第十章核酸的降解和核苷酸代谢

第十章核酸的降解和 核苷酸代谢

一、核酸的降解 糖

核酸核酸酶（磷酸二酯酶）核苷酸核苷酸酶（磷酸单酯酶）核苷磷酸核苷磷酸化酶嘌呤或嘧啶戊糖-1-磷酸核酸的降解过程 +磷酸

二、核苷酸的分解代谢 （一）嘌呤碱的分解代谢这是一个氧化降解过程，不同生物降解的产物不同。

别嘌呤醇： 次黄嘌呤底物类似物经酶作用后成为酶的灭活物，称之为自杀作用物。自杀性底物腺嘌呤鸟嘌呤 H2OH2O NH3 NH3 次黄嘌呤黄嘌呤 H2O+O2 H2O2 H2O+O2 H2O2 尿囊素尿酸 H2O CO2+H2O2 2H2O+O2 尿囊酸尿素 + 乙醛酸 H2O 2H2O 4NH3 + 2CO2 腺嘌呤脱氨酶鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶（灵长类以外的哺乳动物）尿酸氧化酶（人类和灵长类动物、爬虫、鸟类）尿囊素酶（植物）（鱼类、两栖类）尿囊酸酶脲酶（海洋无脊椎动物）

（二）嘧啶碱的分解代谢

嘧啶的降解：这是一个还原降解过程。 • 胞嘧啶尿嘧啶二氢尿嘧啶 H2O NH3 NAD(P)H+H+ NAD(P)+ H2O β-丙氨酸 β-脲基丙酸 H2O • 胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶 NAD(P)H+H+ NAD(P)+ H2O β-氨基异丁酸 β-脲基异丁酸 H2O 胞嘧啶脱氨酶二氢尿嘧啶脱氢酶脲基丙酸酶 NH3+CO2+ 二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶脲基丙酸酶 NH3+CO2+

三、核苷酸的合成代谢 • 体内的核苷酸可以氨基酸和某些小分子物质为原料，经一系列酶促反应从头合成，称为从头合成途径,也可利用细胞中自由存在的碱基和核苷合成核苷酸，一般称为补救合成途径。 • 从头合成途径是体内核苷酸合成的主要途径，大脑中次黄嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸的合成主要依赖于补救途径。

嘌呤核苷酸的从头合成

H2N H2N H2N

AMP-S AMP IMP XMP GMP Asp Gln NAD+

嘌呤环中各原子的来源

嘌呤核苷酸的从头合成 • 原料：磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2及一碳单位 • 部位：胞液 • 活性磷酸核糖形式：磷酸核糖焦磷酸（PRPP） • 两个阶段：首先合成IMP，再由IMP转变成AMP与GMP • 嘌呤核苷酸是在一磷酸水平上合成的 • 在合成嘌呤核苷酸的过程中逐步合成嘌呤环

腺嘌呤 腺嘌呤嘌呤核苷酸的补救合成途径

三磷酸嘌呤核苷酸及脱氧嘌呤核苷酸的合成：

嘧啶核苷酸的从头合成 Ⅱ

嘧啶环中各原子的来源 Gln(NH3)

嘧啶核苷酸的从头合成 • 原料：磷酸核糖、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2 • 部位：胞液 • 两个阶段：首先合成UMP，再由UMP转变成CTP与dTMP • 胞嘧啶核苷酸的生成发生在三磷酸水平，由UTP转变为CTP • 先合成嘧啶环，再合成嘧啶核苷酸

嘧啶磷酸核苷转移酶 嘧啶 + PRPP 一磷酸嘧啶核苷 + PPi 尿苷激酶尿嘧啶核苷 + ATP UMP + ADP 嘧啶核苷酸的补救途径

脱氧嘧啶核苷酸的合成：

抗代谢物：竞争性抑制 6巯基嘌呤（6MP）：次黄嘌呤（I）的类似物，抑制嘌呤核苷酸的补救合成。在体内可转变为6巯基嘌呤核苷酸，抑制嘌呤核苷酸的从头合成。 5氟尿嘧啶（5FU）：胸腺嘧啶的类似物，抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成。阿糖胞苷：胞苷的类似物，抑制dCDP的生成。氨甲蝶呤（MTX）：叶酸类似物，抑制四氢叶酸的合成，从而同时抑制嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸的从头合成氮杂丝氨酸：Gln类似物，同时抑制嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成

第十章 核酸的降解和 核苷酸代谢