第十一章核酸的代谢
第十一章
核酸的代谢
第一节
核酸降解
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，细胞内存在多种游离的核苷酸，是代谢中极为重要的物质，几乎参加细胞内所有的生化过程：
?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中间物。
如：UDP-葡萄糖是糖原合成的中间物。
CDP-二脂酰甘油是磷酸甘油酯合成的中间物。
?3、A TP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（NAD NADP)、黄素嘌呤二核苷酸（FAD)和辅酶A的组分。
?5、某些核苷酸是代谢的调节物质。
?cAMP,cGMP是许多激素引起的胞内信使
?核酸降解为核苷酸，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合成，某些辅酶的合成与核酸的代谢亦有关。
?讲授内容：核糖核酸、脱氧核糖核酸的分解与合成。
一. 核酸的解聚和核苷酸的降解
?核酸降解酶种类
?核酸外切酶: 催化核酸从3’端或5’端解聚,形成5’-核苷酸和3’-核苷酸。
?核酸内切酶: 水解核酸分子内的磷酸二酯键。
?限制性内切酶: 专一识别并水解外源双链DNA上特定位点的核酸内切酶。
?核苷酸降解酶：
?核苷酸酶:核苷酸水解为核苷和磷酸。
?核苷酸+ H2O 核苷+Pi
?核苷磷酸化酶: 水解核苷为碱基和戊糖-1-磷酸。
核苷+ 磷酸核苷磷酸化酶碱基+ 戊糖-1-磷酸
?核苷水解酶: 水解核苷为碱基和戊糖。
?存在于植物和微生物中。
核糖核苷+ H2O 核苷水解酶碱基+ 戊糖
只对核糖核苷作用，反应不可逆。
二. 碱基降解
?㈠. 嘌呤碱的分解
?⒈脱氨
?动物组织腺嘌呤脱氨酶含量极少，而腺嘌呤核苷酸脱氨酶和腺嘌呤核苷脱氨酶的活性高，腺嘌呤的脱氨可在其核苷和核苷酸水平上进行。
?鸟嘌呤脱氨在鸟嘌呤水平上。
?鸟嘌呤核苷鸟嘌呤黄嘌呤尿酸
?⒉转变为尿酸
?鸟嘌呤+ H2O 鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤+ NH3
?次黄嘌呤+ O2 + H2O 黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤+ H2O2
?黄嘌呤+ O2 + H2 O 黄嘌呤氧化酶尿酸+ H2O2
痛风：嘌呤代谢障碍有关,
正常血液：2-6mg /100ml, 大于8mg/100ml,
尿酸钾盐或钠盐沉积于软组织、软骨及关节等处,形成尿酸结石及关节炎,沉积于肾脏为肾结石,基本特征为高尿酸血症。
引起血尿酸升高的原因:疾病引起体内嘌呤类物质大量分解;肾脏疾病使尿酸排出受阻;长期摄入富含核酸的食物,甜面包,肝,酵母,沙丁鱼等。
药物：别嘌呤醇
别嘌呤醇结构与次黄嘌呤相似，对黄嘌呤氧化酶有很强的抑制作用，与酶活性中心Mo(IV)牢固结合，自杀底物，成为酶的灭活物，经别嘌呤醇治疗的患者排泄黄嘌呤和次黄嘌呤以代替尿酸。
?⒊尿酸降解途径因物种存在差异
?灵长类,鸟类,爬行类动物尿酸
?哺乳类(除灵长类),腹足类尿囊素
?硬骨鱼尿囊酸
?大多数鱼类,两栖类尿素
?甲壳类,咸水瓣鳃类氨
?植物多种产物
㈡. 嘧啶碱
?核苷酸分解产物嘧啶碱可以在生物体内进一步被分解，不同种类生物对嘧啶分解过程也不完全相同，一般具有氨基的嘧啶需先水解脱氨。
胞嘧啶脱氨酶尿嘧啶二氢尿嘧啶脱氢酶
二氢尿嘧啶开环β-脲基丙氨酸
NH3+ CO2 +β-丙氨酸
胸腺嘧啶分解与尿嘧啶相似
胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶
β-尿基异丁酸NH3 + CO2
+ β- 氨基异丁酸
㈠. 嘌呤核糖核苷酸的合成
5-磷酸核糖焦磷酸开始逐步合成次黄嘌呤核苷酸转变为腺嘌呤核糖核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸。
三. 核苷酸的生物合成
?1.次黄嘌呤核苷酸的生成.
?次黄嘌呤核苷酸的酶促合成过程，主要是以鸽肝的酶系统为材料研究清楚的。以后在其他动物、植物、微生物中也找到类似的酶和中间产物，由此可以推测它们的合成过程也大致相同，?.次黄嘌呤核苷酸的合成首先需要由5-磷酸核糖焦磷酸供给核苷酸的磷酸核糖部分，在其上再完成嘌呤环的装配。
?核糖-5-P +ATP 磷酸核糖焦磷酸激酶
5-P-核糖焦磷酸+ AMP
次黄嘌呤核苷酸的合成过程共有十步反应，分成二个阶段。
第一阶段:5-氨基咪唑核苷酸的合成
?（1）5-磷酸核糖焦磷酸+ 谷氨酰胺
转酰胺酶5-磷酸核糖胺+谷氨酸+PPi
?(2) 5-磷酸核糖胺+ 甘氨酸+ ATP 合成酶
甘氨酰胺核苷酸+ADP +Pi
?(3) 甘氨酰胺核苷酸+N10-甲酰四氢叶酸+
水转甲酰基酶甲酰甘氨酰胺核苷酸+四氢叶酸
?(4)甲酰甘氨酰胺核苷酸+谷氨酰胺+ATP
+水合成酶甲酰甘氨脒核苷酸+谷氨酸
+ADP+Pi
?(5)甲酰甘氨脒核苷酸+A TP 合成酶
?5-氨基咪唑核苷酸+ ADP +Pi
第二阶段：形成次黄嘌呤核苷酸
?(6)5-氨基咪唑核苷酸+ CO2
羧化酶5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸
?(7) 5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸+天冬氨酸
+ATP 合成酶5-氨基咪唑-4-(N-琥珀基）氨甲酰核苷酸
?(8) 5-氨基咪唑-4 -(N-琥珀基）氨甲酰核苷酸裂解酶5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸+延胡索酸
?(9) 5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸
?+ N 10 -甲酰四氢叶酸转甲酰基酶
5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸
+ 四氢叶酸
?(10) 5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸
合酶次黄嘌呤核苷酸+水
?脱水环化
掌握嘌呤环元素的来源
?3. 嘌呤碱和核苷合成核糖核苷酸
?生物体内除以简单前体物质“从头合成”核苷酸外，可由碱基和核苷合成核苷酸，“补救途径”。
?主要的补救途径：
?嘌呤碱与5-磷酸核糖焦磷酸在磷酸核糖转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
?次黄嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸
?次黄嘌呤核苷酸+PPi
?鸟嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸
?鸟嘌呤核苷酸+PPi
?人类该途径具重要的作用，大脑中腺嘌呤和次黄嘌呤核苷酸合成主要依赖该途径。
?⒋嘌呤核糖核苷酸生物合成的调节
?AMP ，GMP ，IMP反馈抑制磷酸核糖焦磷酸转酰氨酶活性。
?AMP ，GMP分别反馈抑制从IMP开始的分支部位的酶。
㈡. 嘧啶核糖核苷酸的合成
?嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸合成不同。
?先合成嘧啶环。
?嘧啶环+磷酸核糖乳氢苷酸
尿嘧啶核苷酸
?⒈尿嘧啶核苷酸的生物合成
?（1）氨甲酰磷酸的形成
?Gln+2ATP+HCO3-合成酶氨甲酰磷酸+2ADP+Pi+Glu
?（2）氨甲酰磷酸+Asp转氨甲酰酶
?氨甲酰天冬氨酸+ Pi
?（3 ）氨甲酰天冬氨酸二氢乳清酸酶
二氢乳清酸+H2O
?（4）二氢乳清酸+NAD+ 二氢乳清酸脱氢酶
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
嘧啶核糖核苷酸的合成
?⒉胞嘧啶核糖核苷酸的合成
?尿嘧啶核苷酸转变为胞嘧啶核苷酸在尿嘧啶核苷三磷酸水平上进行.
?UMP+ATP 尿嘧啶核苷酸激酶UDP+ADP
?UDP+A TP 核苷二磷酸激酶UTP+ADP
?UTP+ 谷氨酰胺+ ATP +H2O CTP合成酶
CTP+谷氨酸+ ADP+ Pi
?细菌直接利用氨合成胞嘧啶核苷三磷酸,动物组织由Glu供给氨基。
?3、嘧啶碱和核苷合成核糖核苷酸—补救途径
?生物体利用外源或分解代谢中产生的嘧啶碱、核苷或嘧啶核苷合成嘧啶核苷酸。
?尿嘧啶核苷酸：
?（１）UMP磷酸核糖转移酶催化生成尿嘧啶核苷酸
?U+5-磷酸核糖焦磷酸ＵＭＰ磷酸核糖转移酶
?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
?胞嘧啶核苷酸
?胞嘧啶不能直接与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
?⒋嘧啶核糖核苷酸合成的调节
?反馈抑制
?氨甲酰磷酸合成酶UMP
?天冬氨酸转氨甲酰酶CTP
?CTP合酶
?
?㈢脱氧核糖核苷酸的合成
?⒈核糖核苷酸还原
?核糖核苷酸还原酶
?核糖核苷酸还原为脱氧核糖核苷酸，多在二磷酸核糖核苷酸水平上进行。
⒊利用已有碱基和戊糖合成
?(1)碱基+脱氧核糖-1-P 核苷磷酸化酶
?脱氧核糖核苷
?(2)脱氧核糖核苷+ATP 脱氧核糖核苷激酶
?脱氧核糖核苷酸(3)碱基间互换合成新的脱氧核苷酸
?dXDP + dYTP 核苷二磷酸激酶dXTP + dYDP
第二节DNA的复制
?DNA生物合成概述:
?核酸的生物合成是模板指导下进行的，模板有DNA 和RNA. 因此, DNA合成分为DNA为模板的DNA复制和RNA为模板的逆转录。
?DNA合成主要原料：四种脱氧核苷三磷酸，
酶系和辅助因子的参与。
?本章主要讲解DNA复制：以原来DNA分子为模板合成出具有相同分子的过程。
?自我复制
?一、DNA的半保留复制
?以双链DNA 分子的每一条链为模板，按照碱基配对的原则，合成出两个与原DNA分子碱基顺序完全一样的新DNA分子，其中每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种复制方式为半保留复制。
?1963年，Cairns 用放射自显影的方法观察到完整的正在复制的大肠杆菌染色体DNA
?
二. DNA的半不连续复制
?复制叉:复制开始,两条链解开,形成的叉形结构。
?随着复制叉的延伸,DNA的两条母链分别合成与其互补的子链,目前分离到的催化DNA形成的聚合酶的合成方向都是5’→3’,DNA在复制时如何同时作为模板合成其互补链？
?半不连续复制：DNA合成的一种模式，以两条亲本链为模板合成子链时，一条子链的合成是连续的，另一条是不连续。
?先导链、后滞链：DNA双链复制时，一条子链沿5’→3’方向连续合成，即前导链，而另一条链的合成是不连续的，即后滞链。
?冈崎片段：后滞链合成时，先以亲本链为模板按5’→3’方向合成许多1kb-2kb的不连续片段，这些片段称为冈崎片段，然后这些短片段共价连接成一条完整的后滞链，后滞链的成长方向与其片段的饿合成方向相反。
DNA 复制是半不连续复制
Okazaki实验证实DNA 复制是半不连续复制
?前导链(leading strand)
?滞后链(trailing strand or lagging strand)
?冈崎片段(okazaki fragment
三. DNA复制有关的酶和蛋白质
? 1. DNA聚合酶
?DNA的复制、校对和修复．
?1956年Kornberg从大肠杆菌中发现DNA聚合酶,其他生物找到该种类型的酶．
?在有模板和Mg2+存在下，催化四种脱氧核糖核苷三磷酸合成DNA．
?DNA聚合酶只能催化dNTP加到已有核酸链的游离3-羟基上,合成需要引物链存在，合成需要模板指导,合成的DNA链只与模板有关,与底物比例无关．
?催化方向为5’ 3’
小结:DNA 聚合酶的特性
?A、底物必须是dNTP．
?B、以DNA为模板，链延伸功能，不能从头合成，需要引物。
?C、合成方向只能从5’ 3’．
大肠杆菌DNA聚合酶
?大肠杆菌有多种DNA聚合酶，其中只有聚合酶III是DNA复制必需，作用是随复制叉移动延长新生链；
?聚合酶I主要是添补后滞链的间隙及负责损伤DNA的修复等功能；
?DNA聚合酶I具有5‘→3’方向核酸外切酶活性，能切除引物RNA
?DNA聚合酶I
?单链多肽，103kD, 400个/细胞．
?三个活性中心:
?DNA聚合酶活力,1000bp/min;
3’→5’：核酸外切酶活力,校对．
5’→3’：核酸外切酶活力,修复、引物链去除．
?用蛋白酶将DNA聚合酶作有限水解,得到两个片段,大片段具有聚合酶和3’→5’核酸外切酶活
力,小片段具有5’→3’核酸外切酶活力．
?聚合酶I合成速度太慢,复制叉移动速度的1/20;持续合成能力差,合成50bp与模板分离．
?遗传分析,缺陷型DNA复制基本正常．
?不是主要的复制酶,修复酶．
?DNA聚合酶II
?多亚基酶,聚合活力较DNA聚合酶I稍高,需带缺口的双链DNA作为模板-引物,无5’→3’外切酶活性，100个/细胞．
?小缺口〈100 核苷酸
?功能：可能在DNA的修复中起重要作用．
?DNA聚合酶III
?多亚基组成,催化聚合速度高,10-20个/细胞。
?被认为大肠杆菌真正的复制酶．
?现认为DNA聚合酶全酶由10种亚基组成的异多聚体．
?DNA聚合酶III的结构模式图：
?DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ
?1999年发现,DNA受到损伤时,诱导产生这两种酶,对损伤部位进行复制,但修复错误率高．
?真核生物DNA聚合酶
?哺乳动物发现五种:α,β,γ,δ,ε．
?α,β, δ定位于核内，
?γ位于线粒体，
?α在DNA合成期水平升高，是主要的复制酶，
?β修复，
?δ校对功能，ε功能不清楚．
?真核生物的DNA聚合酶一般没有5’→3核酸外切酶活性。
?2. 拓扑异构酶
?功能：DNA超螺旋松弛,消除解链产生的扭曲张力
?两种功能类型：
?Top I: 只剪切一条链，作用于有缺口的底物。（转录）
?Top II: 同时切开两条链。（复制）
?3. 解螺旋酶
?DNA双链解旋，该酶沿单链DNA移动，利用A TP水解获得能量打开氢键,作为模板复制。
?4. 引物合成酶
?复制的起始点处合成一段RNA引物, 前导链的引物比冈崎片段引物略长约10-60b．
?5. DNA连接酶
?连接后滞链片段，切口处5‘－磷酸基和3‘－羟基生成磷酸二酯键．
6、单链结合蛋白(SSB):
?SSB是缺乏酶活性的复制辅助蛋白，与解开的单链相结合，防止变性和保护单链部分不被核酸酶降解。
?SSB对单链DNA有很高的亲和力，对双链没有亲和力，稳定单链区域，稳定熔解起点，维持螺旋酶的活性，从DNA模板上去除二级结构，抑制核酸酶活性。
?参加复制还有其他一些蛋白，DnaA,DnaC大肠杆菌与复制起始相关的蛋白。
四、DNA复制过程
（一）. 大肠杆菌DNA复制过程
?起始,延伸和终止三个阶段
?1、复制的起始
?特异蛋白质识别复制原点并结合—形成起始复合物，解旋酶解开双链开链复合物。SSB结合到单链DNA上，拓扑异构酶消除解链产生的扭曲张力引物合成酶结合其上，合成RNA引物DNA聚合酶开始聚合反应即复制起始。
?2、复制的延伸
?前导链和滞后链的合成过程
?前导链: 引物合成酶合成RNA引物,DNA聚合酶III催化聚合反应,连续过程.
?滞后链:引物合成酶合成RNA引物,DNA聚合酶III催化形成冈崎片段,DNA聚合酶I和连接酶催化下将冈崎片段连接。
?前导链、滞后链由DNA聚合酶III两个核心酶催化。
?3、复制的终止
?细菌环状DNA两个复制叉不断前移,最后在终止区相遇并停止复制.终止区含有多个终止子，终止子能与特定蛋白结合形成复合物,阻止对侧复制叉超越.
?环形、线形DNA终止方式不同。
（二）真核生物DNA复制
?真核生物与原核生物DNA复制的差异：
?a核小体的解聚和核小体的重组装。
?b多起点双向复制,原核有一个起点。
?c复制子的复制速度慢，复制起点多,多复制子,
染色体复制全部结束前复制子只进行一次复制。
复制子:基因组中DNA分子的复制单位,包含一个起始复制的复制起点,细菌染色体,质粒,病毒只有一个复制起点,整个DNA分子构成一个复制子.
复制起点:染色体中DNA分子开始复制的特定位置
特征:常富含A-T 碱基对,回文序列、重复序列也是复制起点常见的结构。
?d、真核生物与原核生物DNA聚合酶存在差别,复制体结构组成不同，调控复杂。
第三节
RNA的生物合成和加工
?RNA合成需要模板
?两种模板：DNA 和RNA
?前者为转录或DNA指导下的RNA合成；后者为复制或RNA指导下的RNA合成。
?讲解内容：DNA指导下的RNA合成
?RNA指导下的RNA复制
一. DNA指导下RNA合成
?㈠. 概述
?合成前体或原料:四种核糖核苷三磷酸
?合成模板:DNA链中一条,模板链,负链,无义链,非编码链;另一条链称为非模板链,正链,有义链,编码链。
?合成单位:转录单位,包括起始,延伸和终止。
?合成方向:5’→3’,无需引物。
?合成催化酶:DNA指导下的RNA聚合酶。
?㈡. DNA指导下的RNA聚合酶
?1. 聚合酶通性
?以适当的DNA为模板,全保留方式。
?底物为四种核苷三磷酸。
?合成方向5’→3’。
?无需引物。
?Mg2＋促进聚合反应。
?⒉大肠杆菌DNA指导下的RNA聚合酶
?全酶由α2ββ’σ五种亚基组成，46－48万。
?α2ββ’核心酶：已开始合成RNA链延长，不具有起始合成RNA的能力。
?σ使RNA聚合酶稳定地结合到DNA的启动子上，转录的起始密切相关。
?全酶制剂中还含ω亚基,功能未知。
?⒊真核生物DNA指导下的RNA聚合酶
?真核生物RNA聚合酶通常有8-14个亚基,并含有Zn2+离子.利用抑制剂α-鹅膏蕈碱可将其分为三大类：
?酵母RNA聚合酶I对鹅膏蕈碱不敏感，II可被低浓度10-9~10-8mol/l所抑制，III只被高浓度10-5~10-4mol/l所抑制。
?α-鹅膏蕈碱是一种毒蕈产生的八肽化合物，对真核生物有较大毒性，但对细菌的RNA聚合酶只有微弱的抑制作用。
?㈢.启动子和转录因子
?启动子:RNA聚合酶识别,结合和开始转录的一段DNA序列。
?转录因子:RNA聚合酶起始转录需要的辅助因子(蛋白质)称为转录因子,其作用或是识别DNA 的特殊序列,或是识别其他因子,或是识别RNA聚合酶。
?原核生物启动子的一般结构
?σ因子能直接和启动子的-35序列以及-10序列相互作用,
?真核生物启动子
?真核生物启动子通常由一些短的保守序列所组成,被各种适当的转录因子识别,多种转录因子和RNA聚合酶在起点上形成前起始复合物促进转录.
?真核生物启动子三类,分别与三种RNA聚合酶的转录有关。
?1、RNA聚合酶I启动子结构—rRNA基因启动子,分两部分.
?近启动子：序列位于-40~ +50其功能决定转录起始的准确位置。
?远启动子：序列位于-165 ~-40，其功能是影响转录的频率。
?每种生物都有特定的转录因子与RNA聚合酶I结合，促进与启动子形成转录起始复合物，因此RNA聚合酶I具有很明显的种族特异性。
?2、RNA聚合酶II的启动子—多部位结构
?（1）帽子位点：即转录起点，其碱基大多为A，两侧各有若干个嘧啶核苷酸
?（2）TATA框：即-20~-30区A.T富集的一段区域，其一致序列为TATAAA，其两侧是侧向于富含G、C碱基对序列。
?TA TA框是RNA聚合酶的附着点，决定转录起始点的选择，是绝大多数真核基因表达所必须的。
?（3）CAAT框：一致序列为GGC(T)CAA TCT一般位于-75附近，CAAT可能控制着转录起始频率，其中头两个G和CAA T作用同样重要，如缺失将极大得影响转录效率。
?3. RNA聚合酶III的下游启动子：启动子位于转录起点之后。
?㈣. 终止子和终止因子
?终止子:提供转录停止信号的DNA序列。
?终止因子:协助RNA聚合酶识别终止信号的辅助因子(蛋白质),Nus因子。
?通读:终止子的作用被特异的因子所阻止,使聚合酶得以越过终止子继续转录。
?抗终止因子:引起抗终止子作用的蛋白质。
?大肠杆菌两类终止子:
一类不依赖蛋白质辅因子的终止子:
另一类依赖蛋白质辅因子实现终止作用，这种蛋白质因子称为释放因子（ 因子）。
转录中终止信号位于已转录的序列中,原核生物的终止子在终止点之前均有一个回文结构,其产生的RNA可形成由茎环构成的发夹结构,使聚合酶减慢移动或暂停RNA的合成.
?真核生物转录终止信号和终止过程了解甚少,且三种聚合酶的终止序列和终止机制存在较大差异。
?㈤. 转录过程
?1. 原核生物转录过程
?模板识别,转录起始,转录延伸和转录终止
?(1)模板识别转录起始
?A、σ亚基与核心酶构成全酶，并沿DNA链滑动。
B、σ亚基发现识别位点，全酶与-35序列结合，大分子量的RNA聚合酶产生的空间效应使其一端可以达到-10序列。
C、整个酶分子向-10序列转移并与之牢固结合，构成封闭启动子复合物。
?D、-10序列及起始位置发生局部解链，一般为12~17bp，形成开放启动子复合物。
?E、RNA聚合酶上起始位点和延伸位点被相应的核苷酸前体充满，在亚基的催化下形成RNA 的第一个磷酸二酯键（多为G或A)）构成三元复合物，即全酶、DNA 和RNA 。
?F、σ因子从全酶上解离下来（依次合成2~9核苷酸链），使核心酶和DNA的亲和力下降到非特异性结合水平以下，酶沿DNA容易移动。
?(2)转录的延伸和终止
?聚合酶沿DNA分子向前移动,解链区前移,新生RNA链逐渐生长,并与模板链形成RNA-DAN 杂交体,随着解链区前移,转录后的DNA恢复双螺旋结构,RNA链被置换.解链产生的扭曲张力由拓扑异构酶I消除。
?RNA酶在NusA作用下识别终止子,停止转录,聚合酶和RNA链离开模板,转录终止。
?2. 真核生物转录过程
?转录过程与细菌相似,但其RNA聚合酶自身不能识别和结合到启动子上,需要在启动子上由转录因子和RNA聚合酶装配成活性转录复合物才能起始转录。
?装配,起始,延长和终止四个阶段。
?㈥.RNA生物合成的抑制剂
?1、嘌呤和嘧啶碱基类似物
?抑制核苷酸生物合成或合成相应的核苷酸渗入到核酸分子,形成异常RNA.
?5-氟尿嘧啶,6-巯基嘌呤,2,6 - 二氨基嘌呤等。
?⒉DNA模板功能抑制剂
?与DNA模板结合,使DNA失去模板功能,抑制其复制和转录。
?烷化剂,放线菌素和嵌入染料
?嵌入染料：具有扁平芳香族发色团染料，可插入DNA相邻碱基对之间。
?⒊RNA聚合酶的抑制剂
?抑制真核生物RNA聚合酶：α-鹅膏蕈碱抑制细菌RNA聚合酶,利福霉素,利链菌素。
二. RNA的转录后加工
?细胞内,由RNA聚合酶合成的原初转录物往往需要经过一系列的变化,包括链的裂解,5’端与3’端的切除和特殊结构的形成,核苷的修饰和糖苷键的改变,以及拼接和编辑等过程转变为成熟的RNA分子。
?rRNA,tRNA和mRNA的加工
?原核生物和真核生物的差异
?㈠. 原核生物RNA的加工
?rRNA的编码基因与某些tRNA的基因一起转录; tRNA基因也成簇存在,并与某些蛋白质的基因一起转录,经断链成为rRNA和tRNA前体,然后加工成熟。
?大肠杆菌共有7个rRNA的转录单位,由16S,23S,5SrRNA及一个或几个tRNA基因组成。
?⒉tRNA前体的加工
?核酸内切酶在tRNA两端切断。
?核酸外切酶从3’端逐个切去附加的顺序,进行修剪。
?如自身无CCA OH,则在tRNA3’端加CCA OH。
?核苷酸的修饰异构化。
?
?3. mRNA前体的加工
?细菌中用于指导蛋白质大多不需要加工，一经转录即可进行翻译.
?少数多顺反子需经核酸内切酶切成较小单位，然后再进行翻译.
?㈡.真核生物RNA加工
?真核生物rRNA和tRNA前体的加工过程与原核生物有些相似。
?⒈真核生物rRNA前体加工
?真核生物rRNA基因成簇排列在一起,由16-18S, 5.8S和26-28SrRNA组成一个转录单位,由RNA 聚合酶I转录产生一个长的rRNA前体。
?哺乳动物45S,酵母37S;5SrRNA由聚合酶III转录。
?2. tRNA前体的加工
?与原核生物类似,转录的前体分子在tRNA的5’端和3’端的附加序列由核酸内切酶和外切酶加以切除,有些含有居间序列经酶促反应切掉;3’端加CCA OH序列;碱基和核酸的修饰。
?3. mRNA前体的加工
?mRNA的原初转录物为相对分子量极大的前体,在核内形成分子大小不一的中间物,成为核内不均一的RNA(hnRNA)。
?半寿期差异大,25%经加工转变为mRNA。
?a.5’形成特殊的帽子(m7G5’ppp5’NmpNmp)。
?b.3’端切断并加上多聚腺苷酸(polyA)尾巴。
?c.前体mRNA中一些非编码的序列的内含子切去，再将有编码意义各相邻外显子首尾相接。
?d. mRNA内部甲基化，碱基甲基化。
?三. RNA指导下的RNA合成
?RNA是遗传物质，通过复制合成出与其自身相同的分子，RNA复制.
?1、噬菌体QβRNA复制（寄主大肠杆菌）
?单链RNA,该RNA具有mRNA功能,称为正链,其互补链为负链。
?复制酶:该RNA可以翻译产生相应的酶,模板特异性强,只能识别自身的RNA。
?四个亚基:α, δ,γ和β,前三个来自宿主细胞,β亚基为噬菌体编码。
?2.病毒RNA复制的主要方式
?（1）病毒含正链RNA, Qβ噬菌体
?（2）病毒含负链和复制酶:复制正链,正链为模板合成蛋白和病毒RNA，重新组装成新病毒颗粒。
?（3）病毒含双链RNA和复制酶:先合成正链RNA,翻译合成相关蛋白,随后合成负链，形成双链RNA分子.
?致癌RNA病毒: 包括白血病毒和肉瘤病毒，复制需经过前病毒阶段，由逆转录酶所催化。
?需要逆转录过程。
四. RNA指导下的DNA合成
?1.逆转录:以RNA为模板,按照RNA中的核苷酸顺序合成DNA,这与通常转录过程中遗传信息流从DNA到RNA的方向相反称逆转录。
2.前病毒假说:1964年,Temin认为致癌RNA病毒的复制需要经过一个DNA中间体(前病毒),此中间体可部分或全部整合到宿主细胞DNA中,并随着细胞增殖传递至子代细胞。
?1970年,Temin和Baltimore分别找到逆转录酶。
?1975年获得诺贝尔生理和医学奖。
?3.逆转录酶性质:
?逆转录酶催化的DNA合成反应要求：
?（1）有模板和引物。
?（2）底物为四种脱氧核糖核苷三磷酸。
?（3）适当浓度的Mg2+。
?（4）兼有三种酶活力：
?A、RNA指导下的DNA聚合酶活力。
?B、DNA指导下的DNA聚合酶活力。
?C、核糖核酸酶活力，专门水解RNA-DNA杂种分子的RNA。
病毒：DNA或RNA，单链或双链，有些大病毒是片段化基因组，含一个以上核酸分子，而一些基因组较小的病毒存在基因重叠现象。根据其核酸的类型及产生mRNA的机制分为6型：
a. (±DNA)→+mRNA→Pr
b.(+DNA)→(±DNA)→+mRNA→Pr
c. (±RNA)→+mRNA→Pr;
d. (+RNA)→(-RNA)→+mRNA→Pr
e. (-RNA)→+mRNA→Pr;
f.(+RNA)→(-DNA)→(±DNA)→+mRNA→Pr
第十章核苷酸代谢
第十章核苷酸代谢习题 一、选择题 1.下列既参与嘌呤核苷酸合成又参与嘧啶核苷酸合成的物质（） A.谷氨酰胺和天冬氨酸 B.谷氨酸和甘氨酸 C. 丙氨酸和谷氨酸 D.天冬酰胺和甘氨酸 2. 下列参与核苷酸重建最重要的酶（） A.腺苷激酶 B.尿苷-腺苷激酶 C. 腺嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 D.脱氧胞苷激酶 3.人体内嘌呤化合物分解代谢的最终产物（） A.6-巯基嘌呤 B.6-氨基嘌呤 C.2-氨基-6-羟基嘌呤 D.黄嘌呤氧化酶催化黄嘌呤氧化的产物尿酸 二、填空题 1.嘌呤和嘧啶核苷酸从头合成均需要原料有__________、___________、____________和谷氨酰胺。 2.嘌呤核苷酸从头合成的第一个核苷酸产物是_________。 3.催化IMP转变为AMP的酶有___________。 4.催化IMP转变为GMP的酶有___________。 5. 嘌呤核苷酸从头合成途径是在___________基础上装配碱基，首先合成的核苷酸是___________，然后才能分别合成AMP和GMP。 6.人类嘌呤化合物分解代谢的最终产物是_________,痛风病人尿酸含
量升高，可用_________阻断尿酸的生物进行治疗。 7.催化鸟嘌呤重建核苷酸的酶是_________,此反应还需要________参加。 8.嘧啶核苷酸从头合成所需要的原料有_________、_________、 __________和CO2。 9.嘧啶核苷酸从头合成第一个合成的核苷酸是_________，然后脱羧生成_________。 10.CTP是由________转变而来，dTMP是由_______转变而来。 11.催化UDP转变为dUDP的酶是_________,此酶需要________和__________为辅因子。 12.催化氧化型硫氧化还原蛋白还原的酶是_________。 13.催化dUMP转变为dTMP 的酶是__________,此酶的辅酶是_______,它转运__________给dUMP生成dTMP。 14.N5，N10-亚甲基四氢叶酸参与dTMP合成后生成__________,需经___________酶催化转变为FH4，抑制此酶的常用免疫抑制剂是__________。 (五)问答题 二、参考答案 （一）选择题 AED （二）填空题 1.CO2；天冬氨酸；磷酸核糖焦磷酸（PRPP）
生化第十章核苷酸代谢
第十章核苷酸代谢 本章要点 ▲核苷酸类的生理学功能 1．作为核酸合成的原料，这是核苷酸的最主要的功能。 2．体内能量的利用形式。ATP是细胞的主要能量形式。此外GTP等也可以提供能量。3．参与代谢和生理调节 4．组成辅酶 5．作为代谢中间物的载体 一、嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 二、嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
嘌呤分解代谢嘧啶分解代谢 一、简答题 1．什么叫核苷酸的从头合成途径？ 答：利用最基本的合成原料，经一系列酶促反应，合成核苷酸。 2．什么叫核苷酸的补救合成途径？ 答：利用体内游离的含氮有机碱或核苷，经过简单的反应过程，合成核苷酸。 二、问答题 1．嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸的从头合成途径有何不同？
答：嘌呤核苷酸合成是在PRPP的基础上，利用相关原料，逐个合成嘌呤环，其重要中间物为IMP，由此再转变或AMP和GMP；嘧啶核苷酸合成是先合成嘧啶环，再与PRPP反应生成嘧啶核苷酸，其重要中间物为OMP，由此再转变成其它嘧啶核苷酸。 2．体内脱氧核苷酸是如何生成的？ 答：NDP水平上直接还原核糖C2–OH，参于该反应的酶和蛋白质：核糖核苷酸还原酶，硫氧化还原蛋白，硫氧化还原蛋白还原酶，NADPH＋H+，该酶体系作用的过程。 3．氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ与酶Ⅱ有何区别？试作全面比较之。 答：氨基甲酰磷酸合成酶I存在于肝线粒体，以NH3为氮源，合成氨基甲酰磷酸，进而参于尿素生成反应。氨基甲酰磷酸合成酶II存在于所有细胞的胞液，以谷氨酰胺为氮源，合成氨甲酰磷酸，进而参与嘧啶核苷酸合成过程，其他如变构激活剂、反馈抑制剂等的区别。 第八章复习要点 1. 参与核苷酸从头合成/补救合成的原料概况。 2. 一碳单位,碳酸氢根,谷氨酰胺,天冬氨酸以及甘氨酸在核苷酸从头合成中的作用。 3. 核酸酶的类型。 4. 核苷酸抗代谢物/类似物的作用机制。 5. 嘌呤/嘧啶核苷酸从头合成如何与磷酸戊糖途径交汇? 6. 尿酸水平异常与痛风症的关系。 7. 核苷酸别于遗传信息携带者外的生物学功能; 至少举三例。 8. 嘌呤/嘧啶核苷酸从头合成/补救合成。 9. 嘌呤核苷酸补救合成缺陷与遗传疾病的联系;一例。 10.嘧啶核苷酸降解代谢如何与能量代谢或糖异生连接?
核苷酸代谢与遗传性疾病
核苷酸代谢与遗传性疾病 ●摘要： 核苷酸是遗传物质核酸的基本结构单位，它具有多种生物学功用，如作为核酸合成的原料;.构成能量物质，如A TP、GTP、CTP等;参与代谢和生理调节，如cAMP是体内重要第二信使物质，参与信号转导;.组成辅酶，如腺苷是多种辅酶的组成成分;组成活性中间代谢物，核苷酸是多种活性中间代谢物的载体如UDP葡萄糖，CDP-甘油二酯，SAM等。鉴于核苷酸有如此重要的生理意义，因此它在代谢过程中的异常情况往往造成严重的后果，近年来不断发现由于核苷酸代谢而造成的一系列遗传性疾病。本文将以核苷酸的基本代谢情况为基础，分别从嘌呤和嘧啶代谢异常的典型疾病出发探讨有关核苷酸代谢与遗传性疾病。 ●关键词： 核苷酸代谢嘌呤代谢遗传病嘧啶代谢遗传病 ●核苷酸 核苷酸是核酸的基本结构单位，分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。而核苷酸则由碱基、戊糖和磷酸三种成分连接而成。构成核苷酸的碱基有五种，分别属于嘌呤和嘧啶。戊糖作为核苷酸的另一重要成分，脱氧核糖核苷酸中的戊糖是β-D-2-脱氧核糖，核糖核苷酸中的戊糖是β-D-核糖。核苷酸在体内分布广泛，细胞中主要以5‘-核苷酸形式存在。核苷酸具有多种生物学功用：1.作为核酸合成的原料;2.构成能量物质，如A TP、GTP、CTP等;3.参与代谢和生理调节，如cAMP是体内重要第二信使物质，参与信号转导;4.组成辅酶，如腺苷是多种辅酶的组成成分;5.组成活性中间代谢物，核苷酸是多种活性中间代谢物的载体如UDP 葡萄糖，CDP-甘油二酯，SAM等。 ●核苷酸的代谢 核苷酸的合成代谢 一、嘌呤核糖核苷酸的合成 （一）从头合成途径 1.IMP的合成：其磷酸核糖部分由PRPP提供，由5-磷酸核糖与A TP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。 2. AMP的合成：IMP与天冬氨酸生成腺苷酸琥珀酸，由腺苷酸琥珀酸合成酶催化，GTP提供能量。腺苷酸琥珀酸裂解酶催化分解生成AMP和延胡索酸。 3.GMP的合成：IMP先由次黄嘌呤核苷酸脱氢酶氧化生成黄嘌呤，再由谷氨酰胺提供氨基，生成GMP。 （二）补救途径： 1. 碱基与核糖-1-磷酸在特异的核苷磷酸化酶催化下生成核苷，再由其核苷磷酸激酶生成核苷酸。 2.嘌呤与PRPP在磷酸核糖转移酶催化下生成核苷酸。 （三）调控 从头合成途径受AMP和GMP的反馈抑制，第一步转酰胺酶受二者抑制，分枝后的第一步只受自身抑制。
11第十章 核苷酸代谢
第十章核苷酸代谢 核苷酸是核酸的基本结构单位。人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。因此与氨基酸不同，核苷酸不属于营养必需物质。 食物中的核酸多以核蛋白的形式存在。核蛋白在胃中受胃酸的作用，分解成核酸与蛋白质。核酸进人小肠后，受胰液和肠液中各种水解酶的作用逐步水解（图10-1）。核苷酸及其水解 产物均可被细胞吸收，其他绝大部分在肠粘 膜细胞中被进一步分解。分解产生的戊糖被 吸收而参加体内的戊糖代谢；嘌呤和嘧啶碱 则主要被分解而排出体外。因此，食物来源 的嘌呤和嘧啶碱很少被机体利用。 核苷酸在体内分布广泛。细胞中主要以5'-核 苷酸形式存在，其中又以5'-ATP含量最多。 一般说来，细胞中核苷酸的浓度远远超过脱 氧核苷酸，前者约在mmol范围，而后者只在 μmol水平。在细胞分裂周期中，细胞内脱 氧核苷酸含量波动范围较大，核苷酸浓度则 相对稳定。不同类型细胞中各种核苷酸含量 差异很大。而在同一种细胞中，各种核苷酸含量虽也有差异，但核苷酸总含量变化不大。 核苷酸具有多种生物学功用：①作为核酸合成的原料，这是核苷酸最主要的功能。②体内能量的利用形式。ATP是细胞的主要能量形式。此外GTP等也可以提供能量。③参与代谢和生理调节。某些核苷酸或其衍生物是重要的调节分子。例如cAMP是多种细胞膜受体激素作用的第二信使；cGMP也与代谢调节有关。④组成辅酶。例如腺苷酸可作为多种辅酶（NAD、FAD、CoA等）的组成成分。⑤活化中间代谢物。核苷酸可以作为多种活化中间代谢物的载体。例如UDP葡萄糖是合成糖原、糖蛋白的活性原料，CDP二酰基甘油是合成磷脂的活性原料，S-腺苷甲硫氨酸是活性甲基的载体等。ATP还可作为蛋白激酶反应中磷酸基团的供体。 第一节嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两种途径 从头合成途径，利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸，称为从头合成途径（de novo synthesis）。补救合成途径，利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸，称为补救合成途径（salvagepathway)，或称重新利用途径。两者在不同组织中的重要性各不相同，例如肝组织进行从头合成途径，而脑、骨髓等则进行补救合成。一般情况下，前者是合成的主要途径。 （一）嘌呤核苷酸的从头合成 1.从头合成途径除某些细菌外，几乎所有生物体都能合成嘌呤碱。核素示踪实验证明，合成嘌呤碱的前身物均为简单物质，如图10-2所示。图中可见合成嘌呤环的各元素来源，例如氨基酸、CO2及甲酰基（来自四氢叶酸）等。嘌呤核苷酸的从头合成在胞质中进行。反应步骤比较复杂，可分为两个阶段：首先合成次黄嘌呤核苷酸（inosine monophosphate，IMP），然后IMP再转变成腺嘌呤核苷酸（AMP)与鸟嘌呤核苷酸（GMP )。 222
生物化学 第10章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢_0
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 生物化学第10章核酸的酶促降解和核苷酸代谢 生物化学第 10 章核酸的酶促降解和核苷酸代谢第十章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢一、填空题： 1、人及猿类体内嘌呤代谢最终产物为。 2、别嘌呤醇对有强烈的抑制作用。 3、胸腺嘧啶分解的最终产物有 4、参与嘌呤环合成的氨 基酸有 5、痛风是因为体内产生过多造成的，使用作为黄嘌呤氧 化酶的自杀性底物可以治疗痛风。 6、核苷酸的合成包括和 7、脱氧核苷酸是由 8、嘌 呤核苷酸从头合成途径首先形成核苷酸，嘧啶核苷酸生物合成形成 核苷酸，脱羧后生成核苷酸。 9、 dTMP 是由经修饰作用生成的。 10、不同生物分解嘌呤碱的终产物不同，人类和灵长类动 物嘌呤代谢一般止于，灵长类以外的一些哺乳动物可生成；大多 数鱼类生成，一些海洋无脊椎动物可生成。 二、选择题(只有一个最佳答案)： 1、嘧啶核苷酸的第几位碳原子是来自于 CO2 的碳( ) ①2 ②4 ③5 ④6 2、 dTMP 的直接前体是（）①dCMP ②dAMP ③dUMP ④dGMP 3、嘌呤核苷酸的嘌呤核上第 1 位 N 原子来自（）①Gln ②Gly ③甲酸④Asp 的 -氨基 N 4、嘌呤环中 第 4 位和第 5 位碳原子来自下列哪种化合物？（）①甘氨 1 / 9
酸②天冬氨酸③丙氨酸④谷氨酸三、是非题（在题后括号内打或）： 1．嘌呤核苷酸的生物合成是先形成嘌呤环，再与糖环结合。 （） 2、 CMP 是在 UMP 基础上经谷氨酰胺脱氨消耗 ATP 形成的。 （） 3、脱氧核苷酸是在二磷酸核苷酸的基础上还原生成的。 （） 4、限制性核酸内切酶是能识别几个特定核甘酸顺序的 DNA 水解酶。 （） 5．胞嘧啶、尿嘧啶降解可以产生 -丙氨酸。 （） 6、嘌呤核苷酸的从头合成是先闭环，再形成 N-糖苷键。 （） 7、 L-氨基酸氧化酶是参与氨基酸脱氨基作用的主要酶。 （）四、问答题： 1、什么是限制性内切酶？有何特点？它的发现有何特殊意义？ 2、核苷酸及其衍生物在代谢中有什么重要性? 3、说明核苷酸降解的一般途径，嘌呤与嘧啶的降解有何区别?五、名词解释： 限制性内切酶粘性末端参考答案： 第十章核酸的酶促降解和核苷酸代谢一、填空题 1、人及猿类体内嘌呤代谢最终产物为。
核苷酸代谢
第十章核苷酸代谢 一、A型选择题 1．从头合成嘌呤核苷酸，首先合成出来的是 A．PRPP B．GMP C．XMP D．AMP E．IMP 2．下列哪种物质不是嘌呤核苷酸从头合成的直接原料 A．甘氨酸B．天冬氨酸C．谷氨酸D．CO2 E．一碳单位3．嘧啶环中的两个氮原子来自 A．谷氨酰胺和氨B．谷氨酰胺和天冬酰胺C．谷氨酰胺和谷氨酸D．谷氨酰胺和氨甲酰磷酸E．天冬氨酸和氨甲酰磷酸 4．下列关于氨基甲酰磷酸的叙述哪项是正确的 A．主要用来合成谷氨酰胺B．用于尿酸的合成 C．合成胆固醇D．为嘧啶核苷酸合成的中间产物E．为嘌呤核苷酸合成的中间产物 5．提供嘌呤环N-3和N-9的化合物是 A．天冬氨酸B．丝氨酸C．丙氨酸D．甘氨酸E．谷氨酰胺6．嘧啶合成所需的氨基甲酰磷酸的氨源来自 A．NH3 B．天冬氨酸C．天冬酰胺D．谷氨酸E．谷氨酰胺7．临床上常用哪种药物治疗痛风症 A．消胆胺B．5-氟尿嘧啶C．6-巯基嘌呤D．氨甲蝶呤E．别嘌呤醇8．5-FU的抗癌作用机制为 A．合成错误的DNA，抑制癌细胞生长 B．抑制尿嘧啶的合成，从而减少RNA的生物合成 C．抑制胞嘧啶的合成，从而抑制DNA的生物合成 D．抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶的活性，从而抑制DNA的生物合成 E．抑制二氢叶酸还原酶的活性，从而抑制了TMP的合成 9．下列关于嘌呤核苷酸从头合成的叙述哪些是正确的 A．嘌呤环的氮原子均来自氨基酸的α-氨基 B．合成过程中不会产生自由嘌呤碱 C．氨基甲酰磷酸为嘌呤环提供氨甲酰基 D．由IMP合成AMP和GMP均由A TP供能 E．次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶催化IMP转变成GMP 10．体内进行嘌呤核苷酸从头合成最主要的组织是 A．胸腺B．小肠粘膜C．肝D．脾E．骨髓11．能在体内分解产生β-氨基异丁酸的核苷酸是 A．CMP B．AMP C．TMP D．UMP E．IMP 12．关于天冬氨酸氨基甲酰基转移酶的下列说法，哪一种是错误的 A．GTP是其反馈抑制剂B．是嘧啶核苷酸从头合成的调节酶C．是由多个亚基组成D．是变构酶 E．服从米-曼氏方程 13．嘧啶核苷酸合成中，生成氨基甲酰磷酸的部位是 A．线粒体B．微粒体C．胞浆D．溶酶体E．细胞核
第十一章核酸化学及核苷酸代谢(改)及答案
第十、十一章核酸化学及核苷酸代谢 一、填空题 1、核酸的基本单位是核苷酸，它由碱基、戊糖和磷酸组成。 2、DNA双螺旋中只存在2种碱基对，T总与A配对，C总与G配对。 3、两类核酸在细胞中的分布不同，DNA主要位于细胞核中，RNA主要位于细胞质中。 4、核酸分子中的糖苷键均为β型糖苷键。核苷与核苷间通过3’-5’磷酸二脂键连接而形成多聚体。 5、X射线衍射证明，核苷中碱基环平面与戊糖环平面相互垂直。 6、核酸在260nm附近有强吸收，这是由于碱基中有共轭双建的存在。 7、双链DNA中碱基C+G含量多则Tm值高。 8、变性DNA的复性与许多因素有关，包括复性温度、DNA浓度、溶剂离子强度、 DNA片段大小和样品均度。 9、常用二苯胺法测定DNA含量，用苔黑法测定RNA含量。 10、维持DNA双螺旋的稳定因素有氢键、碱基堆积力、离子键、范德华力等。 11、引起核酸变性的因素很多，如加热、极端PH条件和有机溶剂等。 12、核苷酸的合成包括全程合成和补偿两条途径。 13、核酸中的嘌呤代谢主要是腺嘌呤、鸟嘌呤首先脱氨，分别生成次黄嘌呤和黄嘌呤，再进一步代谢生成尿酸。不同种类的生物分解嘌呤的能力不同，产物也不同。人类、灵长类、嘌呤的最终产物为尿酸；除人和猿以外的哺乳动物、双翅目昆虫嘌呤的最终产物为尿囊素；某些硬骨鱼类嘌呤的最终产物为尿囊酸。 14、嘧啶的分解代谢中胞嘧啶或甲基胞嘧啶经脱氨及氧化等作用后，分别转变为β-丙氨酸及β-氨基异丁酸。 15、嘌呤核苷酸的合成是先合成磷酸核糖，然后逐步掺入碳原子或氮原子形成嘌呤环，最后合成嘌呤核苷酸，其合成的起始物质是5-PRPP。合成嘧啶核苷酸时，首先合成嘧啶环，再与磷酸核糖结合，生成嘧啶核苷酸，最后转化为胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸。合成前体是氨基酰磷酸。 二、选择题 1、热变性的DNA分子在适当条件下可以复性，条件之一是（ B ） A、骤然冷却 B、缓慢冷却 C、浓缩 D、加入浓的无机盐 2、在适宜条件下，核酸分子两条链通过杂交作用可自行形成双螺旋，取决于（ D ） A、DNA的Tm值 B、序列的重复程度 C、核酸链的长短 D、碱基序列的互补 3、核酸中核苷酸之间的连接方式是：（ C ） A、2’，5’—磷酸二酯键 B、氢键 C、3’，5’—磷酸二酯键 D、糖苷键 4、tRNA的分子结构特征是：（ A ） A、有反密码环和3’—端有—CCA序列 B、有密码环 C、有反密码环和5’—端有—CCA序列 D、5’—端有—CCA序列
《生物化学》考研内部课程配套练习第九章蛋白质代谢及第十章核酸代谢
第九章蛋白质代谢及第十章核苷酸代谢练习 （一）名词解释 1、蛋白酶； 2、肽酶； 3、转氨作用； 4、尿素循环； 5、生糖氨基酸； 6、生酮氨基酸； 7、核酸酶； 8、限制性核酸内切酶； 9、一碳单位 （二）英文缩写符号 1、GOT；2.GPT；3、PRPP；4、GDH；5、IMP。 （三）填空 1．生物体内的蛋白质可被和共同作用降解成氨基酸。 2．多肽链经胰蛋白酶降解后，产生新肽段羧基端主要是和氨基酸残基。 3．胰凝乳蛋白酶专一性水解多肽链由族氨基酸端形成的肽键。 4．氨基酸的降解反应包括、和作用。 5．转氨酶和脱羧酶的辅酶通常是。 6．谷氨酸经脱氨后产生和氨，前者进入进一步代谢。 7．尿素循环中产生的和两种氨基酸不是蛋白质氨基酸。 8．尿素分子中两个N原子，分别来自和。 9．生物固氮作用是将空气中的转化为的过程。 10．固氮酶由和两种蛋白质组成，固氮酶要求的反应条件是、和。11．硝酸还原酶和亚硝酸还原酶通常以或为还原剂。 12．芳香族氨基酸碳架主要来自糖酵解中间代谢物和磷酸戊糖途径的中间代谢物。13．组氨酸合成的碳架来自糖代谢的中间物。 14．氨基酸脱下氨的主要去路有、和。 15．胞嘧啶和尿嘧啶经脱氨、还原和水解产生的终产物为。 16．参与嘌呤核苷酸合成的氨基酸有、和。 17．尿苷酸转变为胞苷酸是在水平上进行的。 18．脱氧核糖核苷酸的合成是由酶催化的，被还原的底物是。 19．在嘌呤核苷酸的合成中,腺苷酸的C-6氨基来自；鸟苷酸的C-2氨基来自。20．对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶称为。 21．多巴是经作用生成的。 22．生物体中活性蛋氨酸是，它是活泼的供应者。 （四）选择题 1．转氨酶的辅酶是：
核苷酸代谢
八、核苷酸代谢 1、人体内嘌呤核苷酸从头合成最活跃的组织是： A. 脑 B. 肝 C. 骨髓 D. 胸腺 E. 小肠粘膜 2、人体内嘌呤分解的终产物是: A. 尿素 B. 肌酸 C. 尿酸 D. 肌酸酐 E.CO2和NH3 3、嘌呤核苷酸从头合成首先生成的核苷酸是： A. GMP B. IMP C. AMP D. ATP E. GTP 4、哺乳动物体内直接催化尿酸生成的酶是： A. 核苷酸酶 B. 腺苷酸脱氨酶 C.尿酸氧化酶 D. 黄嘌呤氧化酶 E. 鸟嘌呤脱氨酶 5、最直接联系糖代谢与核苷酸合成的物质是： A. 葡萄糖 B. 葡糖-6-磷酸 C. 葡糖-1-磷酸 D. 核糖-5-磷酸 E.葡糖1,6-二磷酸 6、次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶参与的反应是： A. 嘧啶核苷酸从头合成 B.嘌呤核苷酸从头合成 C.嘧啶核苷酸补救合成 D.嘌呤核苷酸补救合成 E.嘌呤核苷酸分解代谢 7、哪种物质不是嘌呤核苷酸从头合成的直接原料： A. CO2 B. 谷氨酸 C. 甘氨酸 D. 天冬氨酸 E. 一碳单位 8、谷氨酰胺-PRPP氨基转移酶催化的反应是： A.从甘氨酸合成嘧啶环 B.从核糖-5-磷酸生成磷酸核糖焦磷酸 C.从磷酸核糖焦磷酸生成磷酸核糖胺 D.从次黄嘌呤核苷酸生成腺嘌呤核苷酸 E. 从次黄嘌呤核苷酸生成鸟嘌呤核苷酸 9、谷氨酰胺中的酰胺基为核苷酸合成提供的元素是： A. 腺嘌呤上的氨基 B. 嘌呤环上的两个氮原子 C. 嘧啶环上的两个氮原子 D. 尿嘧啶核苷酸上的两个氮原子 E. 胸腺嘧啶核苷酸上的两个氮原子 10、嘌呤核苷酸从头合成的正性调节分子是 A．二磷酸腺昔B.5"一磷酸核糖 C. 腺嘌呤核苷酸 D. 鸟嘌呤核苷酸E．次黄嘌呤核苷酸 11、下列氨基酸中参与体内嘧啶核苷酸合成的是： A. 甘氨酸 B. 谷氨酸 C. 精氨酸 D.天冬氨酸 E.天冬酰胺 12、下列途径中与核酸合成关系最为密切的是： A. 糖酵解 B. 糖异生 C. 尿素循环 D.磷酸戊糖途径 E.柠檬酸循环 13、下列不受甲氨蝶呤抑制的生物化学过程是： A.DNA复制 B.蛋白质合成 C. 嘧啶碱合成 D. 嘌呤碱合成 E. 四氢叶酸合成 14.阿糖胞苷干扰核苷酸代谢的机制是：
第十章 氨基酸
第十章氨基酸代谢 植物、微生物从环境中吸收氨、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐等无机氮，合成各种氨基酸、蛋白质、含氮化合物。 人和动物消化吸收动、植物蛋白质，得到氨基酸，合成蛋白质及含氮物质。 有些微生物能把空气中的N2转变成氨态氮，合成氨基酸。 第一节蛋白质消化、降解及氮平衡 一、蛋白质消化吸收 哺乳动物的胃、小肠中含有胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶、弹性蛋白酶。经上述酶的作用，蛋白质水解成游离氨基酸，在小肠被吸收。 被吸收的氨基酸（与糖、脂一样）一般不能直接排出体外，需经历各种代谢途径。 肠粘膜细胞还可吸收二肽或三肽，吸收作用在小肠的近端较强，因此肽的吸收先于游离氨基酸。 二、蛋白质的降解 人及动物体内蛋白质处于不断降解和合成的动态平衡。成人每天有总体蛋白的1%～2%被降解、更新。 不同蛋白的半寿期差异很大，人血浆蛋白质的t1/2约10天，肝脏的t1/2约1～8天，结缔组织蛋白的t1/2约180天，许多关键性的调节酶的t1/2均很短。 真核细胞中蛋白质的降解有两条途径： 一条是不依赖A TP的途径，在溶酶体中进行，主要降解外源蛋白、膜蛋白及长寿命的细胞内蛋白。 另一条是依赖A TP和泛素的途径，在胞质中进行，主要降解异常蛋白和短寿命蛋白，此途径在不含溶酶体的红细胞中尤为重要。 泛素是一种8.5KD（76a.a.残基）的小分子蛋白质，普遍存在于真核细胞内。一级结构高度保守，酵母与人只相差3个a.a残基，它能与被降解的蛋白质共价结合，使后者活化，然后被蛋白酶降解。 三、氨基酸代谢库 食物蛋白中，经消化而被吸收的氨基酸（外源性a.a）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性a.a）混在一起，分布于体内各处，参与代谢，称为氨基酸代谢库。 氨基酸代谢库以游离a.a总量计算。 肌肉中a.a占代谢库的50％以上。 肝脏中a.a占代谢库的10％。 肾中a.a占代谢库的4％。 血浆中a.a占代谢库的1～6％。
10 第十一章 氨基酸代谢
班级学号姓名 第十一章氨基酸代谢作业及参考答案 一. 解释 3. 必需氨基酸 4. 高氨血症 5.?转氨基作用 6. 联合脱氨基作用 7. 嘌呤核苷酸循环 8. 鸟氨酸循环 9.一碳单位11.腐败作用12. 丙氨酸-葡萄糖循环，13. 苯酮酸尿症 二、填空 1. 氨基酸脱氨基的主要方式有（），（）和（）。 2. 氨基酸脱氨基的产物有（）和（）。 3. 没有脱掉氨基的脱氨基方式是（）作用。 4. 在肝脏中活性最高的转氨酶是（），而在心肌中活性最高的转氨酶是（）。 5. 在心肌、骨骼肌中氨基酸主要通过（）。 6. 参与联合脱氨基的酶是（），（）。 7. 氨的去路主要有（），（）和（）。 8.（）是合成尿素的主要器官，尿素的生成实质上是机体对氨的一种（）方式。 9. 因肝脏功能障碍导致（）循环障碍引起血氨升高，因而消耗了脑中（）使 （）循环原料减少造成脑（）不足，导致昏迷。 10. 肝功能障碍、血中氨增高可用（）溶液灌肠，禁用（）溶液。 11. α-酮酸的去路有（），（）和（）。 12. γ-氨基丁酸由（）氨酸经（）作用产生，可服用维生素（）而使其生成量增加。 13. 牛磺酸是（）氨酸氧化脱羧的产物，用于合成（），是（）的成分。 14. 色氨酸经羧化、脱羧产生（），对血管有（）作用。 15. α-酮戊二酸、丙酮酸、草酰乙酸分别由_____、_____和_____脱氨基主要产生，它们都是糖代谢的重 要中间产物。 16. 由于谷氨酸脱氢酶_____强，而且在心肌和骨骼肌中活性_____，故不能承担体内主要脱氨基作用。 17. 还原型谷胱甘肽对维持_____活性和_____稳定性有重要作用。 18. 谷胱甘肽有_____和_____两种形式，两者可以通过_____反应互相转变。 19. 一碳单位代谢的辅酶是_____，其分子中_____和_____原子是结合一碳基团的位置。 20. 维生素B12是合成_____的重要辅酶，它以_____形式参加作用。 21. 甲硫氨酸与ATP反应生成，它是体内具有_____的化合物，所以又称____甲硫氨酸。 22. 维生素B12缺乏往往伴有缺乏症，故维生素B12缺乏时会产生_____。 24. 苯丙氨酸在体内既可生成也可生成，所以称为氨基酸。 25. 体内氨的主要来源有_____，_____和_____。 26. 酪氨酸在体内经羟化、脱羧基甲基化等反应，可转变为，和__ ___， 三者统称为，均为神经递质。 27. 先天性酪氨酸缺陷的人，因合成障碍则毛发、皮肤呈_____色称为。 28. 糖转变为氨基酸只能提供不能提供_____。 29. 糖和脂肪相互转化的两个枢纽性物质是和。 30. 生糖及生酮氨基酸都能转变为进而合成，再合成脂肪。 31. α-氨基酸的氨基通过_____酶的催化转移到_____的_____位，从而生成新的和___ __的 过程叫转氨基作用。此酶的辅酶是磷酸吡哆醛。 33. 人体必需氨基酸包括_____、_____、_____、_____、_____、______、_____、_____。 34．氨在_____中通过循环生成_____，经_____排泄。 35．肝功能严重受损，血氨浓度_____，而血中尿素含量_____。 37．含硫氨基酸包括__ ___、__ ___、。 38．S-腺苷甲硫氨酸可通过_____产生，是体内供给_____的活性形式。 40．转氨酶的辅酶和氨基酸脱羧酶的辅酶都为。
核苷酸代谢
第十章核苷酸代谢 一、填空题： 1、人及猿类体内嘌呤代谢最终产物为。 2、别嘌呤醇对有强烈的抑制作用。 3、胸腺嘧啶分解的最终产物有、和。 4、参与嘌呤环合成的氨基酸有、和等。 5、痛风是因为体内产生过多造成的，使用作为黄嘌呤氧化酶的自杀性底物可以治疗痛风。 6、核苷酸的合成包括和两条途径。 7、脱氧核苷酸是由还原而来。 8、嘌呤核苷酸从头合成途径首先形成核苷酸，嘧啶核苷酸生物合成形成核苷酸，脱羧后生成核苷酸。 9、dTMP是由经修饰作用生成的。 10、不同生物分解嘌呤碱的终产物不同，人类和灵长类动物嘌呤代谢一般止于，灵长类以外的一些哺乳动物可生成；大多数鱼类生成，一些海洋无脊椎动物可生成。 二、选择题(只有一个最佳答案)： 1、嘧啶核苷酸的第几位碳原子是来自于CO2的碳( ) ①2 ②4 ③5 ④6 2、dTMP的直接前体是（） ①dCMP ②dAMP ③dUMP ④dGMP 3、嘌呤核苷酸的嘌呤核上第1位N原子来自（） ①Gln ②Gly ③Asp ④甲酸 4、嘌呤环中第4位和第5位碳原子来自下列哪种化合物？（） ①甘氨酸②天冬氨酸③丙氨酸④谷氨酸 三、是非题（在题后括号内打√或×）： 1．嘌呤核苷酸的生物合成是先形成嘌呤环，再与糖环结合。（） 2、CMP是在UMP基础上经谷氨酰胺脱氨消耗ATP形成的。（） 3、脱氧核苷酸是在二磷酸核苷酸的基础上还原生成的。（） 4、限制性核酸内切酶是能识别几个特定核甘酸顺序的DNA水解酶。（） 5．胞嘧啶、尿嘧啶降解可以产生β-丙氨酸。（） 6、嘌呤核苷酸的从头合成是先闭环，再形成N-糖苷键。（） 7、L-氨基酸氧化酶是参与氨基酸脱氨基作用的主要酶。（） 四、问答题： 1、核苷酸及其衍生物在代谢中有什么重要性? 2、说明嘌呤与嘧啶的降解有何区别?
华中农业大学生物化学本科试题库第11章氨基酸代谢(可编辑修改word版)
第11 章氨基酸代谢单元自测题 (一) 名词解释 1．氨基酸代谢池2．氮平衡3．蛋白质的营养价值4．必需氨基酸 5．非必需氨基酸6．自身激活作用7．γ—谷氨酰基循环8．转氨基作用 9．联合脱氨基作用10．尿素循环11．一碳单位 (二)填空题 1.正常动物的蛋白质代谢情况是属于平衡，即= 。 2.体内不能合成而需要从食物提供的氨基酸称为。 3.食物蛋白质的消化自部位开始，蛋白质的主要消化部位是。 4.胃液中胃蛋白酶可激活胃蛋白酶原，此过程称。 5.肠道中氨的主要来源有和，同时也是血氨的。 6.谷氨酸在肝脏L—谷氨酸氧化酶作用下生成和还原型NADPH 或NADH，前者可进人循环最终氧化为CO2 和H2O。 7.直接生成游离氨的脱氨基方式有和，骨骼肌有循环。 8.只将氨基从一个氨基酸移向另一个氨基酸的脱氨基方式是。 9.转氨酶的辅酶称，它与接受底物脱下的氨基结合转变为。 10.丙氨酸经转氨基作用可产生游离氨和，后者可进入途径进一步代谢。 11.L—谷氨酸脱氢酶的辅酶是，和是此酶的别构抑制剂。 12.嘌呤核苷酸循环中最终将NH3 释放出的化合物称，催化的此反应的酶是。 13.转运氨并降低其毒性的氨基酸称和。 14.鸟氨酸循环是合成的过程。催化此循环的酶存在于。 15.尿素分子中两个N 原子，一个来自，另一个来自，通过由其他氨基酸提供。 16．由尿素合成过程中产生的两种氨基酸和不参与人体内蛋白质合成。 17．氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ催化和等合成氨基甲酰磷酸，是此酶的激活剂。 18．在鸟氨酸循环中，水解产生尿素和鸟氨酸，故此循环又称鸟氨酸循环。 19．体内直接甲基供体是，含(氨基酸)。 20.合成黑色素的主要原料是或。 21.儿茶酚胺包括、和三种物质。 （三）选择题 1.含谷丙转氨酶（GPT）最多的器官是： a．胰脏b．心脏c．肝脏d．肾脏e．血清 2．转氨酶的辅酶为： a．NAD+ b．NADP+ c．FAD d．FMN e．磷酸吡哆醛 3．氨的主要代谢去路是： a．合成尿素b．合成谷氨酰胺c．合成丙氨酸 d．合成核苷酸e．合成非必需氨基酸 4.合成尿素的器官是： a．肝脏b．肾脏 c.肌肉d．心脏e．胰腺 5．1 摩尔尿素的合成需消耗ATP 摩尔数： a．2 b．3 c. 4 d．5 e．6 6.有关鸟氨酸循环，下列说法哪一个是错的： a.反应部位是肝脏线粒体b．氨基甲酰磷酸合成所需的酶存在于肝脏线粒体 c．尿素由精氨酸水解而得d．每合成1 摩尔尿素需消耗4 摩尔ATP e. 循环中生成的瓜氨酸不参与天然蛋白质合成 7.肾脏中产生的氨主要由下列反应产生： a.胺的氧化 b. 氨基酸嘌呤核苷酸循环脱氨c．尿素分解 d. 谷氨酰胺水解e．氨基酸氧化脱氨 8．参与尿素循环的氨基酸是： a．蛋氨酸b．鸟氨酸c．脯氨酸d．丝氨酸e．丙氨酸 9．γ—氨基丁酸由哪种氨基酸脱羧而来： a．Glu b．Gln c．Ala d．Val e．His 10．在鸟氨酸循环中，尿素由下列哪种物质水解而得： a．鸟氨酸b．半胱氨酸c．精氨酸d．瓜氨酸e．谷氨酸 11．参与生物转化作用的氨基酸是： a．酪氨酸b．色氨酸c．谷氨酸d．半胱氨酸e．丝氨酸 12．血液中非蛋白氨最主要来源是： a．尿素b．尿酸c．肌酐d．游离氨基酸e．肌酸 13．血氨的主要来源： a．氨基酸脱氨基作用b．氨基酸在肠道细菌作用下分解产生 c．尿素在肠道细菌脲酶水解产生d．肾小管谷氨酰胺的水解e．胺类的分解
第十一章核酸降解及核苷酸代谢练习题
第十章核酸降解及核苷酸代谢练习题 一、填空 1．体内脱氧核苷酸是由_________直接还原而生成，催化此反应的酶是__________酶。2．在嘌呤核苷酸从头合成中最重要的调节酶是_________酶和__________酶。 3．别嘌呤醇治疗痛风症的原理是由于其结构与________相似，并抑制__________酶的活性。4．氨甲喋呤（MTX）干扰核苷酸合成是因为其结构与__________相似，并抑制___________酶，进而影响一碳单位代谢。 5．核苷酸抗代谢物中，常见的嘌呤类似物有__________；常见的嘧啶类似物有____________。6．人体内嘌呤核苷酸分解代谢的最终产物是____________，与其生成有关的重要酶是____________。 7．体内ATP与GTP的生成交叉调节，以维持二者的平衡。这种调节是由于：IMP→AMP 需要__________；而IMP→GMP需要____________。 1．核糖核苷酸核糖核苷酸还原酶 2．磷酸核糖焦磷酸激 3．次黄嘌呤黄嘌呤氧化 4．叶酸二氢叶酸还原 5．6-巯基嘌呤（6MP），5-氟尿嘧啶（5-Fu） 6．尿酸黄嘌呤氧化酶 7．GTP ATP 二、单选题 1．嘌呤核苷酸从头合成时首先生成的是： A．GMP B．AMP C．IMP D．ATP E．GTP 2．人体内嘌呤核苷酸分解的终产物是： A．尿素B．肌酸C．肌酸酐D．尿酸E．β丙氨酸 3．最直接联系核苷酸合成与糖代谢的物质是： A．葡萄糖B．6磷酸葡萄糖C．1磷酸葡萄糖 D．1，6二磷酸葡萄糖E．5磷酸葡萄糖 4．体内脱氧核苷酸是由下列哪种物质直接还原而成？ A．核糖B．核糖核苷C．一磷酸核苷D．二磷酸核苷E．三磷酸核苷5．HGPRT（次黄嘌呤-鸟嘌磷酸核糖转移酶）参与下列哪种反应： A．嘌呤核苷酸从头合成B．嘧啶核苷酸从头合成 C．嘌呤核苷酸补救合成D．嘧啶核苷酸补救合成E．嘌呤核苷酸分解代谢 6．氟尿嘧啶（5Fu）治疗肿瘤的原理是： A．本身直接杀伤作用B．抑制胞嘧啶合成 C．抑制尿嘧啶合成D．抑制胸苷酸合成E．抑制四氢叶酸合成 7．提供其分子中全部N和C原子合成嘌呤环的氨基酸是： A．丝氨酸B．天冬氨酸C．甘氨酸D．丙氨酸E．谷氨酸 8．嘌呤核苷酸从头合成时GMP的C-2氨基来自： A．谷氨酰胺B．天冬酰胺C．天冬氨酸D．甘氨酸E．丙氨酸 9．dTMP合成的直接前体是： A．dUMP B．TMP C．TDP D．dUDP E．dCMP 10．在体内能分解为β-氨基异丁酸的核苷酸是： A．CMP B．AMP C．TMP D．UMP E．IMP
第十一章核酸的代谢
第十一章 核酸的代谢 第一节 核酸降解 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，细胞内存在多种游离的核苷酸，是代谢中极为重要的物质，几乎参加细胞内所有的生化过程： ?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中间物。 如：UDP-葡萄糖是糖原合成的中间物。 CDP-二脂酰甘油是磷酸甘油酯合成的中间物。 ?3、A TP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（NAD NADP)、黄素嘌呤二核苷酸（FAD)和辅酶A的组分。 ?5、某些核苷酸是代谢的调节物质。 ?cAMP,cGMP是许多激素引起的胞内信使 ?核酸降解为核苷酸，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合成，某些辅酶的合成与核酸的代谢亦有关。 ?讲授内容：核糖核酸、脱氧核糖核酸的分解与合成。 一. 核酸的解聚和核苷酸的降解 ?核酸降解酶种类 ?核酸外切酶: 催化核酸从3’端或5’端解聚,形成5’-核苷酸和3’-核苷酸。 ?核酸内切酶: 水解核酸分子内的磷酸二酯键。 ?限制性内切酶: 专一识别并水解外源双链DNA上特定位点的核酸内切酶。 ?核苷酸降解酶： ?核苷酸酶:核苷酸水解为核苷和磷酸。 ?核苷酸+ H2O 核苷+Pi ?核苷磷酸化酶: 水解核苷为碱基和戊糖-1-磷酸。 核苷+ 磷酸核苷磷酸化酶碱基+ 戊糖-1-磷酸 ?核苷水解酶: 水解核苷为碱基和戊糖。 ?存在于植物和微生物中。 核糖核苷+ H2O 核苷水解酶碱基+ 戊糖 只对核糖核苷作用，反应不可逆。 二. 碱基降解 ?㈠. 嘌呤碱的分解 ?⒈脱氨
第十章蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢
第十章 蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢 第一节 蛋白质的酶促降解 生物体内的蛋白质是经常处于动态的变化之中，一方面在不断地合成，另一方面又在不断地分解。例如，当种子萌发时，蛋白质发生强烈的水解，将胚乳或子叶中的储藏蛋白质分解，形成氨基酸和其他简单含氮化合物，供幼苗形成组织时用。在植物衰老时，蛋白质的分解亦很强烈，将营养器官的蛋白质分解成含氮化合物，转移到繁殖器官中，供幼胚及种子的形成之所需。 蛋白质的分解对机体生命代谢的意义并不亚于蛋白质的合成。植物体为了进行正常的生长和发育，为了适应外界条件的变化，必须经常不断地形成具有不同结构与功能的各种蛋白质。因此，早期合成的蛋白质在完成其功能之后不可避免地要分解，其分解产物将作为合成新性质蛋白质的原料。 蛋白质的分解是在蛋白（水解）酶催化下进行的，蛋白水解酶存在于植物所有的细胞与组织中。大量蛋白酶已被人们从植物种子、果实的生长器官中分离出来并进行了研究，如番木瓜汁液中的木瓜蛋白酶，菠萝茎和果实中的菠萝蛋白酶，花生种子中的花生仁蛋白酶，豌豆种子中的豌豆蛋白酶，小麦、大麦、燕麦籽粒中的相应蛋白酶。其中许多酶已制成结晶。 蛋白水解酶可分为内肽酶（肽链内切酶）和端肽酶（肽链端解酶）两大类。 （１）蛋白酶的种类和专一性 蛋白酶即内肽酶（endopeptidase ），水解蛋白质和多肽链内部的肽键，形成各种短肽。蛋白酶具有底物专一性，不能水解所有肽键，只能对特定 H 2N Rn C N H CH O 1 R 1'CH C H CH 2 O C H CH R 3O Rm H 氨肽酶（芳、疏） 羧肽酶 胃蛋白酶胰凝乳蛋白酶 胰蛋白酶 枯草杆菌蛋白酶 （疏） 图9-1 几种蛋白酶的专一性 的肽键发生作用。如木瓜蛋白酶只能作用于由碱性氨基酸以及含脂肪侧链和芳香侧链的氨 基酸所形成的肽键。几种蛋白水解酶的专一性见图9-1、表9-1。
第十章 核苷酸代谢.
第九章核苷酸代谢 一、内容提要 食物中的核苷酸很少为机体所用，人体所需的核苷酸主要由机体细胞自身合成，所以核苷酸不属于人体的营养必需物质。体内核苷酸的合成有两种形式：从头合成途径和补救合成途径。从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应合成核苷酸的过程；补救合成途径是指利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反应合成核苷酸的过程。一般情况下，前者是体内核苷酸合成的主要途径。 （一）嘌呤核苷酸的代谢 嘌呤核苷酸的从头合成是以5-磷酸核糖、谷氨酰胺、天冬氨酸、一碳单位和CO2为基本原料，在细胞液中合成的。合成的主要器官是肝，其次为小肠粘膜和胸腺。合成的主要特点是在5-磷酸核糖的基础上逐渐合成嘌呤环的；最先合成的核苷酸是次黄嘌呤核苷酸（IMP），IMP再转变成腺嘌呤核苷酸（AMP）和鸟嘌呤核苷酸(GMP)。PRPP合成酶和PRPP酰胺转移酶是IMP合成的关键酶。 AMP和GMP在激酶的连续作用下，分别生成ATP和GTP。 脑和骨髓等组织只能通过补救合成途径来合成嘌呤核苷酸。参与嘌呤核苷酸补救合成的酶有腺嘌呤磷酸核糖转移酶、次黄嘌呤—鸟嘌呤磷酸核糖转移酶和腺苷激酶。嘌呤核苷酸补救合成的意义一方面是补救合成过程简单，耗能少，节省了从头合成的能量和一些氨基酸的消耗；另一方面对于脑和骨髓等组织来说，有着重要意义。 脱氧核糖核苷酸是由相应的核糖核苷酸在核苷二磷酸的水平上直接还原而成的，催化反应进行的酶是核糖核苷酸还原酶。 嘌呤核苷酸的分解代谢主要在肝、小肠及肾中进行，分解产物有嘌呤碱、磷酸、戊糖（或磷酸戊糖）。戊糖或磷酸戊糖既可以参与体内的磷酸戊糖途径，也可以继续参与新核苷酸的合成；嘌呤碱则在体内继续分解，并最终随尿排出。人体嘌呤碱分解代谢的终产物是尿酸，黄嘌呤氧化酶是尿酸生成的重要酶。临床上的痛风症就是由于血中尿酸含量升高而引起的，别嘌呤醇是一种抑制尿酸生成的药物，常被用于痛风症的治疗。 （二）嘧啶核苷酸的代谢 嘧啶核苷酸的从头合成是以谷氨酰胺、CO2、天冬氨酸和5-磷酸核糖为主要原料的；
第十一章 蛋白质的降解和氨基酸代谢 练习题参考答案
第十一章蛋白质的降解和氨基酸代谢练习题参考答案 一、名词解释 1．氨基酸代谢池（库）：指食物蛋白质经消化而被吸收的氨基酸与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸混在一起，分布于体内参与代谢，称为氨基酸代谢池（库）。 2．必需氨基酸：生物体生长需要而自身又不能合成，只能靠食物提供的氨基酸。 3．非必需氨基酸：生物自身能够合成，不需食物提供即可满足需要的氨基酸。 4．转氨基作用：在转氨酶的作用下，一种氨基酸的α-氨基转移到另一种酮酸上生成新的氨基酸，原来的氨基酸则变成α-酮酸，这个过程即为转氨基作用。 5．联合脱氨基作用：指α-氨基酸先通过转氨基再脱氨基，将α-氨基转变游离氨的过程。 即氨基酸的转氨基作用与氧化脱氨基作用偶联在一起的过程。 6．尿素循环：尿素循环也称鸟氨酸循环，是将含氮化合物分解产生的氨转变成尿素的过程，有解除氨毒害的作用。 7．生糖氨基酸：在分解过程中能转变成丙酮酸、α-酮戊二酸乙、琥珀酰辅酶A、延胡索酸和草酰乙酸的氨基酸称为生糖氨基酸。 8．生酮氨基酸：在分解过程中能转变成乙酰辅酶A和乙酰乙酰辅酶A的氨基酸称为生酮氨基酸。 二、填空 1．蛋白酶；肽酶 2．赖氨酸；精氨酸 3．芳香；羧基 4．脱氨；脱羧 5．谷丙转氨酶（GPT肝）；谷草转氨酶（GOT心）；磷酸吡哆醛 6．α-酮戊二酸；三羧酸循环； 7．鸟氨酸；瓜氨酸 8．氨甲酰磷酸；天冬氨酸 9．NAD+；维生素PP 10．氧化脱氨基作用；联合脱氨基作用；嘌呤核苷酸 11．尿素；肝脏；精氨酸；尿素 12．转氨基作用 13．腺苷酸；腺苷酸脱氨酶 14．生成尿素；合成谷氨酰胺；再合成氨基酸 15．NH3；CO2；N-乙酰谷氨酸 三、单项选择题 1．（D）A、B和C通常作为脱氢酶的辅酶，磷酸吡哆醛可作为转氨酶、脱羧酶和消旋酶的辅酶。 2．（B）胰蛋白酶属于肽链内切酶，专一水解带正电荷的碱性氨基酸羧基参与形成的肽键； 羧肽酶是外肽酶，在蛋白质的羧基端逐个水解氨基酸；胰凝乳蛋白酶能专一水解芳香族氨基酸羧基参与形成的肽键；胃蛋白质酶水解专一性不强。 3．（B）氨基酸降解后产生的氨累积过多会产生毒性。游离的氨先经同化作用生成氨甲酰磷酸，再与鸟氨酸反应进入尿素循环（也称鸟氨酸循环），产生尿素排出体外。4．（C）5．（D） 6．（D）谷氨酸脱氢酶催化的反应要求NAD+和NADP+，NAD+和NADP+是含有维生素B5（烟酰胺）的辅酶。焦磷酸硫胺素是维生素B1的衍生物，常作为α-酮酸脱羧酶和