第十四章核酸降解

與核苷酸代謝

第十四章核酸降解1核酸的基本結構單位是核苷酸，核酸代謝與核苷酸代謝密切相關，細胞內存在多種游離的核苷酸，是代謝中極為重要的物質，幾乎參加細胞內所有的生化過程：1、核苷酸是核酸生物合成的前體。2、核苷酸衍生物是許多生物合成的中間物。如：UDP-葡萄糖是糖原合成的中間物。

CDP-二脂酰甘油是磷酸甘油酯合成的中間物。核酸的基本結構單位是核苷酸，核酸代謝與核苷酸代謝密切相關，細23、ATP是生物能量代謝中通用的高能化合物。4、腺苷酸是三種重要輔酶：煙酰胺核苷酸（NADNADP)、黃素嘌呤二核苷酸（FAD)和輔酶A（CoA）的組分。5、某些核苷酸是代謝的調節物質。cAMP,cGMP是許多激素引起的胞內信使3、ATP是生物能量代謝中通用的高能化合物。3核酸降解為核苷酸，核苷酸還能進一步分解，在生物體內核苷酸可由其他化合物合成，某些輔酶的合成與核酸的代謝亦有關。講授內容：第一節核酸的降解第二節核苷酸分解代謝第三節核苷酸的合成代謝第四節核苷酸代謝調控核酸降解為核苷酸，核苷酸還能進一步分解，在生物體內核苷酸可由4第一節核酸的降解一、核酸的消化吸收二、核酸降解中的酶類第一節核酸的降解5一、核酸的消化吸收食物中的核酸多與蛋白質結合成核蛋白。在胃中，受胃酸的作用核蛋白可分解成核酸和蛋白質。然后，核酸進入小腸被逐步分解。核酸是由許多核苷酸以3′,5′-磷酸二酯鍵連接而成的生物大分子。核酸分解代謝的第一步反應是水解連接核苷酸之間的磷酸二酯鍵，生成低聚多核苷酸或單核苷酸。來自胰液的核酸酶和小腸粘膜細胞分泌的核酸酶，屬于磷酸二酯酶類，兩者協同作用，使進入小腸的核酸水解成單核苷酸。單核苷酸及其水解產物均可被細胞吸收利用。一、核酸的消化吸收食物中的核酸多與蛋白質結合成核蛋白。在胃中6二、核酸降解中的酶類核酸外切酶:

非特異性的磷酸二酯酶，對DNA和RNA都起作用，催化核酸從3’端或5’端解聚,形成5’-核苷酸和3’-核苷酸。核酸內切酶:

水解核酸分子內的磷酸二酯鍵。限制性內切酶:

專一識別并水解外源雙鏈DNA上特定位點的核酸內切酶。專一性強，有的切口是齊頭的而產生平頭末端；有的切口是交錯的而產生彼此配對的粘性末端。限制性內切酶是測定DNA堿基順序和制定基因圖所必須的工具酶。二、核酸降解中的酶類核酸外切酶:7某些限制性內切酶的專一性某些限制性內切酶的專一性8牛胰RNA酶Ⅰ專一水解RNA分子內部的嘧啶核苷酸鍵，產物為：3′-嘧啶核苷酸和以3′-嘧啶核苷酸結尾的寡核苷酸。RNA酶T1（存在于霉菌）作用于RNA分子內部的5′-連接，要求其3′-連接與鳥苷酸相連，產物為：3′-GMP和以3′-GMP為末端的寡核苷酸。RNA酶T2作用于RNA分子內部的5′-連接，產物為：3′-AMP為3′末端的核苷酸片段。RNA酶H（內切酶）作用于RNA-DNA雜交分子中的RNA，產生5′末端帶磷酸基的單核苷酸或寡核苷酸。牛胰RNA酶Ⅰ專一水解RNA分子內部的嘧啶核苷酸鍵，產物為：9核酸酶促水解的作用部位通過上述核酸外切酶和核酸內切酶的作用，核酸可降解為各種單核苷酸，單核苷酸則可進一步分解代謝。核酸酶促水解的作用部位通過上述核酸外切酶和核酸內切酶的作用，10第二節核苷酸的分解代謝一、核苷酸的酶水解二、嘌呤堿的分解代謝三、嘧啶堿的分解代謝第二節核苷酸的分解代謝一、核苷酸的酶水解11核苷酸降解酶：核苷酸酶:核苷酸水解為核苷和磷酸。核苷酸+H2O核苷+Pi核苷磷酸化酶:水解核苷為堿基和戊糖-1-磷酸。核苷+磷酸核苷磷酸化酶堿基+戊糖-1-磷酸一、核苷酸的酶水解核苷酸降解酶：一、核苷酸的酶水解12核苷水解酶:水解核苷為堿基和戊糖。存在于植物和微生物中。核糖核苷+H2O核苷水解酶堿基+戊糖

只對核糖核苷作用，反應不可逆。核苷水解酶:水解核苷為堿基和戊糖。13核酸核酸酶核苷酸磷酸二酯酶核苷堿基+戊糖-1-磷酸核苷酸酶磷酸單酯酶核苷磷酸化酶小腸粘膜細胞用于核酸合成少量大量核糖+堿基核苷水解酶戊糖-1-磷酸分解核酸核酸酶核苷酸磷酸二酯酶核苷堿基+戊糖-1-磷酸核苷酸酶磷14二.嘌呤堿的分解1.脫氨動物組織腺嘌呤脫氨酶含量極少，人體中不含腺嘌呤酶，而腺嘌呤核苷酸脫氨酶和腺嘌呤核苷脫氨酶的活性高，腺嘌呤的脫氨可在其核苷和核苷酸水平上進行。二.嘌呤堿的分解1.脫氨15黃嘌呤

尿酸黃嘌呤尿酸16鳥嘌呤脫氨在鳥嘌呤水平上。鳥嘌呤脫氨酶存在于動物肝、胰、腎組織中，豬肝和豬脾中沒有，但其它組織有。鳥嘌呤核苷鳥嘌呤黃嘌呤鳥嘌呤+H2O鳥嘌呤脫氨酶黃嘌呤+NH3⒉轉變為尿酸次黃嘌呤+O2+H2O黃嘌呤氧化酶黃嘌呤+H2O2黃嘌呤+O2+H2O黃嘌呤氧化酶尿酸+H2O2

鳥嘌呤脫氨在鳥嘌呤水平上。鳥嘌呤脫氨酶存在于動物肝、胰、腎組17嘌呤的分解代謝途徑嘌呤的分解代謝途徑18痛風：嘌呤代謝障礙有關,正常血液：2-6mg/100ml,大于8mg/100ml,（男平均：5.7mg、女平均：4.3mg%）尿酸鉀鹽或鈉鹽沉積于軟組織、軟骨及關節等處,形成尿酸結石及關節炎,沉積于腎臟為腎結石,基本特征為高尿酸血癥。引起血尿酸升高的原因:疾病引起體內嘌呤類物質大量分解;腎臟疾病使尿酸排出受阻;長期攝入富含核酸的食物,甜面包,肝,酵母,沙丁魚等。痛風：嘌呤代謝障礙有關,19藥物：別嘌呤醇別嘌呤醇結構與次黃嘌呤相似，對黃嘌呤氧化酶有很強的抑制作用，與酶活性中心Mo(IV)牢固結合，自殺底物，成為酶的滅活物，經別嘌呤醇治療的患者排泄黃嘌呤和次黃嘌呤以代替尿酸。另：使用排尿藥物：水楊酸、辛可芬、丙磺舒等),減少腎小管對尿酸的重吸收）。藥物：別嘌呤醇別嘌呤醇結構與次黃嘌呤相似，對黃嘌呤氧化20黃嘌呤氧化酶黃嘌呤21嘌呤與其核苷及核苷酸的相互轉變嘌呤與其核苷及核苷酸的相互轉變22⒊尿酸降解途徑因物種存在差異靈長類,鳥類,爬行類動物尿酸哺乳類(除靈長類),腹足類尿囊素硬骨魚尿囊酸大多數魚類,兩棲類尿素甲殼類,咸水瓣鰓類氨植物多種產物

⒊尿酸降解途徑因物種存在差異23不同物種的尿酸降解途徑差異不同物種的尿酸降解途徑差異24尿囊酸尿囊酸25三.嘧啶堿的分解核苷酸分解產物嘧啶堿可以在生物體內進一步被分解，不同種類生物對嘧啶分解過程也不完全相同，一般具有氨基的嘧啶需先水解脫氨。胞嘧啶脫氨酶尿嘧啶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫尿嘧啶開環

β-脲基丙氨酸NH3+

CO2

+β-丙氨酸三.嘧啶堿的分解核苷酸分解產物嘧啶堿可以在生物體內進一步被26胸腺嘧啶分解與尿嘧啶相似胸腺嘧啶二氫胸腺嘧啶β-尿基異丁酸

NH3+CO2+β-氨基異丁酸胸腺嘧啶分解與尿嘧啶相似27胞嘧啶和尿嘧啶的分解途徑加水開環位置胞嘧啶和尿嘧啶的分解途徑285-甲基胞嘧啶和胸腺嘧啶的分解途徑加水開環位置5-甲基胞嘧啶和胸腺嘧啶的分解途徑29某些微生物體內可通過氧化作用將嘧啶分解為尿素書上P383巴比妥酸分子式有錯誤（Barbituricacid）某些微生物體內可通過氧化作用將嘧啶分解為尿素書上P383巴比30第三節核苷酸的合成代謝一.嘌呤核糖核苷酸的合成二.嘧啶核糖核苷酸的合成三.脫氧核糖核苷酸的生成第三節核苷酸的合成代謝31一.嘌呤核糖核苷酸的合成

5-磷酸核糖焦磷酸開始逐步合成次黃嘌呤核苷酸轉變為腺嘌呤核糖核苷酸和鳥嘌呤核糖核苷酸。5-P-核糖-PP次黃嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸鳥嘌呤核苷酸一.嘌呤核糖核苷酸的合成

5-磷酸核糖焦磷酸321.次黃嘌呤核苷酸的生成.次黃嘌呤核苷酸的酶促合成過程，主要是以鴿肝的酶系統為材料研究清楚的。以后在其他動物、植物、微生物中也找到類似的酶和中間產物，由此可以推測它們的合成過程也大致相同。1.次黃嘌呤核苷酸的生成.次黃嘌呤核苷酸的酶促合成過程，主33.次黃嘌呤核苷酸的合成首先需要由5-磷酸核糖焦磷酸供給核苷酸的磷酸核糖部分，在其上再完成嘌呤環的裝配。核糖-5-P+ATP磷酸核糖焦磷酸激酶5-P-核糖焦磷酸+AMP

次黃嘌呤核苷酸的合成過程共有十步反應，分成二個階段。.次黃嘌呤核苷酸的合成首先需要由5-磷酸核糖焦磷酸供給核34第一階段:5-氨基咪唑核苷酸的合成GlnGlu+PPi轉酰胺酶（1）5-磷酸核糖焦磷酸+谷氨酰胺

轉酰胺酶

5-磷酸核糖胺+谷氨酸+PPi第一階段:5-氨基咪唑核苷酸的合成GlnGlu+PPi轉酰胺35甘氨酸ATPADPPi合成酶(2)5-磷酸核糖胺+甘氨酸+ATP甘氨酰胺核苷酸+ADP+Pi合成酶甘氨酸ADP合成酶(2)5-磷酸核糖胺+甘氨酸+A36N5,N10-甲川FH4THFA轉甲酰基酶(3)甘氨酰胺核苷酸+N5,N10-甲川FH4+水

轉甲酰基酶

甲酰甘氨酰胺核苷酸+FH4N5,N10-甲川FH4THFA轉甲酰基酶(3)甘氨酰胺核37ATPGlnH2OADPGluPi合成酶(4)甲酰甘氨酰胺核苷酸+谷氨酰胺+ATP+水甲酰甘氨脒核苷酸+谷氨酸+ADP+Pi合成酶ATPADP合成酶(4)甲酰甘氨酰胺核苷酸+谷氨酰胺+AT38ATPADPPi合成酶(5)甲酰甘氨脒核苷酸+ATP

5-氨基咪唑核苷酸+ADP+Pi合成酶ATPADPPi合成酶(5)甲酰甘氨脒核苷酸+ATP39生物化學第十四章核酸降解與核苷酸代謝課件40生物化學第十四章核酸降解與核苷酸代謝課件41CO2羧化酶第二階段：形成次黃嘌呤核苷酸(6)5-氨基咪唑核苷酸+CO2

5-氨基-4-羧酸咪唑核苷酸羧化酶CO2羧化酶第二階段：形成次黃嘌呤核苷酸(6)5-氨基咪唑42生物化學第十四章核酸降解與核苷酸代謝課件43ATPAspADPPi合成酶(7)5-氨基-4-羧酸咪唑核苷酸+天冬氨酸+ATP

5-氨基-4-(N-琥珀酸）氨甲酰咪唑核苷酸合成酶ATPADP合成酶(7)5-氨基-4-羧酸咪唑核苷酸+天44延胡索酸裂解酶(8)5-氨基-4-(N-琥珀酸）氨甲酰咪唑核苷酸5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸+延胡索酸裂解酶延胡索酸裂解酶(8)5-氨基-4-(N-琥珀酸）氨甲酰咪45N10-甲酰FH4THFA轉甲酰基酶(9)5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸+N10

-甲酰FH4

5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸+FH4轉甲酰基酶N10-甲酰FH4THFA轉甲酰基酶(9)5-氨基-4-氨46H2O環水解酶(10)5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸

次黃嘌呤核苷酸+水

環水解酶（脫水環化)H2O環水解酶(10)5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸環47掌握嘌呤環元素的來源67239415、10步環合，8步脫延胡索酸掌握嘌呤環元素的來源67239415、10步環合，482.腺嘌呤和鳥嘌呤核糖核苷酸的合成合成酶裂解酶脫氫酶合成酶2.腺嘌呤和鳥嘌呤核糖核苷酸的合成合成酶裂解酶脫氫酶合成酶493.嘌呤堿和核苷合成核糖核苷酸生物體內除以簡單前體物質“從頭合成”核苷酸外，可由堿基和核苷合成核苷酸，“補救途徑”。3.嘌呤堿和核苷合成核糖核苷酸50主要的補救途徑：嘌呤堿與5-磷酸核糖焦磷酸在磷酸核糖轉移酶催化作用下形成嘌呤核苷酸腺嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸腺嘌呤核苷酸+PPi次黃嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸次黃嘌呤核苷酸+PPi鳥嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸鳥嘌呤核苷酸+PPi腺苷酸焦磷酸化酶鳥苷酸焦磷酸化酶次黃苷酸焦磷酸化酶主要的補救途徑：嘌呤堿與5-磷酸核糖焦磷酸在磷酸核糖轉移酶催51腺嘌呤腺嘌呤5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）腺嘌呤腺嘌呤5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）52人類該途徑具重要的作用，大腦中腺嘌呤和次黃嘌呤核苷酸合成主要依賴該途徑。嘌呤還可在核苷磷酸化酶作用下，與1-磷酸核糖生成嘌呤腺苷，然后再在核苷磷酸激酶作用下，與ATP生成嘌呤核苷酸：人類該途徑具重要的作用，大腦中腺嘌呤和次黃嘌呤核苷酸合成主要53二.嘧啶核糖核苷酸的合成嘧啶核苷酸與嘌呤核苷酸合成不同。先合成嘧啶環。嘧啶環+磷酸核糖乳氫苷酸尿嘧啶核苷酸二.嘧啶核糖核苷酸的合成嘧啶核苷酸與嘌呤核苷酸合成不同。54⒈尿嘧啶核苷酸的生物合成（1）氨甲酰磷酸的形成Gln+2ATP+HCO3-合成酶Ⅱ氨甲酰磷酸+2ADP+Pi+Glu（2）氨甲酰磷酸+Asp轉氨甲酰酶氨甲酰天冬氨酸+Pi（3）氨甲酰天冬氨酸二氫乳清酸酶二氫乳清酸+

H2O

⒈尿嘧啶核苷酸的生物合成（1）氨甲酰磷酸的形成55（4）二氫乳清酸+NAD+二氫乳清酸脫氫酶

乳清酸+NADH+H+（5）乳清酸+5-磷酸核糖焦磷酸焦磷酸化酶乳清苷酸尿嘧啶核苷酸-co2（4）二氫乳清酸+NAD+二氫乳清酸脫氫酶-co256CO2和谷氨酰胺合成氨基甲酰磷酸CCO2和谷氨酰胺合成氨基甲酰磷酸C57轉氨甲酰酶二氫乳清酸酶由氨基甲酰磷酸開始合成尿嘧啶核苷酸轉氨甲酰酶二氫乳清酸酶由氨基甲酰磷酸開始合成尿嘧啶核苷酸58脫氫酶焦磷酸化酶脫氫酶焦磷酸化酶59脫羧酶脫羧酶60嘧啶環的元素來源嘧啶環的元素來源61⒉胞嘧啶核糖核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸轉變為胞嘧啶核苷酸在尿嘧啶核苷三磷酸水平上進行.UMP+ATP尿嘧啶核苷酸激酶UDP+ADPUDP+ATP核苷二磷酸激酶UTP+ADPUTP+谷氨酰胺+ATP+H2OCTP合成酶

CTP+谷氨酸+ADP+Pi細菌直接利用氨合成胞嘧啶核苷三磷酸,動物組織由Glu供給氨基。⒉胞嘧啶核糖核苷酸的合成623、嘧啶堿和核苷合成核糖核苷酸

——補救途徑生物體利用外源或分解代謝中產生的嘧啶堿、核苷或嘧啶核苷合成嘧啶核苷酸。3、嘧啶堿和核苷合成核糖核苷酸

——補救途徑生物體利用63尿嘧啶核苷酸：

（１）UMP磷酸核糖轉移酶催化生成尿嘧啶核苷酸U+5-磷酸核糖焦磷酸

ＵＭＰ磷酸核糖轉移酶

尿嘧啶核苷酸+PPi(2)尿苷磷酸化酶和尿苷激酶催化形成尿嘧啶核苷酸U+1-磷酸核糖尿苷磷酸化酶尿嘧啶核苷+Pi尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶

尿嘧啶核苷酸+ADP尿嘧啶核苷酸：

（１）UMP磷酸核糖轉移酶催化生成尿嘧啶64胞嘧啶核苷酸胞嘧啶不能直接與5-磷酸核糖焦磷酸生成胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷+ATP尿苷激酶

胞嘧啶核苷酸+ADP胞嘧啶核苷酸65核糖核苷酸還原酶三.脫氧核糖核苷酸的合成⒈核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶三.脫氧核糖核苷酸的合成66生物化學第十四章核酸降解與核苷酸代謝課件67核糖核苷酸還原為脫氧核糖核苷酸，多在二磷酸核糖核苷酸水平上進行。ADPdADPGDPdGDPCDPdCDPUDPdUDP核糖核苷酸還原為脫氧核糖核苷酸，多在二磷酸核糖核苷酸水平上進68生物化學第十四章核酸降解與核苷酸代謝課件69生物化學第十四章核酸降解與核苷酸代謝課件70UDPdUDPdUMP2.胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成UDPdUDPdU71⒊利用已有堿基和戊糖合成(1)堿基+脫氧核糖-1-P核苷磷酸化酶

脫氧核糖核苷(2)脫氧核糖核苷+ATP脫氧核糖核苷激酶

脫氧核糖核苷酸(3)堿基間互換合成新的脫氧核苷酸dXDP+dYTP核苷二磷酸激酶dXTP+dYDP⒊利用已有堿基和戊糖合成72生物化學第十四章核酸降解與核苷酸代謝課件73第四節核苷酸代謝調控一.嘌呤核糖核苷酸生物合成的調節二.嘧啶核糖核苷酸合成的調節第四節核苷酸代謝調控一.嘌呤核糖核苷酸生物合成的調節74一.嘌呤核糖核苷酸生物合成的調節AMP，GMP，IMP反饋抑制磷酸核糖焦磷酸轉酰氨酶活性，即抑制了合成過程的第一步。AMP，GMP分別反饋抑制從IMP開始的分支部位的酶，即抑制了轉變為相應的核苷酸過程的第一步。一.嘌呤核糖核苷酸生物合成的調節AMP，GMP，IMP反饋75生物化學第十四章核酸降解與核苷酸代謝課件76二.嘧啶核糖核苷酸合成的調節反饋抑制氨甲酰磷酸合成酶UMP天冬氨酸轉氨甲酰酶CTPCTP合酶合成過程的第一步合成過程的第二步胞苷酸合成過程的第三步二.嘧啶核糖核苷酸合成的調節合成過程合成過程胞苷酸合成過程77

78第十四章核酸降解

與核苷酸代謝

第十四章核酸降解79核酸的基本結構單位是核苷酸，核酸代謝與核苷酸代謝密切相關，細胞內存在多種游離的核苷酸，是代謝中極為重要的物質，幾乎參加細胞內所有的生化過程：1、核苷酸是核酸生物合成的前體。2、核苷酸衍生物是許多生物合成的中間物。如：UDP-葡萄糖是糖原合成的中間物。

CDP-二脂酰甘油是磷酸甘油酯合成的中間物。核酸的基本結構單位是核苷酸，核酸代謝與核苷酸代謝密切相關，細803、ATP是生物能量代謝中通用的高能化合物。4、腺苷酸是三種重要輔酶：煙酰胺核苷酸（NADNADP)、黃素嘌呤二核苷酸（FAD)和輔酶A（CoA）的組分。5、某些核苷酸是代謝的調節物質。cAMP,cGMP是許多激素引起的胞內信使3、ATP是生物能量代謝中通用的高能化合物。81核酸降解為核苷酸，核苷酸還能進一步分解，在生物體內核苷酸可由其他化合物合成，某些輔酶的合成與核酸的代謝亦有關。講授內容：第一節核酸的降解第二節核苷酸分解代謝第三節核苷酸的合成代謝第四節核苷酸代謝調控核酸降解為核苷酸，核苷酸還能進一步分解，在生物體內核苷酸可由82第一節核酸的降解一、核酸的消化吸收二、核酸降解中的酶類第一節核酸的降解83一、核酸的消化吸收食物中的核酸多與蛋白質結合成核蛋白。在胃中，受胃酸的作用核蛋白可分解成核酸和蛋白質。然后，核酸進入小腸被逐步分解。核酸是由許多核苷酸以3′,5′-磷酸二酯鍵連接而成的生物大分子。核酸分解代謝的第一步反應是水解連接核苷酸之間的磷酸二酯鍵，生成低聚多核苷酸或單核苷酸。來自胰液的核酸酶和小腸粘膜細胞分泌的核酸酶，屬于磷酸二酯酶類，兩者協同作用，使進入小腸的核酸水解成單核苷酸。單核苷酸及其水解產物均可被細胞吸收利用。一、核酸的消化吸收食物中的核酸多與蛋白質結合成核蛋白。在胃中84二、核酸降解中的酶類核酸外切酶:

非特異性的磷酸二酯酶，對DNA和RNA都起作用，催化核酸從3’端或5’端解聚,形成5’-核苷酸和3’-核苷酸。核酸內切酶:

水解核酸分子內的磷酸二酯鍵。限制性內切酶:

專一識別并水解外源雙鏈DNA上特定位點的核酸內切酶。專一性強，有的切口是齊頭的而產生平頭末端；有的切口是交錯的而產生彼此配對的粘性末端。限制性內切酶是測定DNA堿基順序和制定基因圖所必須的工具酶。二、核酸降解中的酶類核酸外切酶:85某些限制性內切酶的專一性某些限制性內切酶的專一性86牛胰RNA酶Ⅰ專一水解RNA分子內部的嘧啶核苷酸鍵，產物為：3′-嘧啶核苷酸和以3′-嘧啶核苷酸結尾的寡核苷酸。RNA酶T1（存在于霉菌）作用于RNA分子內部的5′-連接，要求其3′-連接與鳥苷酸相連，產物為：3′-GMP和以3′-GMP為末端的寡核苷酸。RNA酶T2作用于RNA分子內部的5′-連接，產物為：3′-AMP為3′末端的核苷酸片段。RNA酶H（內切酶）作用于RNA-DNA雜交分子中的RNA，產生5′末端帶磷酸基的單核苷酸或寡核苷酸。牛胰RNA酶Ⅰ專一水解RNA分子內部的嘧啶核苷酸鍵，產物為：87核酸酶促水解的作用部位通過上述核酸外切酶和核酸內切酶的作用，核酸可降解為各種單核苷酸，單核苷酸則可進一步分解代謝。核酸酶促水解的作用部位通過上述核酸外切酶和核酸內切酶的作用，88第二節核苷酸的分解代謝一、核苷酸的酶水解二、嘌呤堿的分解代謝三、嘧啶堿的分解代謝第二節核苷酸的分解代謝一、核苷酸的酶水解89核苷酸降解酶：核苷酸酶:核苷酸水解為核苷和磷酸。核苷酸+H2O核苷+Pi核苷磷酸化酶:水解核苷為堿基和戊糖-1-磷酸。核苷+磷酸核苷磷酸化酶堿基+戊糖-1-磷酸一、核苷酸的酶水解核苷酸降解酶：一、核苷酸的酶水解90核苷水解酶:水解核苷為堿基和戊糖。存在于植物和微生物中。核糖核苷+H2O核苷水解酶堿基+戊糖

只對核糖核苷作用，反應不可逆。核苷水解酶:水解核苷為堿基和戊糖。91核酸核酸酶核苷酸磷酸二酯酶核苷堿基+戊糖-1-磷酸核苷酸酶磷酸單酯酶核苷磷酸化酶小腸粘膜細胞用于核酸合成少量大量核糖+堿基核苷水解酶戊糖-1-磷酸分解核酸核酸酶核苷酸磷酸二酯酶核苷堿基+戊糖-1-磷酸核苷酸酶磷92二.嘌呤堿的分解1.脫氨動物組織腺嘌呤脫氨酶含量極少，人體中不含腺嘌呤酶，而腺嘌呤核苷酸脫氨酶和腺嘌呤核苷脫氨酶的活性高，腺嘌呤的脫氨可在其核苷和核苷酸水平上進行。二.嘌呤堿的分解1.脫氨93黃嘌呤

尿酸黃嘌呤尿酸94鳥嘌呤脫氨在鳥嘌呤水平上。鳥嘌呤脫氨酶存在于動物肝、胰、腎組織中，豬肝和豬脾中沒有，但其它組織有。鳥嘌呤核苷鳥嘌呤黃嘌呤鳥嘌呤+H2O鳥嘌呤脫氨酶黃嘌呤+NH3⒉轉變為尿酸次黃嘌呤+O2+H2O黃嘌呤氧化酶黃嘌呤+H2O2黃嘌呤+O2+H2O黃嘌呤氧化酶尿酸+H2O2

鳥嘌呤脫氨在鳥嘌呤水平上。鳥嘌呤脫氨酶存在于動物肝、胰、腎組95嘌呤的分解代謝途徑嘌呤的分解代謝途徑96痛風：嘌呤代謝障礙有關,正常血液：2-6mg/100ml,大于8mg/100ml,（男平均：5.7mg、女平均：4.3mg%）尿酸鉀鹽或鈉鹽沉積于軟組織、軟骨及關節等處,形成尿酸結石及關節炎,沉積于腎臟為腎結石,基本特征為高尿酸血癥。引起血尿酸升高的原因:疾病引起體內嘌呤類物質大量分解;腎臟疾病使尿酸排出受阻;長期攝入富含核酸的食物,甜面包,肝,酵母,沙丁魚等。痛風：嘌呤代謝障礙有關,97藥物：別嘌呤醇別嘌呤醇結構與次黃嘌呤相似，對黃嘌呤氧化酶有很強的抑制作用，與酶活性中心Mo(IV)牢固結合，自殺底物，成為酶的滅活物，經別嘌呤醇治療的患者排泄黃嘌呤和次黃嘌呤以代替尿酸。另：使用排尿藥物：水楊酸、辛可芬、丙磺舒等),減少腎小管對尿酸的重吸收）。藥物：別嘌呤醇別嘌呤醇結構與次黃嘌呤相似，對黃嘌呤氧化98黃嘌呤氧化酶黃嘌呤99嘌呤與其核苷及核苷酸的相互轉變嘌呤與其核苷及核苷酸的相互轉變100⒊尿酸降解途徑因物種存在差異靈長類,鳥類,爬行類動物尿酸哺乳類(除靈長類),腹足類尿囊素硬骨魚尿囊酸大多數魚類,兩棲類尿素甲殼類,咸水瓣鰓類氨植物多種產物

⒊尿酸降解途徑因物種存在差異101不同物種的尿酸降解途徑差異不同物種的尿酸降解途徑差異102尿囊酸尿囊酸103三.嘧啶堿的分解核苷酸分解產物嘧啶堿可以在生物體內進一步被分解，不同種類生物對嘧啶分解過程也不完全相同，一般具有氨基的嘧啶需先水解脫氨。胞嘧啶脫氨酶尿嘧啶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫尿嘧啶開環

β-脲基丙氨酸NH3+

CO2

+β-丙氨酸三.嘧啶堿的分解核苷酸分解產物嘧啶堿可以在生物體內進一步被104胸腺嘧啶分解與尿嘧啶相似胸腺嘧啶二氫胸腺嘧啶β-尿基異丁酸

NH3+CO2+β-氨基異丁酸胸腺嘧啶分解與尿嘧啶相似105胞嘧啶和尿嘧啶的分解途徑加水開環位置胞嘧啶和尿嘧啶的分解途徑1065-甲基胞嘧啶和胸腺嘧啶的分解途徑加水開環位置5-甲基胞嘧啶和胸腺嘧啶的分解途徑107某些微生物體內可通過氧化作用將嘧啶分解為尿素書上P383巴比妥酸分子式有錯誤（Barbituricacid）某些微生物體內可通過氧化作用將嘧啶分解為尿素書上P383巴比108第三節核苷酸的合成代謝一.嘌呤核糖核苷酸的合成二.嘧啶核糖核苷酸的合成三.脫氧核糖核苷酸的生成第三節核苷酸的合成代謝109一.嘌呤核糖核苷酸的合成

5-磷酸核糖焦磷酸開始逐步合成次黃嘌呤核苷酸轉變為腺嘌呤核糖核苷酸和鳥嘌呤核糖核苷酸。5-P-核糖-PP次黃嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸鳥嘌呤核苷酸一.嘌呤核糖核苷酸的合成

5-磷酸核糖焦磷酸1101.次黃嘌呤核苷酸的生成.次黃嘌呤核苷酸的酶促合成過程，主要是以鴿肝的酶系統為材料研究清楚的。以后在其他動物、植物、微生物中也找到類似的酶和中間產物，由此可以推測它們的合成過程也大致相同。1.次黃嘌呤核苷酸的生成.次黃嘌呤核苷酸的酶促合成過程，主111.次黃嘌呤核苷酸的合成首先需要由5-磷酸核糖焦磷酸供給核苷酸的磷酸核糖部分，在其上再完成嘌呤環的裝配。核糖-5-P+ATP磷酸核糖焦磷酸激酶5-P-核糖焦磷酸+AMP

次黃嘌呤核苷酸的合成過程共有十步反應，分成二個階段。.次黃嘌呤核苷酸的合成首先需要由5-磷酸核糖焦磷酸供給核112第一階段:5-氨基咪唑核苷酸的合成GlnGlu+PPi轉酰胺酶（1）5-磷酸核糖焦磷酸+谷氨酰胺

轉酰胺酶

5-磷酸核糖胺+谷氨酸+PPi第一階段:5-氨基咪唑核苷酸的合成GlnGlu+PPi轉酰胺113甘氨酸ATPADPPi合成酶(2)5-磷酸核糖胺+甘氨酸+ATP甘氨酰胺核苷酸+ADP+Pi合成酶甘氨酸ADP合成酶(2)5-磷酸核糖胺+甘氨酸+A114N5,N10-甲川FH4THFA轉甲酰基酶(3)甘氨酰胺核苷酸+N5,N10-甲川FH4+水

轉甲酰基酶

甲酰甘氨酰胺核苷酸+FH4N5,N10-甲川FH4THFA轉甲酰基酶(3)甘氨酰胺核115ATPGlnH2OADPGluPi合成酶(4)甲酰甘氨酰胺核苷酸+谷氨酰胺+ATP+水甲酰甘氨脒核苷酸+谷氨酸+ADP+Pi合成酶ATPADP合成酶(4)甲酰甘氨酰胺核苷酸+谷氨酰胺+AT116ATPADPPi合成酶(5)甲酰甘氨脒核苷酸+ATP

5-氨基咪唑核苷酸+ADP+Pi合成酶ATPADPPi合成酶(5)甲酰甘氨脒核苷酸+ATP117生物化學第十四章核酸降解與核苷酸代謝課件118生物化學第十四章核酸降解與核苷酸代謝課件119CO2羧化酶第二階段：形成次黃嘌呤核苷酸(6)5-氨基咪唑核苷酸+CO2

5-氨基-4-羧酸咪唑核苷酸羧化酶CO2羧化酶第二階段：形成次黃嘌呤核苷酸(6)5-氨基咪唑120生物化學第十四章核酸降解與核苷酸代謝課件121ATPAspADPPi合成酶(7)5-氨基-4-羧酸咪唑核苷酸+天冬氨酸+ATP

5-氨基-4-(N-琥珀酸）氨甲酰咪唑核苷酸合成酶ATPADP合成酶(7)5-氨基-4-羧酸咪唑核苷酸+天122延胡索酸裂解酶(8)5-氨基-4-(N-琥珀酸）氨甲酰咪唑核苷酸5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸+延胡索酸裂解酶延胡索酸裂解酶(8)5-氨基-4-(N-琥珀酸）氨甲酰咪123N10-甲酰FH4THFA轉甲酰基酶(9)5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸+N10

-甲酰FH4

5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸+FH4轉甲酰基酶N10-甲酰FH4THFA轉甲酰基酶(9)5-氨基-4-氨124H2O環水解酶(10)5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸

次黃嘌呤核苷酸+水

環水解酶（脫水環化)H2O環水解酶(10)5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸環125掌握嘌呤環元素的來源67239415、10步環合，8步脫延胡索酸掌握嘌呤環元素的來源67239415、10步環合，1262.腺嘌呤和鳥嘌呤核糖核苷酸的合成合成酶裂解酶脫氫酶合成酶2.腺嘌呤和鳥嘌呤核糖核苷酸的合成合成酶裂解酶脫氫酶合成酶1273.嘌呤堿和核苷合成核糖核苷酸生物體內除以簡單前體物質“從頭合成”核苷酸外，可由堿基和核苷合成核苷酸，“補救途徑”。3.嘌呤堿和核苷合成核糖核苷酸128主要的補救途徑：嘌呤堿與5-磷酸核糖焦磷酸在磷酸核糖轉移酶催化作用下形成嘌呤核苷酸腺嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸腺嘌呤核苷酸+PPi次黃嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸次黃嘌呤核苷酸+PPi鳥嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸鳥嘌呤核苷酸+PPi腺苷酸焦磷酸化酶鳥苷酸焦磷酸化酶次黃苷酸焦磷酸化酶主要的補救途徑：嘌呤堿與5-磷酸核糖焦磷酸在磷酸核糖轉移酶催129腺嘌呤腺嘌呤5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）腺嘌呤腺嘌呤5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）130人類該途徑具重要的作用，大腦中腺嘌呤和次黃嘌呤核苷酸合成主要依賴該途徑。嘌呤還可在核苷磷酸化酶作用下，與1-磷酸核糖生成嘌呤腺苷，然后再在核苷磷酸激酶作用下，與ATP生成嘌呤核苷酸：人類該途徑具重要的作用，大腦中腺嘌呤和次黃嘌呤核苷酸合成主要131二.嘧啶核糖核苷酸的合成嘧啶核苷酸與嘌呤核苷酸合成不同。先合成嘧啶環。嘧啶環+磷酸核糖乳氫苷酸尿嘧啶核苷酸二.嘧啶核糖核苷酸的合成嘧啶核苷酸與嘌呤核苷酸合成不同。132⒈尿嘧啶核苷酸的生物合成（1）氨甲酰磷酸的形成Gln+2ATP+HCO3-合成酶Ⅱ氨甲酰磷酸+2ADP+Pi+Glu（2）氨甲酰磷酸+Asp轉氨甲酰酶氨甲酰天冬氨酸+Pi（3）氨甲酰天冬氨酸二氫乳清酸酶二氫乳清酸+

H2O

⒈尿嘧啶核苷酸的生物合成（1）氨甲酰磷酸的形成133（4）二氫乳清酸+NAD+二氫乳清酸脫氫酶

乳清酸+NADH+H+（5）乳清酸+5-磷酸核糖焦磷酸焦磷酸化酶乳清苷酸尿嘧啶核苷酸-co2（4）二氫乳清酸+NAD+二氫乳清酸脫氫酶-co2134CO2和谷氨酰胺合成氨基甲酰磷酸CCO2和谷氨酰胺合成氨基甲酰磷酸C135轉氨甲酰酶二氫乳清酸酶由氨基甲酰磷酸開始合成尿嘧啶核苷酸轉氨甲酰酶二氫乳清酸酶由氨基甲酰磷酸開始合成尿嘧啶核苷酸136脫氫酶焦磷酸化酶脫氫酶焦磷酸化酶137脫羧酶脫羧酶138嘧啶環的元素來源嘧啶環的元素來源139⒉胞嘧啶核糖核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸轉變為胞嘧啶核苷