核酸的降解和核苷酸代谢
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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（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）。
四、
P302图18-3嘧啶碱的分解
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可进一步转化成尿素排出。
C.5.10-甲川FHFA：C8
D. Gln提供-NH2：N3
闭环
E CO2：C6
F.Asp提供-NH2：N1
G 10-甲酰THFA：C2
1、
（1）、
5-磷酸核糖焦磷酸+ Gln→5-磷酸核糖胺+ Glu+ppi
使原来α-构型的核糖转化成β构型
（2）、
5-磷酸核糖胺+Gly+ATP→甘氨酰胺核苷酸+ADP+Pi
第十一章
核酸的生物功能DNA、RNA
核苷酸的生物功能
①合成核酸
②是多种生物合成的活性中间物
糖原合成，UDP-Glc。磷脂合成，CDP-乙醇胺，CDP-二脂酰甘油。
③生物能量的载体ATP、GTP
④腺苷酸是三种重要辅酶的组分
NAD、FAD、CoA
⑤信号分子cAMP、cGMP
食物中的核酸，经肠道酶系降解成各种核苷酸，再在相关酶作用下，分解产生嘌呤、嘧啶、核糖、脱氧核糖和磷酸，然后被吸收。
图
2、
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。
限制性核酸内切酶：细菌体内能识别并水解外源双源DNA的核酸内切酶，产生3ˊ-OH和5ˊ-P。
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。
根据酶的作用方式分：内切酶、外切酶。
1、
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的5’-OH间的键。
P 304结构式：重氮丝氨酸、6-重氮-5-氧-正亮氨酸
（5）、
甲酰甘氨脒核苷酸+ ATP→5-氨基咪唑核苷酸+ ADP + Pi
（1）~（5）第一阶段，合成第一个环
（6）、
5-氨基咪唑核苷酸+CO2→5-氨基咪唑-4羧酸核苷酸
（7）、
5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸+Asp+ATP→5-氨基咪唑4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸
来自百度文库三、
P301图18-2嘌呤碱的分解
首先在各种脱氨酶的作用下水解脱氨，脱氨反应可发生在嘌呤碱、核苷及核苷酸水平上。
P 299反应式
不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，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
（3）、
甘氨酰胺核苷酸+ N5N10-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。
（4）、
甲酰甘氨酰胺核苷酸+ Gln+ATP+H2O→甲酰甘氨脒核苷酸+ Glu+ADP+pi
此步反应受重氮丝氨酸和6-重氮-5-氧-正亮氨酸不可逆抑制，这两种抗菌素与Gln有类似结构。
羽田杀菌素：N-羟基-N-甲酰-Gly（P307）
3、
4、
5-磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶是关键酶，可被终产物AMP、GMP反馈抑制。
AMP过量可反馈抑制自身的合成。
GMP过量可反馈抑制自身的合成。
5、
筛选抗肿瘤药物，肿瘤细胞核酸合成速度快，药物能抑制。
①羽田杀菌素
与Asp竞争腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黄嘌呤核苷酸转化成AMP。
②重氮乙酰丝氨酸、6-重氮-5-氧正亮氨酸，是Gln的结构类似物，抑制Gln参与的反应。
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。
二、
1、
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、
两种：
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、微生物中，只水解核糖核苷，不可逆
图
PstⅠ切割后，形成3ˊ-OH单链粘性末端。
EcoRⅠ切割后，形成5ˊ-P单链粘性末端。
3、
既可水解RNA，又可水解DNA磷酸二酯键的核酸酶。
小球菌核酸酶是内切酶，可作用于RNA或变性的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。
第二节
一、
由5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸（5’-PRPP）开始，先合成次黄嘌呤核苷酸，然后由次黄嘌呤核苷酸（IMP）转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。
嘌呤环合成的前体：CO2、甲酸盐、Gln、Asp、Gly
P303图18-4嘌呤环的元素来源及掺入顺序
A.Gln提供-NH2：N9
B.Gly：C4、C5、N7
IMP + 2THFA + 2Glu +延胡索酸+ 4ADP + 1AMP + 4Pi + PPi
2、
从头合成：CO2、2个甲酸盐、2个Gln、1个Gly、（1+1）个Asp、（6+1）个ATP，产生2个Glu、（1+1）个延胡索酸。
Asp的结构类似物羽田杀菌素，可强烈抑制腺苷酸琥珀酸合成酶的活性，阻止AMP生成。
（8）、
5-氨基咪唑-4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸→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+N10-甲酰FH4→5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核苷酸+FH4
（10）、
5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核苷酸→次黄嘌呤核苷酸+H2O
总反应式：
5-磷酸核糖+ CO2+甲川THFA +甲酰THFA + 2Gln + Gly + Asp + 5ATP→
吸收到体内的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部分可再利用，合成核苷酸。
人和动物所需的核酸无须直接依赖于食物，只要食物中有足够的磷酸盐，、糖和蛋白质，核酸就能在体内正常合成。
核酸的分解代谢：
第一节
一、
核酸是核苷酸以3’、5’-磷酸二酯键连成的高聚物，核酸分解代谢的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（实质是磷酸二脂酶）。
植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产物（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）。
四、
P302图18-3嘧啶碱的分解
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可进一步转化成尿素排出。
C.5.10-甲川FHFA：C8
D. Gln提供-NH2：N3
闭环
E CO2：C6
F.Asp提供-NH2：N1
G 10-甲酰THFA：C2
1、
（1）、
5-磷酸核糖焦磷酸+ Gln→5-磷酸核糖胺+ Glu+ppi
使原来α-构型的核糖转化成β构型
（2）、
5-磷酸核糖胺+Gly+ATP→甘氨酰胺核苷酸+ADP+Pi
第十一章
核酸的生物功能DNA、RNA
核苷酸的生物功能
①合成核酸
②是多种生物合成的活性中间物
糖原合成，UDP-Glc。磷脂合成，CDP-乙醇胺，CDP-二脂酰甘油。
③生物能量的载体ATP、GTP
④腺苷酸是三种重要辅酶的组分
NAD、FAD、CoA
⑤信号分子cAMP、cGMP
食物中的核酸，经肠道酶系降解成各种核苷酸，再在相关酶作用下，分解产生嘌呤、嘧啶、核糖、脱氧核糖和磷酸，然后被吸收。
图
2、
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。
限制性核酸内切酶：细菌体内能识别并水解外源双源DNA的核酸内切酶，产生3ˊ-OH和5ˊ-P。
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。
根据酶的作用方式分：内切酶、外切酶。
1、
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的5’-OH间的键。
P 304结构式：重氮丝氨酸、6-重氮-5-氧-正亮氨酸
（5）、
甲酰甘氨脒核苷酸+ ATP→5-氨基咪唑核苷酸+ ADP + Pi
（1）~（5）第一阶段，合成第一个环
（6）、
5-氨基咪唑核苷酸+CO2→5-氨基咪唑-4羧酸核苷酸
（7）、
5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸+Asp+ATP→5-氨基咪唑4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸
来自百度文库三、
P301图18-2嘌呤碱的分解
首先在各种脱氨酶的作用下水解脱氨，脱氨反应可发生在嘌呤碱、核苷及核苷酸水平上。
P 299反应式
不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，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
（3）、
甘氨酰胺核苷酸+ N5N10-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。
（4）、
甲酰甘氨酰胺核苷酸+ Gln+ATP+H2O→甲酰甘氨脒核苷酸+ Glu+ADP+pi
此步反应受重氮丝氨酸和6-重氮-5-氧-正亮氨酸不可逆抑制，这两种抗菌素与Gln有类似结构。
羽田杀菌素：N-羟基-N-甲酰-Gly（P307）
3、
4、
5-磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶是关键酶，可被终产物AMP、GMP反馈抑制。
AMP过量可反馈抑制自身的合成。
GMP过量可反馈抑制自身的合成。
5、
筛选抗肿瘤药物，肿瘤细胞核酸合成速度快，药物能抑制。
①羽田杀菌素
与Asp竞争腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黄嘌呤核苷酸转化成AMP。
②重氮乙酰丝氨酸、6-重氮-5-氧正亮氨酸，是Gln的结构类似物，抑制Gln参与的反应。
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。
二、
1、
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、
两种：
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、微生物中，只水解核糖核苷，不可逆
图
PstⅠ切割后，形成3ˊ-OH单链粘性末端。
EcoRⅠ切割后，形成5ˊ-P单链粘性末端。
3、
既可水解RNA，又可水解DNA磷酸二酯键的核酸酶。
小球菌核酸酶是内切酶，可作用于RNA或变性的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。
第二节
一、
由5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸（5’-PRPP）开始，先合成次黄嘌呤核苷酸，然后由次黄嘌呤核苷酸（IMP）转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。
嘌呤环合成的前体：CO2、甲酸盐、Gln、Asp、Gly
P303图18-4嘌呤环的元素来源及掺入顺序
A.Gln提供-NH2：N9
B.Gly：C4、C5、N7
IMP + 2THFA + 2Glu +延胡索酸+ 4ADP + 1AMP + 4Pi + PPi
2、
从头合成：CO2、2个甲酸盐、2个Gln、1个Gly、（1+1）个Asp、（6+1）个ATP，产生2个Glu、（1+1）个延胡索酸。
Asp的结构类似物羽田杀菌素，可强烈抑制腺苷酸琥珀酸合成酶的活性，阻止AMP生成。
（8）、
5-氨基咪唑-4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸→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+N10-甲酰FH4→5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核苷酸+FH4
（10）、
5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核苷酸→次黄嘌呤核苷酸+H2O
总反应式：
5-磷酸核糖+ CO2+甲川THFA +甲酰THFA + 2Gln + Gly + Asp + 5ATP→
吸收到体内的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部分可再利用，合成核苷酸。
人和动物所需的核酸无须直接依赖于食物，只要食物中有足够的磷酸盐，、糖和蛋白质，核酸就能在体内正常合成。
核酸的分解代谢：
第一节
一、
核酸是核苷酸以3’、5’-磷酸二酯键连成的高聚物，核酸分解代谢的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（实质是磷酸二脂酶）。