第十四章核酸降解与核苷酸代谢.ppt

第十四章 核酸降解 与核苷酸代谢 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、ATP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（CoA）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： 第一节 核酸的降解 第二节 核苷酸分解代谢 第三节 核苷酸的合成代谢 第四节 核苷酸代谢调控 第一节 核酸的降解 一、 核酸的消化吸收 二、 核酸降解中的酶类 一、核酸的消化吸收 食物中的核酸多与蛋白质结合成核蛋白。在胃中，受胃酸的作用核蛋白可分解成核酸和蛋白质。然后，核酸进入小肠被逐步分解。核酸是由许多核苷酸以3′,5′-磷酸二酯键连接而成的生物大分子。核酸分解代谢的第一步反应是水解连接核苷酸之间的磷酸二酯键，生成低聚多核苷酸或单核苷酸。来自胰液的核酸酶和小肠粘膜细胞分泌的核酸酶，属于磷酸二酯酶类，两者协同作用，使进入小肠的核酸水解成单核苷酸。单核苷酸及其水解产物均可被细胞吸收利用。 二、 核酸降解中的酶类 核酸外切酶: 非特异性的磷酸二酯酶，对DNA和RNA都起作用，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。专一性强，有的切口是齐头的而产生平头末端；有的切口是交错的而产生彼此配对的粘性末端。限制性内切酶是测定DNA碱基顺序和制定基因图所必须的工具酶。 某些限制性内切酶的专一性 牛胰RNA酶Ⅰ专一水解RNA分子内部的嘧啶核苷酸键，产物为：3′-嘧啶核苷酸和以3′-嘧啶核苷酸结尾的寡核苷酸。 RNA酶T1（存在于霉菌）作用于RNA分子内部的5′-连接，要求其3′-连接与鸟苷酸相连，产物为： 3′-GMP和以3′-GMP为末端的寡核苷酸。 RNA酶T2作用于RNA分子内部的5′-连接，产物为： 3′-AMP为3′末端的核苷酸片段。 RNA酶H（内切酶）作用于RNA-DNA杂交分子中的RNA，产生5′末端带磷酸基的单核苷酸或寡核苷酸。 核酸酶促水解的作用部位 通过上述核酸外切酶和核酸内切酶的作用，核酸可降解为各种单核苷酸，单核苷酸则可进一步分解代谢。 第二节 核苷酸的分解代谢 一、核苷酸的酶水解 二、嘌呤碱的分解代谢 三、嘧啶碱的分解代谢 一、核苷酸的酶水解 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.嘌呤碱的分解 1. 脱氨 动物组织腺嘌呤脱氨酶含量极少，人体中不含腺嘌呤酶，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。鸟嘌呤脱氨酶存在于动物肝、胰、肾组织中，猪肝和猪脾中没有，但其它组织有。 鸟嘌呤核苷 鸟嘌呤 黄嘌呤 鸟嘌呤 + H2O 鸟嘌呤脱氨酶 黄嘌呤 + NH3 ⒉ 转变为尿酸 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, （男平均：5.7mg、女平均：4.3mg%）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，