第十二章核讲义酸降解与核苷酸代谢
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核酸怎样分解成核苷酸
核苷 + Pi
核苷磷酸化酶
碱基 + 核糖-1-P
水解
核苷水解酶
核苷 + H2O
碱基+核糖
（四）嘌呤的分解代谢
不同种类的生物分解嘌呤的能力不同，产物也 不同。人、灵长类、鸟类、某些爬虫类将嘌呤分解 成尿酸，其他生物还可将尿酸进一步分解成尿囊素、 尿囊酸、尿素、甚至CO2、NH3。
核酸中的嘌呤主要是Ade、Gua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。
次黄嘌呤+P
(hypoxanthine-guanine phosohoribosyl transferase)
鸟嘌呤+PRPP
次黄嘌呤- 鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶( H G P R T )
GMP+PPi
嘌呤核苷酸补救合成的生理意义
• 节约能量和一些氨基酸的消耗。 • 有些组织（如脑、骨髓）不能从头合成嘌呤核苷酸，只能
• Synthesized on PRPP • Synthesized then added to
PRPP
• Regulated by GTP/ATP
• Regulated by UTP • Generates UMP/CMP
• Generates IMP
• Requires Energy
• Requires Energy
Both are very complicated multi-step process which your kindly professor does not expect you to know in detail
（三）脱氧核苷酸的生物合成 1. 核苷二磷酸的还原
Hydroxyurea
核苷磷酸化酶
碱基 + 核糖-1-P
水解
核苷水解酶
核苷 + H2O
碱基+核糖
（四）嘌呤的分解代谢
不同种类的生物分解嘌呤的能力不同，产物也 不同。人、灵长类、鸟类、某些爬虫类将嘌呤分解 成尿酸，其他生物还可将尿酸进一步分解成尿囊素、 尿囊酸、尿素、甚至CO2、NH3。
核酸中的嘌呤主要是Ade、Gua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。
次黄嘌呤+P
(hypoxanthine-guanine phosohoribosyl transferase)
鸟嘌呤+PRPP
次黄嘌呤- 鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶( H G P R T )
GMP+PPi
嘌呤核苷酸补救合成的生理意义
• 节约能量和一些氨基酸的消耗。 • 有些组织（如脑、骨髓）不能从头合成嘌呤核苷酸，只能
• Synthesized on PRPP • Synthesized then added to
PRPP
• Regulated by GTP/ATP
• Regulated by UTP • Generates UMP/CMP
• Generates IMP
• Requires Energy
• Requires Energy
Both are very complicated multi-step process which your kindly professor does not expect you to know in detail
（三）脱氧核苷酸的生物合成 1. 核苷二磷酸的还原
Hydroxyurea
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
核苷酸代谢
（三）嘧啶核苷酸合成的调控
三个酶受终产物的反馈抑制：氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ
1）氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ受 UMP抑制，影响UMP、CTP 合成。
ATCase
2）ATCase受CTP抑制；影响 UMP、CTP合成。
3）CTP合成酶受CTP抑制，只 影响CTP合成。
CTP合成酶
不同生物关键酶不同
都受终产物反馈抑制，但具体机制不同： 动物：氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ
HGPRT缺陷的男性儿童表现为一种自毁容貌综合症 (Lesch-Nyhan Syndrome ) ，为先天性遗传疾病（缺 乏HGPRT)，行为对立，侵略性强，自咬手指、脚趾、 嘴唇等，智力低下。
3、生理意义：
节省能量和氨基酸的消耗； 某些器官（脑、骨髓等）因酶的缺乏，
只能进行补救途径合成。
①核糖核苷酸还原酶（RR）含R1和R2蛋白； ②硫氧还蛋白（T）含巯基； ③硫氧还蛋白还原酶（TR）催化氧化型T的还
原，FAD为辅基。
酶体系催化反应由NADPH提供氢： NADPH →TR→T→RR→核糖核苷酸还原→ 脱氧核糖核苷酸。
孤电子转移
3’-自由基核苷酸形成
脱氧核苷酸形成
孤电子转移
2’-脱氧3’-自由基核苷酸形成
三、嘧啶的分解：
在肝中进行，分解产物均易溶于水。
§12 -2 核苷酸的生物合成
基本途径： 1、“从无到有”途径（de novo synthesis)
利用简单化合物，主要在肝中进行 2、补救途径（salvage)
替补途径，利用核苷酸分解产物，在 脑、骨髓中进行
2. 从头合成途径的三个特征：
1）参与从头合成途径的酶在细胞中以庞大 的多酶融合体出现；
1、经碱基（嘧啶或嘌呤）核苷磷酸化酶催化
核酸的降解与核苷酸代谢上课课件
51
(三)脱氧核糖核苷酸的合成
脱氢一般通过核糖核苷酸还原酶★实现
多在二磷酸核苷★的水平上发生，有些原核生 物在三磷酸核苷水平进行
学校类
52
核糖核苷酸的还原反应
NADP+
硫氧还蛋白
NADPH+H +
还原酶
FAD
硫氧还蛋
白（还原
型）
P-P-CH2
O
N
SH
硫氧还蛋 S
SH
白（氧化 S
ATP 、Mg2+ 型） 核糖核苷酸还原酶
基团、CO2、磷酸核糖。
学校类
22
•过程
1. IMP的合成 2. AMP和GMP的生成
学校类
23
PP-1-R-5-P
AMP ATP
（5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸） PRPP合成酶
PRPP
谷氨酰胺
酰胺转移酶 谷氨酸
R-5-P
（5-磷酸核糖）
H2N-1-R-5´-P
（5´-磷酸核糖胺）
在谷氨酰胺、甘氨酸、一 碳单位、二氧化碳及天冬 氨酸的逐步参与下
P-P-CH2 N
O
+ H2O
OH H
脱氧核糖核苷二磷酸
SH 硫氧还蛋白
SH
S 硫氧还蛋白
S
硫氧还蛋白 还原酶
S 谷氧还蛋白
S
SH 谷氧还蛋白
SH
谷氧还蛋白 还原酶
FAD
FADH2
GSSG
谷胱甘肽 还原酶
合成特点：1 用原料先合成嘧啶环，
然后再与磷酸核糖连接生成嘧啶核苷
酸; 2 先合成UMP，再转变成其它嘧啶
核苷酸。
学校类
41
第十二章 核酸代谢
点
IMP 3. 在IMP基础上完成
AMP和GMP的合成
3. 以UMP为基础, 完 成CTP, dTMP的合成
5'-P-R PRPP
IMP
CO2+Gln H2N-CO-P
OMP
总结
AMP dAMP dGMP GMPUMP dUMP CMP dCMP dTMP
ADP dADP dGDP GDP UDP dUDP CDP dCDP dTDP
腺苷+Pi
腺苷+ATP
腺苷激酶
腺苷酸+ADP
生理意义
●节省: 减少从头合成时能量和原料的消耗 ● 作为某些器官(脑,骨髓和脾)合成核苷酸的途径
二、嘧啶核苷酸的合成代谢
(一)、从头合成途径
先合成嘧啶环，然后再与磷酸核糖连接生
成嘧啶核苷酸.
谷氨酰胺
C
N
C
天冬氨酸
CO2 C
C
N
(一) 从头合成途径的反应过程
CDP 核糖核苷酸还原酶
dNDP dADP dGDP dUDP dCDP
TDP
dTDP
dNDP+ATP dADP+ATP dGDP+ATP dUDP+ATP
dCDP+ATP
激酶 激酶 激酶 激酶 激酶
dNTP+ADP dATP +ADP dGTP+ADP dUTP+ADP
dCTP+ADP
dUDP O
(1) 嘌呤碱与PRPP直接合成嘌呤核苷酸
次黄嘌呤
次黄嘌呤核苷酸
90%
次黄嘌呤-鸟嘌呤
嘌呤碱 PRPP磷酸(H核G糖P转R移T酶) PPi
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
生物化学合工大第十二章核酸的酶促降解和核苷酸代谢ppt课件
核糖核苷酸的生物合成
1、嘌呤核苷酸的生物合成
(1) 从头合成途径 (2) 补救途径(自学)
2、嘧啶核苷酸的生物合成
(1) 从头合成途径 (2) 补救合成途径(自学)
嘌呤环上各原子的来源
来自CO2 来自天冬氨酸
来自甘氨酸
来自“甲酸盐”
来自“甲酸盐”
来自谷氨酰胺的酰胺氮
5-磷酸核糖焦磷酸
甘氨酸
5-磷酸 核糖胺
HCHLeabharlann CH2N5N，5-NC1H0-OC-HF2H-F4 H4
一碳基团的 S-腺苷蛋氨酸 来源与转变
参与 甲基化反应
N5-CH2-FH4
丝氨酸 FH4
NAD+
NDAH+H+ N5 ， N10 -CH2-FH4还原酶
N5 N10 - CH2-FH4
为胸腺嘧啶合 成提供甲基
NAD+ NDAH+H+
N5 ， N10 -CH2-FH4脱氢酶
1、核酸酶的分类
（1）根据对底物的 专一性分为
核糖核酸酶(RNase) 脱氧核糖核酸酶(DNase)
非特异性核酸酶
核酸内切酶 （2）根据切割位点分为 核酸外切酶
2、核酸酶的作用特点
外切核酸酶对核酸的水解位点
BBBBBBBB
5´ p
p
p
p
p
p
p
p
OH 3´
牛脾磷酸二酯酶
（ 5´端外切5得3）
蛇毒磷酸二酯酶
组氨酸 苷氨酸
FH4
N5， N10 = CH-FH4
参与嘌呤合成
HCOOH FH4
H2O 环水化酶
H+
N10 -CHO-FH4
核酸的降解和核苷酸代谢
甲酰FH4
合成酶
关键酶
18
⑵ IMP → → →AMP﹑GMP
6
2
6
2 19
（二） 嘌呤核苷酸的补救合成
两个酶：① 腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT）
② 次黄嘌呤(鸟嘌呤)磷酸核糖转移酶（HGPRT） 反应： 腺嘌呤 ＋ PRPP APRT AMP ＋ PPi
次黄嘌呤 ＋ PRPP HGPRT IMP ＋ PPi
2. 补救合成途径（salvage pathway）: 利用游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，
合成嘌呤核苷酸的过程。 （脑﹑骨髓等只能进行此途径）
14
（一）嘌呤核苷酸的从头合成
组织：肝﹑小肠粘膜及胸腺 细胞内定位：细胞液 嘌呤环中各 碳、氮原子的来源： 甲酸盐
甲酸盐 15
⒈ 合成途径 两个阶段： ⑴ 5-磷酸核糖→ → →次黄嘌呤核苷酸（IMP） ⑵ IMP → → →AMP﹑GMP
源双链DNA的核酸内切酶，可用于特异切割 DNA,常作为工具酶。
4
核酸外切酶对核酸的水解位点
BBBBBBBB
5´ p
p
p
p
p
p
p
p
OH 3´
牛脾磷酸二酯酶
（ 5´端外切5得3）
DNA/RNA
蛇毒磷酸二酯酶
（ 3´端外切3得5） DNA/RNA
5
限制性内切酶
原核生物中存在着一类能识别外源DNA双螺旋中4-8个碱基 对所组成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列，并在 此序列的某位点水解DNA双螺旋链，产生粘性末端或平末端， 这类酶称为限制性内切酶。
六核苷酸，粘端切口 六核苷酸，粘端切口
Eco R I Hind Ⅲ
核酸代谢ppt课件
2
第一节
一 概述
核苷酸降解
食物核蛋白 蛋白质
胃酸
核酸（RNA及DNA）
胰核酸酶
核苷酸
胰、肠核苷酸酶
核苷 碱基
核苷磷酸化酶
磷酸 戊糖－1膦酸
3
二 核苷酸的生理功能
• 核酸合成的原料
• 生理调节介质：cAMP、cGMP
• 辅酶成分：FAD、NADP+ • 活化中间代谢物：UDPG是糖原合成的活 性中间物质，CDP—甘油二酯是甘油磷 酸酯合成的中间活性物质，SAM。 • 酶变构调节剂：ATP、ADP、AMP等
17
（１）胞嘧啶和尿嘧啶的降解
胞嘧啶
胞嘧啶脱氨酶
尿嘧啶
H2O NH3
二氢尿嘧啶脱氢酶
二氢尿嘧啶
H2O
二 氢 嘧 啶 酶
NADPH+H+ NADP+
H2O
-脲基丙酸酶
NH3 + CO2 -丙氨酸
-脲基丙酸
18
（２）胸腺嘧啶的降解
二氢胸腺嘧啶脱氢酶
胸腺嘧啶
二氢胸腺嘧啶 H 2O H 2O
二 氢 嘧 啶 酶
四
核苷酸的分解
核苷酸酶
１ 核苷酸的分解
核苷酸 + H2O 核苷 + H2O 核苷+ H3PO4 核苷+Pi 嘌呤／嘧啶 +戊糖 嘌呤／嘧啶 +1-磷酸戊糖
核苷水解酶 核苷磷酸化酶
核苷水解酶主要存在于植物和微生物体内， 只对核糖核苷起作用，对脱氧核糖核苷不起作用。 核苷磷酸化酶存在广泛，催化的反应可逆。
10
２ 嘌呤核苷酸的分解
嘌呤核苷酸的分解是氧化降解过程， 不同生物降解的产物不同 嘌呤 黄嘌呤 尿酸 尿囊素和CO2
第一节
一 概述
核苷酸降解
食物核蛋白 蛋白质
胃酸
核酸（RNA及DNA）
胰核酸酶
核苷酸
胰、肠核苷酸酶
核苷 碱基
核苷磷酸化酶
磷酸 戊糖－1膦酸
3
二 核苷酸的生理功能
• 核酸合成的原料
• 生理调节介质：cAMP、cGMP
• 辅酶成分：FAD、NADP+ • 活化中间代谢物：UDPG是糖原合成的活 性中间物质，CDP—甘油二酯是甘油磷 酸酯合成的中间活性物质，SAM。 • 酶变构调节剂：ATP、ADP、AMP等
17
（１）胞嘧啶和尿嘧啶的降解
胞嘧啶
胞嘧啶脱氨酶
尿嘧啶
H2O NH3
二氢尿嘧啶脱氢酶
二氢尿嘧啶
H2O
二 氢 嘧 啶 酶
NADPH+H+ NADP+
H2O
-脲基丙酸酶
NH3 + CO2 -丙氨酸
-脲基丙酸
18
（２）胸腺嘧啶的降解
二氢胸腺嘧啶脱氢酶
胸腺嘧啶
二氢胸腺嘧啶 H 2O H 2O
二 氢 嘧 啶 酶
四
核苷酸的分解
核苷酸酶
１ 核苷酸的分解
核苷酸 + H2O 核苷 + H2O 核苷+ H3PO4 核苷+Pi 嘌呤／嘧啶 +戊糖 嘌呤／嘧啶 +1-磷酸戊糖
核苷水解酶 核苷磷酸化酶
核苷水解酶主要存在于植物和微生物体内， 只对核糖核苷起作用，对脱氧核糖核苷不起作用。 核苷磷酸化酶存在广泛，催化的反应可逆。
10
２ 嘌呤核苷酸的分解
嘌呤核苷酸的分解是氧化降解过程， 不同生物降解的产物不同 嘌呤 黄嘌呤 尿酸 尿囊素和CO2
第十二章核苷酸代谢
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， 合成嘧啶核苷酸的途径。
2.合成部位：主要是肝细胞胞液
19
3.嘧啶合成的元素来源
20
4.合成过程
（ 1 ）尿嘧啶核苷酸的合成
天冬氨酸 谷氨酰胺 CO2
嘧啶环 PRPP UMP
特点：先合成嘧啶环，再与PRPP作用生成UMP
5-甲酰胺基咪唑4-甲酰胺核苷酸
（FAICAR）
MTX
5-氨基异咪唑4-甲酰胺核苷酸
（AICAR）
6-MP AMP
6-MP PPi
6-MP
=
PRPP
氮杂丝氨酸
PPi PRPP
GMP
鸟嘌呤(G)
6-MP
腺嘌呤（A）
目4录5
（二） 嘧啶核苷酸的抗代谢物
嘧啶核苷酸的抗代谢物有： 嘧啶、氨基酸或叶酸类似物三大类
一磷酸核苷（NMP）在核苷激酶的作用下， 由ATP提供磷酸依次生成二磷酸核苷（NDP）、 三磷酸核苷（NTP）
NMP+ATP 一磷酸核苷激酶 NDP+ATP 二磷酸核苷激酶
NDP+ADP NTP+ADP
26
四、脱氧核苷酸的合成
（一）脱氧二磷酸核苷（dNDP）的合成
• 脱氧核苷酸是在二磷酸核苷（NDP）水平上直接 脱氧还原而成。
甲炔基 （一碳单位）
7
3.过程
（1）PRPP的合成 （2）IMP的合成 （3）AMP和GMP的生成
8
（1）PRPP的合成
5-P-核糖 ATP
PRPP
(PRPP)
9ห้องสมุดไป่ตู้
（２）IMP的合成
PRPP
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， 合成嘧啶核苷酸的途径。
2.合成部位：主要是肝细胞胞液
19
3.嘧啶合成的元素来源
20
4.合成过程
（ 1 ）尿嘧啶核苷酸的合成
天冬氨酸 谷氨酰胺 CO2
嘧啶环 PRPP UMP
特点：先合成嘧啶环，再与PRPP作用生成UMP
5-甲酰胺基咪唑4-甲酰胺核苷酸
（FAICAR）
MTX
5-氨基异咪唑4-甲酰胺核苷酸
（AICAR）
6-MP AMP
6-MP PPi
6-MP
=
PRPP
氮杂丝氨酸
PPi PRPP
GMP
鸟嘌呤(G)
6-MP
腺嘌呤（A）
目4录5
（二） 嘧啶核苷酸的抗代谢物
嘧啶核苷酸的抗代谢物有： 嘧啶、氨基酸或叶酸类似物三大类
一磷酸核苷（NMP）在核苷激酶的作用下， 由ATP提供磷酸依次生成二磷酸核苷（NDP）、 三磷酸核苷（NTP）
NMP+ATP 一磷酸核苷激酶 NDP+ATP 二磷酸核苷激酶
NDP+ADP NTP+ADP
26
四、脱氧核苷酸的合成
（一）脱氧二磷酸核苷（dNDP）的合成
• 脱氧核苷酸是在二磷酸核苷（NDP）水平上直接 脱氧还原而成。
甲炔基 （一碳单位）
7
3.过程
（1）PRPP的合成 （2）IMP的合成 （3）AMP和GMP的生成
8
（1）PRPP的合成
5-P-核糖 ATP
PRPP
(PRPP)
9ห้องสมุดไป่ตู้
（２）IMP的合成
PRPP
第十二章核酸降解与核苷酸代谢ppt课件
（2）磷酸单酯酶与核苷酸酶催化核苷酸水 解，生成磷酸和核苷。
（3）核苷经核苷酸水解生成碱基和戊糖
二、碱基的代谢 1、嘌
呤 的 分 解
2、嘧 啶 的 分 解
第二节 核苷酸合成
一、从头合成 1、嘌呤核苷酸合成 （1）嘌呤环各元素来源
（2） 合 成 途 径
（3）合成特点
a、先经合成氨甲酸磷酸，再与天冬氨酸硫含 生成乳清酸,再被转移至SPRPP的CI’上生 成乳清酸核苷酸。
b、乳清酸核苷酸经脱羧及转氨基因生成尿苷 酸、胞苷酸。
二、补救合成途径
由磷酸核糖转移酶催化将未合成或代谢中 产生的碱基转移至磷酸核糖的C1‘羟基上而 形成核苷酸。
三、脱氧核苷酸的合成
DNA中所含脱氧核苷酸由核糖核苷二磷 酸水平还原而成
四、DNA胸苷酸合成
1、由dump经胸苷酸合成酶还原并从亚甲 基四氢叶酸转甲基而生成dtmp
第十二章 核酸降解与核苷酸代谢 第一节 核酸降解
一、核酸的降解 1、核酸的分解过程
核苷酸 核苷酸酶 H2O
核苷＋Pi
核苷磷酸化酶
核苷＋Pi
嘌呤碱或嘧啶碱＋戊糖-1-磷酸
核苷＋H2O 核苷水解酶 嘌呤碱或嘧啶碱＋戊糖
2、核酸的降解
（1）水解核苷酸之间连接的3‘，5’磷酸二 脂键，生成多核苷酸电离或单核苷酸催化 水解的酶为核酸酶，水解核酸分子内的磷 酸二酯键的核酸酶为内环酶，从核酸-端逐 个水解核苷酸的酶为外 氧胸苷，过后经胸苷酸酶催化与ATP反应 生成胸苷酸。
（3）核苷经核苷酸水解生成碱基和戊糖
二、碱基的代谢 1、嘌
呤 的 分 解
2、嘧 啶 的 分 解
第二节 核苷酸合成
一、从头合成 1、嘌呤核苷酸合成 （1）嘌呤环各元素来源
（2） 合 成 途 径
（3）合成特点
a、先经合成氨甲酸磷酸，再与天冬氨酸硫含 生成乳清酸,再被转移至SPRPP的CI’上生 成乳清酸核苷酸。
b、乳清酸核苷酸经脱羧及转氨基因生成尿苷 酸、胞苷酸。
二、补救合成途径
由磷酸核糖转移酶催化将未合成或代谢中 产生的碱基转移至磷酸核糖的C1‘羟基上而 形成核苷酸。
三、脱氧核苷酸的合成
DNA中所含脱氧核苷酸由核糖核苷二磷 酸水平还原而成
四、DNA胸苷酸合成
1、由dump经胸苷酸合成酶还原并从亚甲 基四氢叶酸转甲基而生成dtmp
第十二章 核酸降解与核苷酸代谢 第一节 核酸降解
一、核酸的降解 1、核酸的分解过程
核苷酸 核苷酸酶 H2O
核苷＋Pi
核苷磷酸化酶
核苷＋Pi
嘌呤碱或嘧啶碱＋戊糖-1-磷酸
核苷＋H2O 核苷水解酶 嘌呤碱或嘧啶碱＋戊糖
2、核酸的降解
（1）水解核苷酸之间连接的3‘，5’磷酸二 脂键，生成多核苷酸电离或单核苷酸催化 水解的酶为核酸酶，水解核酸分子内的磷 酸二酯键的核酸酶为内环酶，从核酸-端逐 个水解核苷酸的酶为外 氧胸苷，过后经胸苷酸酶催化与ATP反应 生成胸苷酸。
华中农业大学生物化学考研试题库附答案核酸的降解和核苷酸代谢
第12章核酸的降解和核苷酸代谢一、教学大纲基本要求核酸的酶促降解，水解核酸的有关酶（核酶外切酶、核酶内切酶、限制性内切酶），核苷酸、嘌呤碱、嘧啶碱的分解代谢，嘌呤核苷酸的合成，嘧啶核苷酸的合成，脱氧核糖核苷酸的合成，辅酶核苷酸的合成。
二、本章知识要点(一)核酸的酶促降解核酸酶（nucleases）：是指所有可以水解核酸的酶，在细胞内催化核酸的降解，以维持核酸（尤其是RNA）的水平与细胞功能相适应。
食物中的核酸也需要在核酸酶的作用下被消化。
核酸酶按照作用底物可分为：DNA酶（DNase）、RNA酶（Rnase）。
按照作用的方式可分为：核酸外切酶和核酸内切酶，前者指作用于核酸链的5‘或3’端，有５’末端外切酶和３’末端外切酶两种；后者作用于链的内部，其中一部分具有严格的序列依赖性（4～8 bp），称为限制性内切酶。
核酸酶在DNA重组技术中是不可缺少的重要工具，尤其是限制性核酸内切酶更是所有基因人工改造的基础。
（二）核苷酸代谢1.核苷酸的生物学功能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；③参与代谢和生理调节；④组成辅酶。
核苷酸最主要的功能是作为核酸合成的原料，体内核苷酸的合成有两条途径，一条是从头合成途径，一条是补救合成途径。
肝组织进行从头合成途径，脑、骨髓等则只能进行补救合成，前者是合成的主要途径。
核苷酸合成代谢中有一些嘌呤、嘧啶、氨基酸或叶酸等的类似物，可以干扰或阻断核苷酸的合成过程，故可作为核苷酸的抗代谢物。
不同生物嘌呤核苷酸的分解终产物不同，人体内核苷酸的分解代谢类似于食物中核苷酸的消化过程，嘌呤核苷酸的分解终产物是尿酸。
嘧啶核苷酸的分解终产物是β-丙氨酸或β-氨基异丁酸。
核苷酸的合成代谢受多种因素的调节。
(1)嘌呤核苷酸代谢①嘌呤核苷酸的合成代谢：体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径，一是从头合成途径，一是补救合成途径，其中从头合成途径是主要途径。
嘌呤核苷酸合成部位在胞液，合成的原料包括磷酸核糖、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳单位及CO2等。
生物化学第十二章核酸降解及核苷酸代谢
核酸外切酶对核酸的水解位点
第二节 核苷酸的分解代谢
核苷酸酶
核苷磷酸化酶
核苷酸
核苷+磷酸
碱基+1-P-戊糖
核苷酶
碱基+戊糖
进一步分解
戊糖代谢
一、嘌呤的分解代谢
嘌呤降解终产物
Ø 尿酸：人和猿类及一些排尿酸的动物（鸟类、某些爬虫类 和昆虫）；
➢ 尿囊素：除人及猿类外其他哺乳类和腹足类动物； ➢ 尿囊酸：某些硬骨鱼类； ➢ 尿素：多数鱼类及两栖类； ➢ 氨和CO2：某些低等动物（如甲壳类）；
‥ ‥A G A T C T ‥‥ ‥ ‥T C T A G A ‥‥
六核苷酸，粘端切口
‥ ‥G A A T T C ‥‥ ‥ ‥C T T A A G ‥‥
‥ ‥A A G C T T‥‥ ‥ ‥T T C G A A ‥‥
六核苷酸，粘端切口 六核苷酸，粘端切口
‥ ‥G T C G A C ‥‥ ‥ ‥C A G C T G ‥‥
酶
Alu I Bam H I Bgl I EcoR I Hind Ⅲ Sal I Sma I
常用的DNA限制性内切酶的专一性
辨认的序列和切口
说明
‥ ‥A G C T ‥‥ ‥ ‥T C G A ‥ ‥
四核苷酸，平端切口
‥ ‥G G A T C C ‥‥ ‥ ‥C C T A G G ‥‥
六核苷酸，粘端切口
内容
第一节 核酸的酶促降解 第二节 核苷酸的分解代谢 第三节 核苷酸的合成代谢
u 嘌呤核苷酸的合成 u 嘧啶核苷酸的合成
第一节 核酸的酶促降解
核酸
核酸酶
核苷酸
核苷酸酶
核苷+磷酸
核苷酶
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▪ （3）核苷经核苷酸水解 的 分 解
2、嘧 啶 的 分 解
第二节 核苷酸合成
▪ 一、从头合成 1、嘌呤核苷酸合成 （1）嘌呤环各元素来源
（2） 合 成 途 径
▪ （3）合成的特点 a、在PRPP和C-1上加上多元素，形成嘌呤
环
b、先形成次黄苷酸，再经还原和转氨，分别 形成腺苷酸和鸟苷酸
精品
第十二章核酸降解与核苷酸 代谢
▪ 2、核酸的降解
▪ （1）水解核苷酸之间连接的3‘，5’磷酸二 脂键，生成多核苷酸电离或单核苷酸催化 水解的酶为核酸酶，水解核酸分子内的磷 酸二酯键的核酸酶为内环酶，从核酸-端逐 个水解核苷酸的酶为外环酶。
▪ （2）磷酸单酯酶与核苷酸酶催化核苷酸水 解，生成磷酸和核苷。
2、嘧啶核苷酸合成 （1）嘧啶环各元素来源
▪ （2）嘧啶核苷酸合成途径
▪ （3）合成特点
a、先经合成氨甲酸磷酸，再与天冬氨酸硫含 生成乳清酸,再被转移至SPRPP的CI’上生 成乳清酸核苷酸。
b、乳清酸核苷酸经脱羧及转氨基因生成尿苷 酸、胞苷酸。
二、补救合成途径
由磷酸核糖转移酶催化将未合成或代谢中 产生的碱基转移至磷酸核糖的C1‘羟基上而 形成核苷酸。
▪ 三、脱氧核苷酸的合成
▪ DNA中所含脱氧核苷酸由核糖核苷二磷 酸水平还原而成
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2、嘧 啶 的 分 解
第二节 核苷酸合成
▪ 一、从头合成 1、嘌呤核苷酸合成 （1）嘌呤环各元素来源
（2） 合 成 途 径
▪ （3）合成的特点 a、在PRPP和C-1上加上多元素，形成嘌呤
环
b、先形成次黄苷酸，再经还原和转氨，分别 形成腺苷酸和鸟苷酸
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第十二章核酸降解与核苷酸 代谢
▪ 2、核酸的降解
▪ （1）水解核苷酸之间连接的3‘，5’磷酸二 脂键，生成多核苷酸电离或单核苷酸催化 水解的酶为核酸酶，水解核酸分子内的磷 酸二酯键的核酸酶为内环酶，从核酸-端逐 个水解核苷酸的酶为外环酶。
▪ （2）磷酸单酯酶与核苷酸酶催化核苷酸水 解，生成磷酸和核苷。
2、嘧啶核苷酸合成 （1）嘧啶环各元素来源
▪ （2）嘧啶核苷酸合成途径
▪ （3）合成特点
a、先经合成氨甲酸磷酸，再与天冬氨酸硫含 生成乳清酸,再被转移至SPRPP的CI’上生 成乳清酸核苷酸。
b、乳清酸核苷酸经脱羧及转氨基因生成尿苷 酸、胞苷酸。
二、补救合成途径
由磷酸核糖转移酶催化将未合成或代谢中 产生的碱基转移至磷酸核糖的C1‘羟基上而 形成核苷酸。
▪ 三、脱氧核苷酸的合成
▪ DNA中所含脱氧核苷酸由核糖核苷二磷 酸水平还原而成
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