 的活力。
生物化学II(苏维恒)核酸的降 解与核苷酸代谢PPT课件
目
CONTENCT
录
• 引言 • 核酸的降解 • 核苷酸的代谢 • 核苷酸代谢的调控 • 核苷酸代谢异常与疾病 • 总结与展望
01
引言
核苷酸是细胞内重要的能源物质 和生物大分子合成的原料，可以 用于DNA和RNA的合成，以及作 为信号分子和代谢调节分子。
04
核苷酸代谢的调控
核苷酸合成与分解的平衡
80%
合成与分解的动态平衡
核苷酸在细胞内不断合成与分解 ，维持着动态平衡，以满足细胞 正常的代谢需求。
100%
合成途径
核苷酸主要通过嘌呤和嘧啶合成 的途径进行合成，这些途径需要 多种酶的参与和特定的前体物质 。
授课对象
生物科学、生物技术专业本科生
课程大纲
介绍核酸的组成、结构及其在生物体内的功能； 讲解核酸的降解途径，包括内切核酸酶、外切核 酸酶等的作用机制；深入探讨核苷酸的合成与分 解代谢，包括嘌呤、嘧啶核苷酸的合成与分解过 程。
讲师介绍
95% 85% 75% 50% 45%
0 10 20 30 40 5
随着基因组学、蛋白质组学和代谢组 学等技术的发展，核苷酸代谢的研究 将更加深入和全面。未来，核苷酸代 谢研究将更加注重跨学科的合作与交 流，综合运用多种技术手段，从多个 角度全面揭示核苷酸代谢的奥秘。
展望未来，核苷酸代谢研究将在疾病 诊断和治疗方面发挥越来越重要的作 用。针对核苷酸代谢异常引起的疾病 ，将开发出更加有效的药物和治疗方 法，为人类的健康事业做出更大的贡 献。同时，随着核苷酸代谢研究的深 入，人们对于生命的认识也将更加全 面和深入，为生命科学的发展注入新 的活力。
生物化学II(苏维恒)核酸的降 解与核苷酸代谢PPT课件
目
CONTENCT
录
• 引言 • 核酸的降解 • 核苷酸的代谢 • 核苷酸代谢的调控 • 核苷酸代谢异常与疾病 • 总结与展望
01
引言
生物化学_09 核酸降解和核苷酸的代谢
IMP转变为GMP和 转变为GMP （3）IMP转变为GMP和AMP
2、 补救途径
(利用已有的碱基和核苷合成核苷酸) (1) 磷酸核糖转移酶途径（重要途径）
核苷磷酸化酶
嘌呤核苷 + 磷酸 腺嘌呤 + 5-PRPP
次黄嘌呤(鸟嘌呤) 磷酸核糖转移酶
嘌呤碱 + 戊糖-1-磷酸 AMP + PPi
腺嘌呤磷酸核糖转移酶
基因组DNA 基因组 不被切割
限制—修饰的酶学假说 限制 修饰的酶学假说 1968年，Meselson 和Yuan发现了 型限制性核酸内切酶 年 发现了I型限制性核酸内切酶 发现了 1970年，Smith和Wilcox从流感嗜血杆菌中分离纯化了 年 和 从流感嗜血杆菌中分离纯化了 第一个II型限制性核酸内切酶 第一个 型限制性核酸内切酶Hind II 型限制性核酸内切酶
（2）尿嘧啶核苷酸的合成 ）
天冬氨酸转氨甲酰酶 二氢乳清酸酶
乳清苷酸焦磷酸化酶／Mg2+ 二氢乳清酸脱氢酶
乳清苷酸脱羧酶
（3） 胞嘧啶核苷酸的合成
尿嘧啶核苷三磷酸可直接与NH3（细菌）或Gln（动物） 细菌） 尿嘧啶核苷三磷酸可直接与 （动物） 反应，生成胞嘧啶核苷三磷酸。 反应，生成胞嘧啶核苷三磷酸。
二、脱氧核糖核酸酶
只能水解DNA磷酸二酯键的酶。 只能水解DNA磷酸二酯键的酶。 DNA磷酸二酯键的酶 牛胰脱氧核糖核酸酶（DNaseⅠ） 牛胰脱氧核糖核酸酶（DNaseⅠ）： 可切割双链和单链DNA 降解产物为3 DNA， 可切割双链和单链 DNA， 降解产物为 3’ - 磷酸 为末端的寡核苷酸。 为末端的寡核苷酸。 限制性核酸内切酶： 限制性核酸内切酶： 细菌产生的、能识别并特异切割外源DNA DNA特定 细菌产生的 、 能识别并特异切割外源 DNA 特定 中的磷酸二脂键( 序列中的磷酸二脂键 对碱基序列专一） 序列中的磷酸二脂键(对碱基序列专一）的核酸内 切酶。 切酶。
第12章核酸的降解和核苷酸代谢
过程：
P-P-CH2O B OH OH
P-P-CH2O B + H2O
OH H
对核糖核苷酸还原酶的调节
CDP UDP
dCDP ATP
dUDP
GDP
dGDP
ADP
dADP
dCTP dTTP dGTP dATP
12.5 核苷酸的抗代谢物
定义：
嘌呤或嘧啶、氨基酸或叶酸等的类似物。
原理：
主要以竞争性抑制干扰或阻断核苷酸的合成 代谢，从而进一步阻止核酸及蛋白质的生物合成。
尿酸—— 人类嘌呤碱的
最终 代谢产物
黄嘌呤氧化酶
特点：氧化降解，环不打破； 终产物：尿酸。
嘌呤代谢紊乱：痛风病
血中尿酸超过正常值。
痛风症的治疗机制
鸟嘌呤
次黄嘌呤
竞争性抑制。
黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤
尿酸
别嘌呤醇
12.2.2 嘧啶核苷酸的分解代谢
嘧啶核苷酸分解代谢特点
还原降解，环被打破；
先天缺乏HGPRT——自毁容貌症
三、嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
GMP XMP
12.3.3 嘧啶核苷酸的合成
一、嘧啶核苷酸的从头合成
合成部位：肝细胞的胞液
嘧啶合成的元素来源
氨基甲酰磷酸
Gln CO2
C N 3 4 5C
C 2 1 6C N
Asp
过程 尿嘧啶核苷酸的合成
_
调节的意义：
既满足需要，又不致于浪费；维持ATP与GTP浓度的平衡。
二、嘌呤核苷酸的补救合成
补救合成过程及调节
次黄嘌呤 鸟嘌呤
腺嘌呤
腺嘌呤核苷
生物化学下-第33章 核酸的降解与核苷酸代谢
腺苷酸琥珀酸 合成酶
磷酸核糖焦磷 酸激酶 转酰胺酶
次黄嘌呤核苷 酸脱氢酶
➢ 嘌呤核苷酸合成的抗代谢物
抗代谢物的概念:在化学结构上与正常代谢物（底物 或辅酶）结构相似，具有竞争性拮抗正常代谢的 物质。
机制:竞争性抑制或“以假乱真”方式干扰或阻断核 苷酸的合成代谢，进而阻止核酸及蛋白质的生物 合成。
尿囊酸酶
尿囊素酶
尿囊酸 （硬骨鱼类）
小 AMP 结
GMP
嘌呤碱的最终 代谢产物
I
H 黄嘌呤氧化酶
X
G
黄嘌呤氧化酶
OH
N
N
OH
HO
N
N H
尿 酸 (uric acid)
3、代谢产物
•排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类 •排尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类 •排尿囊酸动物：硬骨鱼类 •排尿素动物：大多数鱼类、两栖类 •某些低等动物能将尿素进一步分解成NH3和CO2排出。 •植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产物 （尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）。 •微生物分解嘌呤类物质，生成NH3、CO2及有机酸（甲 酸、乙酸、乳酸、等）。
Lesch-Nyhan综合症（莱-尼综合症）：也称为自毁容貌 症，是由于次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶的遗传缺陷 引起的。缺乏该酶使得次黄嘌呤和鸟嘌呤不能转换为 IMP和GMP，而是降解为尿酸，过量尿酸将导致LeschNyhan综合症。手舞足蹈，咬指咬唇强迫自残。
5、嘌呤核苷酸 生物合成的调节
（二）嘌呤核苷酸的合成
1、 从头合成的概念及部位
①定义
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 嘌呤核苷酸的途径。
②合成部位
磷酸核糖焦磷 酸激酶 转酰胺酶
次黄嘌呤核苷 酸脱氢酶
➢ 嘌呤核苷酸合成的抗代谢物
抗代谢物的概念:在化学结构上与正常代谢物（底物 或辅酶）结构相似，具有竞争性拮抗正常代谢的 物质。
机制:竞争性抑制或“以假乱真”方式干扰或阻断核 苷酸的合成代谢，进而阻止核酸及蛋白质的生物 合成。
尿囊酸酶
尿囊素酶
尿囊酸 （硬骨鱼类）
小 AMP 结
GMP
嘌呤碱的最终 代谢产物
I
H 黄嘌呤氧化酶
X
G
黄嘌呤氧化酶
OH
N
N
OH
HO
N
N H
尿 酸 (uric acid)
3、代谢产物
•排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类 •排尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类 •排尿囊酸动物：硬骨鱼类 •排尿素动物：大多数鱼类、两栖类 •某些低等动物能将尿素进一步分解成NH3和CO2排出。 •植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产物 （尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）。 •微生物分解嘌呤类物质，生成NH3、CO2及有机酸（甲 酸、乙酸、乳酸、等）。
Lesch-Nyhan综合症（莱-尼综合症）：也称为自毁容貌 症，是由于次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶的遗传缺陷 引起的。缺乏该酶使得次黄嘌呤和鸟嘌呤不能转换为 IMP和GMP，而是降解为尿酸，过量尿酸将导致LeschNyhan综合症。手舞足蹈，咬指咬唇强迫自残。
5、嘌呤核苷酸 生物合成的调节
（二）嘌呤核苷酸的合成
1、 从头合成的概念及部位
①定义
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 嘌呤核苷酸的途径。
②合成部位
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β- 糖
苷键
腺嘌呤核苷酸
（5′-AMP）
胞嘧啶脱氧核苷酸 (5′-dCMP)
3
核酸的生物功能
DNA是主要的遗传物质 RNA参与蛋白质的生物合成 RNA功能的多样性
4
第一节 核酸的酶促降解
核酸酶 核苷酸酶 核苷酶
5
一、核酸酶（水解产物为核苷酸或脱氧核苷酸）
DNA酶（DNase） RNA酶（RNase） 非特异性核酸酶 核酸外切酶 核酸内切酶 作用于单链或作用于双链
终产物 C和U：CO2、NH3、 ß -丙氨酸 T： CO2、NH3、 ß -氨基异丁酸
26
OO HO H O NH 乙酸 尿嘧啶 H O CH 2 H O HO H 3 CH H HO H CH 33 NH 乙酸+3NH +2CO 3 NADPH+H CH H O NADPH+H 3 CH HN O H 胸腺嘧啶 NH2 H 2 H H2 HO H HO H H2 CO CH 2 H H β-氨基异丁酸 NADPH H NADPH H N +CO +NH N O H 2 2 O N β-丙氨酸 NH H H HO H 3 排出体外或进入有机酸 H CO22 HOCO H+NH H 代谢。 2 CO 2 3 2 NH 3
U(U( 或或 C、 A） C、 A） U(或C） U(或C） 3’3’ 5’5’ PP 3’3’ PP 3’ P3’ 5’ P
12
3.非特异性核酸酶
蛇毒磷酸二酯酶 从3’-OH 逐个水解，生成5’-核苷酸。 牛脾磷酸二脂酶 从5’-OH开始逐个水解，生成3’-核苷酸。
13
4.核酸内切酶与核酸外切酶
②补救合成途径：利用体内游离的嘌呤核苷或嘧啶核苷，
经过简单的反应过程，合成核苷酸的途径。
29
2.嘌呤核苷酸的合成
“从头合成”途径 补救合成 嘌呤核苷酸的抗代谢物
30
①“从头合成”途径
合成部位：主要在肝细胞液 合成原料：磷酸核糖、氨基酸、一碳单位和CO2等 合成方式在5-磷酸核糖的基础上逐步合成嘌呤环。 首先合成次黄嘌呤核苷酸，再转变成AMP，GMP 重要酶：PRPP合成酶、PRPP酰胺转移酶（嘌呤核 苷酸合成的重要调节点）
酰基转移酶
腺苷酸代 琥珀酸
AMP GMP
ADP GDP
ATP GTP
(-)
②补救合成
腺嘌呤磷酸核糖转移酶
腺嘌呤+PRPP
次黄嘌呤+PRPP
APRT
次 黄 嘌 呤 -鸟 嘌 呤 磷 酸 核 糖 转 移 酶 (HGPRT)
AMP+PPi
IMP+PPi
鸟嘌呤+PRPP
次黄嘌呤-鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶(HGPRT)
β-氨基异丁酸
+
3
胞嘧啶
2 +
+
+
2
3
3
27
二、核苷酸的生物合成
核苷酸生物合成的基本途径 嘌呤核苷酸的合成 嘧啶核苷酸的合成 核苷酸转化成核苷三磷酸 脱氧核苷酸的合成 辅酶核苷酸的生物合成
28
1.核苷酸生物合成的基本途径
① “从头合成”途径：利用磷酸核糖、氨基酸及CO2等
简单物质为原料，经一系列酶促反应，合成嘌呤核苷 酸的途径。
21
脱氨基酶 黄嘌呤
尿酸
OH OH NH2 OH
HO H
HNH H N N
H2O
2
N N
H 2O
O O 2
黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤氧化酶
HO O
N N 核苷磷酸化酶
N Pi N 次黄嘌呤 H H H 2O 2
A-腺嘌呤
核糖-1-磷酸 H 2O 2
核糖
次黄苷 腺苷
23
痛风症（嘌呤代谢异常的一种疾病）
尿酸生成过多－－血尿酸（超过8mg% ）， 难溶性的尿酸盐沉积于关节和软骨及肾 等处，导致关节炎、尿路结石及肾疾病。
6
1.DNA酶（DNase）
DNase I－－产物5‘位带磷酸基团 DNase Ⅱ－－产物3‘位带磷酸基团 DNA限制性内切酶－－产生3ˊ-OH和5ˊ-P A 5’ 3’ P
C
3’
A
C
5’
3’ P
3’
7
DNA限制性内切酶
8
9
2.RNA酶（RNase）
RNase I(牛胰核糖核酸酶) RNase T1 RNase U2 AG
核苷酸的分解代谢 核苷酸的合成代谢
18
核苷酸的功用
合成核酸的原料
体内能量的利用形式：ATP,GTP,CTP,UTP 参与代谢和生理调节：cAMP,cGMP 组成辅酶：FAD, NAD+, NADP+ 活化中间代谢物：UDPG，CDP-DG，SAM
19
一、核苷酸的分解代谢
嘌呤核苷酸的分解代谢 嘧啶核苷酸的分解代谢
31
5－磷酸－核糖
PRPP 5-磷酸核糖胺 IMP AMP GMP
32
PRPP的生成33Biblioteka “从头合成”中碱基各原子来源
甲酸
谷氨酰胺
34
嘌呤核苷酸从头合成的调节
抑制部位的酶均为变构酶。 合成原则
(-) (+) (-) (+) (-) PAR (-) IMP XMP (-)
38
R-5-PPRPP合 成 酶 PRPP
内切酶 DNA 外切酶
14
二、核苷酸酶 （产物为核苷或脱氧核苷和磷酸）
非特异性磷酸单酯酶： 特异性磷酸单酯酶：
15
三、核苷酶 （产物为核糖或脱氧核糖和碱基）
核苷磷酸化酶 核苷水解酶
16
核酸的水解产物
HMS
–戊糖（或脱氧戊糖） –磷酸 –嘌呤碱和嘧啶碱
用于核苷酸合成 参与细胞内代谢
？
17
第二节 核苷酸代谢
24
别嘌呤醇治疗痛风症的机理
抑制黄嘌呤氧化酶 反馈抑制嘌呤核苷酸从头合成的酶系
鸟嘌呤
黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤
黄嘌呤氧化酶
尿酸
(-)
次黄嘌呤
OH N N N C N N (-) N OH C N N
别嘌呤醇
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2. 嘧啶核苷酸的分解代谢
嘧啶核苷酸－－ 核苷 －－嘧啶
从解开嘧啶环开始逐个的水解
391页
20
1.嘌呤核苷酸的分解代谢 390页
不同种类的生物分解嘌呤终产物 排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类 其它排尿囊素/排尿囊酸/排尿素
排尿酸动物
–反应部位：主要肝、肾、小肠 –人体中嘌呤碱基的分解是不开环，在环外加氧氧化。 –重要的酶：黄嘌呤氧化酶 –血浆中尿酸含量（正常值）：0.12-0.36mmol/L
第十三章
第一节 第二节
核酸的降解和核苷酸代谢
核酸的酶促降解 核苷酸代谢
1
DNA与RNA
2
核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸
NH2 N N O¯ N O H H HO OH
5
NH2
磷酸酯键
N
5
5´ O¯ P O CH2 O H H
N
均为
N 5´ O O¯ P O CH2 O O H H H HO H H
O¯