生物化学--核酸的代谢 ppt课件

经次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶催化转换为IMP和黄嘌呤核苷酸，然后
形成AMP和GMP。次黄嘌呤和黄嘌呤的溶解度比尿酸钠和尿酸大得多，
如果它们不能通过补救途径被重新利用也可经肾脏排泄掉。
ppt课件
5
2、大多数动物可以降解尿酸
大多数动物可以进一步降解尿酸。在尿酸酶的催化下，尿酸分子中的
嘧啶环开环形成尿囊素、H2O2和CO2。尿囊素是大多数哺乳动（不包括人） 中嘌呤降解的主要终产物。海龟、某些昆虫等动物也排泄尿囊素。某些硬
（二）转录（DNA指导下的RNA合成）
（三）RNA复制（RNA指导下的RNA合成）
六、基因、基因组、基因工ppt程课件
1
第十章 核酸的代谢
一、核酸的酶促降解
RNase
牛脾核糖核酸酶
（核糖核酸酶类）
核酸内切酶
RNaseT1
DNaseⅠ（牛胰脱氧核
核酸酶
（磷酸二脂酶）
DNase
（脱氧核糖核酸酶类）
糖核酸酶）
治疗痛风的常用药物之一是与次黄嘌呤结构非常类似的别嘌呤醇，次黄
嘌呤的N-7和C-8换个位置就变成了别嘌呤醇。在细胞内别嘌呤醇被转换为
羟嘌呤醇 ，羟嘌呤醇是黄嘌呤脱氢酶的一个很强的抑制剂，服用别嘌呤醇
可以防止非正常的高水平的尿酸的形成，因此可以防止尿酸的沉积和肾结
石的形成。在用别嘌呤醇治疗期间，次黄嘌呤和黄嘌呤都不会堆积，它们
产生CO2、 NH3、β-丙氨酸 及氨基异丁酸
ppt课件
9
三、核苷酸的生物合成
（一）核苷酸合成的两条基本途径
所有生物体和组织都有能力合成嘌呤和嘧啶核苷酸，反映出这些核苷酸 分子的重要性。核苷酸的杂环碱基环结构的从头合成要消耗大量的ATP，为 了保存能量，核苷酸的合成受到严密的调控，为的是与细胞分裂和其它用 途的需要相匹配。由于核苷酸的生物合成与细胞分裂紧密相连，所以，核 苷酸合成的研究对现代医学具有特别重要的意义，一些能够抑制核苷酸生 物合成的合成制剂可以用于癌症的治疗。
第十章 核酸的代谢
一、核酸的酶促降解 二、嘌呤和嘧啶的分解 三、核苷酸的生物合成 四、DNA的生物合成
(一)DNA的复制（DNA指导下的DNA合成） (二)逆转录作用（RNA指导下的DNA合成） （三）PCR（聚合酶链式反应）—体外合成DNA。 （四）DNA损伤与修复
五、RNA的生物合成
（一）多聚核苷酸磷酸化酶的作用（无模板指导的 RNA合成）
1、核苷酸合成需要磷酸核糖焦磷酸
核苷酸的生物合成都是先合成单磷酸核苷酸，各种嘌呤类核苷酸的前
体是次黄嘌呤核苷酸（IMP，或称之肌苷酸）；而各种嘧啶核苷酸则是从
尿嘧啶核苷酸（UMP）衍生出来的。IMP是由次黄嘌呤碱基和核糖-5-磷酸
组成的；UMP是由尿嘧啶碱基和核糖-5-磷酸组成的，IMP和UMP的从头合
成实际上是次黄嘌呤碱基和尿嘧啶碱基的合成，因为这两种核苷酸中都含
有核糖-5-磷酸。IMP是在核糖-5-磷酸的基础上合成次黄嘌呤环结构的，而
UMP则是先合成尿嘧啶碱基，然后再连接5-磷酸核糖。但无论那种连接方
几种脱氧核苷的磷酸解）都
是由嘌呤-核苷磷酸化酶
（purine-nucleoside
phosphorylase）催化的，
生成核糖1-磷酸（或脱氧核
糖-1-磷酸）和碱基；但腺
苷不是哺乳动物嘌呤-核苷
ppt课件
4
磷酸化酶的底物。
痛风是由于尿酸生产过量或尿酸排泄不充分造成堆积引起的一种疾病。
血液中的尿酸钠的溶解度很小，当尿酸钠浓度高时，它可在软骨和软组织， 特别是在肾脏以及舌和关节处形成结晶（有时与尿酸一起）。在关节处的 沉积会引起剧烈的疼痛。引起痛风有几个原因，其中包括次黄嘌呤-鸟嘌 呤磷酸核糖转移酶活性的部分缺陷，结果导致嘌呤回收下降，使得嘌呤分 解生成更多的尿酸。痛风也可能是由于嘌呤生物合成调控的缺陷引起的。
骨鱼具有尿囊素酶活性，尿囊素酶可以催化尿囊素的咪唑环开环生成尿囊
酸。但这些鱼类不能再降解尿囊酸，而是以尿囊酸作为嘌呤降解的终产物
排泄。
ppt课件
6
大多数鱼、两栖类动物、以及淡水软体动物可以 进一步降解尿囊酸。这些动物含有尿囊酸酶，该酶催 化尿囊酸水解生成一分子的乙醛酸和两分子尿素。所 以在这些动物中嘌呤降解氮的终产物是尿素。
ppt课件
3
右 图给出了AMP和GMP
降解至尿酸的途径。AMP
和GMP经水解除去磷酸分
别形成腺苷和鸟苷，腺苷经
腺苷脱氨酶催化脱氨形成次
黄嘌呤核苷，同样AMP也
可以在AMP脱氨酶的作用
下脱氨生成IMP。IMP水解
生成次黄嘌呤核苷，次黄嘌
呤核苷再经磷酸解形成次黄
嘌呤。鸟苷磷酸解生成鸟嘌
呤。这些磷酸解反应（以及
DNaseⅡ（牛脾脱氧核
糖核酸酶）
核酸外切酶
蛇毒磷酸二脂酶
（3`→5`外切酶）
限制性内切酶
（专一性低，既作用
RNA也作用DNA） 牛脾磷酸二脂酶
嘧啶的分解
（一）嘌呤的分解 1、嘌呤核苷酸降解产生尿酸
尽管细胞内大多数的嘌呤和嘧啶碱基可以通过补救途径 合成相应的核苷酸，也就是说可以回收，但还是有些碱基被 降解。这些碱基来自过量消化的核苷酸或来自细胞内正常的 核酸转换。鸟类、爬行动物和灵长类动物（包括人）可以将 嘌呤核苷酸转换为尿酸排泄掉。鸟类、爬行动物中的氨基酸 代谢也可以生成尿酸，但在哺乳动物中，过量的氮是以尿素 形式排出的。鸟类和爬行动物缺少进一步降解尿酸的酶，而 许多动物还可以进一步将尿酸降解为其它产物。
核苷酸生物合成存在着两条途径，即从头合成途径和补救途径。从头合 成途径实际上是由简单的前体分子（例如氨基酸、CO2和NH3等分子）生物 合成核苷酸的杂环碱基的途径。补救途径是一条省能的、简单的生物合成 核苷酸途径，碱基不用从头合成，而是直接利用细胞内或饮食中核苷酸降 解生成的完整的嘌呤和嘧啶碱基，该途径实际上是核苷酸降解产物再循环， 重新形成核苷酸的过程。从头合成p途pt课径件和补救途径在细胞代谢中都很重10 要。
许多生物，包括植物、海洋甲壳类动物和许多海 洋无脊椎动物都能够水解尿素，脲酶催化尿素水解生 成CO2和NH3。氨对这些生物是没有毒害的。例如植 物通过谷氨酰胺合成酶的作用，氨可以快速地被同化。 海洋生物，由于有毒的氨是在表面器官（例如鳃）产 生的，所以氨很容易被冲洗掉。
ppt课件
7
ppt课件
8
(二)嘧啶的分解