核酸的降解和核苷酸代谢

A-腺嘌呤
PHi O 2次黄2嘌呤
核糖
次腺黄苷苷
嘧啶的分解
HOHHβHH-氨OOO基OHO异HβHH-O丁丙H酸OOO氨HCHHNHHH酸OHOHOH2HO2N2ONHH+NH2NHON2ONHN3HCCHC3H乙CCCCHHH2H酸HOHHH3排代323HN3出谢22HNHA体。AHHDNHH乙β+外D-CNP酸H氨或OPHNA胸胞+基3尿2H进3++AD223腺异N嘧N嘧+H入DPHHC嘧丁NC啶有+H啶3P3+啶O酸HO2H机+C2H32酸+O+2
O
O P O CH2
O
O
PRPP: 5-磷酸核糖焦磷酸
O
O
O P O P O + Gln + H2 O
OH
OH O
O
PRPP
O
O P O CH2
O
O
NH2 + ppi + Glu
OH
OH
(3)5-磷酸核糖胺+Gly+ATP → 甘氨酰胺核苷酸+ADP+Pi
NH2 + Gly + ATP RP
NH2 CH2
黄苷 黄嘌呤
鸟苷酸 鸟苷
尿酸
嘧啶碱的分解
哺乳动物U、T可先还原为对应的二氢衍生 物再破环生成β-Ala及β-氨基异丁酸。
黄嘌呤
尿酸
OONHHH2
HNH
H
H核苷磷酸化酶
H O核糖-1-磷酸 22
脱氨基酶
HO H
H O NN 2 黄嘌呤氧化酶 OO2
NN HH
蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二脂酶属于外切酶。
药排物出对 体嘧外啶或核进既苷入酸有合机可成酸的代水影谢响。解RNA，又可水解DNA磷酸二酯键的核酸 酶。 β-氨基异丁酸+CO2+NH3
(2)PRPP + Gln → 5-磷酸核糖胺 + Glu + ppi
小球菌核酸酶是内切酶，可作用于RNA或变性的 Lesch-Nyan综合症就是由于次黄嘌呤,鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷，AMP合成增加，大量积累尿酸，肾结石和痛风。
蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二脂酶属于外切酶。
源DNA的核酸内切酶，产生3’-OH和5’-P。 只能水解DNA磷酸二酯键的酶。
人和某些动物体内脱氨基过程有的发生在核苷或核苷酸上。
3、非特异性核酸酶 叶酸的结构类似物，能与二氢叶酸还原酶发生不可逆结合，阻止FH4的生成，从而抑制FH4参与的各种一碳单位转移反应。
2、脱氧核糖核酸酶
只能水解DNA磷酸二酯键的酶。DNase牛胰脱氧 核糖核酸酶（DNaseI）可切割双链和单链DNA。 产物是以5’-磷酸为末端的寡核苷酸。
牛胰脱氧核糖核酸酶（DNaseI），降解产物为3’磷酸为末端的寡核苷酸。
甲川基可由甲酸或氨基酸供给。
限制性核酸内切酶：细菌体内能识别并水解外源双 嘌呤碱 + 5-PRPP → 嘌呤核苷酸
（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）。
人和某些动物体内脱氨基过程有的发生在核苷或核苷 酸上。脱下的NH3可进一步转化成尿酸排出。
嘌呤类在核苷酸、核苷和碱基 三个水平上的降解
腺苷酸
次黄苷酸
黄苷酸
鸟苷酸
腺苷 腺嘌呤
次黄苷 次黄嘌呤
核苷酸的生物合成
总论
“从头合成”中碱基各原子来源
通过放射性同位素法推断
CO2
天冬氨酸
C
N1 6
C 甲酸
23
N
C
5
4C
N 甘氨酸
C 7 8
甲酸
9
N
嘌 呤 碱
谷氨酰胺
磷酸核糖C1上逐个安插成嘌呤碱成分，形成A(G)MP。
“补救”途径 “从头合成”途径（通常情况下占95%）
(脑和骨髓)
核糖、氨基酸、CO2、NH3、Pi
DNA，产生3’-核苷酸或寡核苷酸。
蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二脂酶属于外切酶。蛇 毒磷酸二酯酶能从RNA或DNA链的游离的3’-OH逐 个水解，生成5’-核苷酸。牛脾磷酸二脂酶从游离 的5’-OH开始逐个水解，生成3’核苷酸。
核苷酸的降解
1、核苷酸酶（磷酸单脂酶） 水解核苷酸，产生核苷和磷酸。 非特异性磷酸单酯酶：不论磷酸基在戊糖的2’、3’、
5’，都能水解下来。 特异性磷酸单酯酶： 只能水解3’核苷酸或5’核苷酸
（3’核苷酸酶、5’核苷酸酶） 2、核苷酶 ① 核苷磷酸化酶：广泛存在，反应可逆。 ② 核苷水解酶：主要存在于植物、微生物，只水解
嘌呤碱的分解
不同生物分解嘌呤碱能力不同，因此终产物也不同。 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
C O NH
+ ADP + Pi
RP
(4)甘氨酰胺核苷酸+ N5 N10-甲川FH4 + H2O → 甲酰甘氨酰胺核苷酸+ FH4
甲川基可由甲酸或氨基酸供给。
NH2 CH2
C O NH
+ N5N10 CH
FH4 + H2O
RP
NH CH2 CH
C
O
O NH
RP
(5)甲酰甘氨酰胺核苷酸+ Gln + ATP + H2O → 甲酰甘氨脒核苷酸+ Glu + ADP + pi
根据酶的作用方式分：内切酶、外切酶。
1、核糖核酸酶 只水解RNA磷酸二酯键的酶(RNase)，不同的
RNase专一性不同。 牛胰核糖核酸酶(RNaseI)，作用位点是嘧啶核苷-
3’-磷酸与其它核苷酸间的连接键。 核糖核酸酶T1(RNaseT1)，作用位点是3’ -鸟苷酸
与其它核苷酸5’-OH间的键。
核酸的降解和核苷酸代谢
核酸的降解
核酸 核苷酸
进入磷酸戊糖途径 或重新合成核酸
核酸酶
水
核苷酸酶
解
磷酸
核苷 核苷磷酸化酶
去何处？ 磷酸-戊糖
碱基
核酸的酶促降解
核酸分解代谢第一步就是分解为核苷酸，作用于磷 酸二酯键的酶称核酸酶（磷酸二脂酶）。
根据对底物的专一性可分为：核糖核酸酶、脱氧 核糖核酸酶、非特异性核酸酶。
内源酸解主脏抑理外核分，要制紧常发物张因生甚导各在至致碱核肝种生其基苷、Pi 中的某些酶缺 乏，影响细胞 生长。 脱氧核苷
辅酶
核糖核苷酸 脱氧核糖核苷酸
RNA
核酸类补品原理所在 可提高康复速度
DNA
1、次黄嘌呤核苷酸的合成（IMP）
(1)5-磷酸核糖 + ATP → PRPP + AMP + ppi (2)PRPP + Gln → 5-磷酸核糖胺 + Glu + ppi