核酸的酶促降解和核苷酸代谢

这是一篇关于核酸的酶促降解和核苷酸代谢的思维导图。包含核酸的酶促讲解、核苷酸的分解代谢、核苷酸的合成代谢。

核酸的酶促降解和核苷酸代谢

• 核酸的酶促降解
  • 核酸酶
    • 外切核酸酶
      • 从核酸链的一端逐个水解切下核苷酸的酶
    • 内切核酸酶
      • 能够水解核酸分子内部磷酸二酯键的酶
    • 内切兼外切核酸酶
      • 既可以内切，又可以外切的酶
  • 核糖核酸酶（RNase）
    • 只能水解RNA磷酸二酯键的酶
  • 脱氧核糖核酸酶（DNase）
    • 只能水解DNA磷酸二酯键的酶
  • 限制性内切核酸酶
    • 能识别外源DNA双螺旋中4-6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的酶
  • 其他类型核酸酶
    • RNaseP
      • 广泛地存在于生物界中，是一种内切核酸酶
      • 是由RNA和蛋白质组成核蛋白
    • 微RNA
• 核苷酸的分解代谢
  • 核苷酸的水解
    • 生物体内核苷酸在核苷酸酶或称磷酸单酯酶的催化下生成核苷和磷酸
      • 核苷又可以在核苷酸的作用下，水解为碱基和戊糖
      • 核苷还可核算磷酸化酶的作用下磷酸解，生成嘌呤和1-磷酸戊糖
    • 分类
      • 特异性
        • 对一切核苷酸都有作用
      • 非特异性
        • 只能水解3‘-核苷酸或5’-核苷酸，分别称为3‘-核苷酸酶或5’-核苷酸酶
    • 主要存在于植物和微生物体内，只能作用于核糖核苷，对脱氧核糖核苷不起作用
    • 反应是不可逆的
  • 嘌呤的降解
    • 灵长类,鸟类,爬行类,大多数昆虫嘌呤最终产物为尿酸
    • 除灵长类以外的哺乳动物,腹足类为尿囊素
    • 某些硬骨鱼中尿囊素再继续分解为尿囊酸
    • 大多数鱼类,两栖类中尿囊酸再分解为尿素和乙醛酸
    • 海洋无脊椎动物星虫类,甲壳类将尿素分解为氨和CO2
  • 嘧啶的降解
    • 嘧啶分解时有氨基的首先水解脱氨基。胞嘧啶首先水解脱氨基，转化为尿嘧啶。尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原打破环内双键，水解开环成链状化合物，再水解成CO2，NH3，β-丙氨酸，β-氨基异丁酸，β-氨基异丁酸脱氨基后进入有机酸代谢或直接排出体外。
• 核苷酸的合成代谢
  • 从头合成
    • 利用氨基酸、磷酸戊糖等简单的化合物合成核苷酸。
  • 补救途径
    • 利用核酸降解或进食等从外界补充的含氮碱基或核苷合成新的核苷酸。
  • 核糖核苷酸的生物合成
    • 嘌呤核苷酸的生物合成
      • IMP(次黄嘌呤)的从头合成
        • 第一阶段，从PRPP开始到5-氨基咪挫核苷酸
        • 第二阶段，从5-氨基咪挫核苷酸开始直到生成次黄嘌呤核苷酸
      • IMP转变为AMP(腺嘌呤核苷酸)和 GMP (鸟嘌呤核苷酸)
      • 嘌呤核苷酸的从头合成受其终产物腺苷酸和鸟苷酸的反馈控制
    • 嘧啶核苷酸的生物合成
      • UMP的从头合成
        • 每合成1分子氨甲酰磷酸消耗2分子ATP
        • 主要在肝中进行。
        • 二氢乳清脱氢酶分布于线粒体中，而其他酶在细胞质基质中。
      • UTP和CTP的合成
    • 核苷酸合成的补救途径
      • 嘌呤碱基的直接利用
      • 嘧啶碱基的直接利用
      • 核苷的直接利用
      • 核苷二磷酸、核苷三磷酸的合成
  • 脱氧核糖核苷酸的合成代谢
    • 在生物体内，四种核糖核苷酸均可以被还原成相应的脱氧核糖核苷酸，被同一种酶即核糖核苷二磷酸还原酶催化的