第09章：核苷酸代谢

生物化学与分子生物学第九版，人民卫生出版社。

核苷酸代谢

• 第一节 概述
  • 子主题
    • 核苷酸是核酸的基本结构单位 。
    • 人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成 食物 中核酸分解物很少被机体利用 。 因此 与氨基 酸不同 核苷酸不属于营养必需物质 。
    • 细胞中核苷酸以 5 核苷酸为主 又以 5 ATP 最多 。 细胞中核糖核苷酸 脱氧核糖核苷酸
    • 核苷酸浓度大于脱氧核苷酸
      • 核苷酸一般时期
      • 脱氧核苷酸——细胞分裂
  • 一、核苷酸具有多种生物学功能
    • 作为核酸合成的原料
    • 体内能量的利用形式 : ATP 、 GTP 、 UTP 、 CTP
    • 参与代谢和生理调节 : cAMP 、 cGMP
    • 组成辅酶 : NAD+ 、 FAD 、 CoA
    • 活化中间代谢物 : UDPG 、 CDP 甘油二酯、 SAM
  • 二、核苷酸经核酸水解后可被吸收
    • （一）核酸酶
      • 核酸酶作用的底物分类
        • DNA酶
        • RNA酶
      • 对底物的作用方式分类
        • 核酸外切酶
          • 5'→3’ 核酸外切酶
          • 3’→ 5’ 核酸外切酶
          • 核酸分子链末端的磷酸二酯键
        • 核酸内切酶
          • 只能在DNA和RNA的内部切断磷酸二酯键
          • 限制性核酸内切酶：回文结构 核酸内切酶中的一类，具有严格的序列依赖性 4 8bp)8bp)，具有极高的专一性，识别双链 DNA 上的特 定位点，将两条链都切断，形成 平末端 或 粘末端 。
      • 核酸酶
        • 一方面参与DNA的合成与修复及RNA合成后的剪接等重要的基因复杂和基因表达过程
        • 另一方面负责清除多余的、结构和功能异常的核酸，同时清除侵入细胞的外源性核酸
        • 维持细胞正常活动的重要意义
    • （二）核算的消化与吸收
      • 分解后戊糖进入戊糖代谢
      • 嘌呤和嘧啶排出体外
        • 食物嘌呤和嘧啶很少被机体利用
  • 三、核苷酸代谢包括分解和合成
    • 碱基
      • 嘌呤核苷酸
      • 嘧啶核苷酸
    • 合成代谢
      • 从头合成
      • 补救合成
    • 分解代谢
      • 嘌呤核苷酸产生水溶性差的尿酸
      • 嘧啶核苷酸产生易溶于水的NH3、CO2和B-丙酮酸
• 第二节 嘌呤核苷酸的合成和分解代谢
  • 一、合成
    • （一）从头合成
      • 1、途径
        • （1）合成IMP（次黄嘌呤核苷酸）
        • （2）IMP变AMP（腺嘌呤核苷酸）和GMP（鸟嘌呤核苷酸）
        • 合成特点：在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤核苷酸 。
          • 肝是主要器官
          • 其次是小肠粘膜和胸腺
      • 2、调节
        • 主要调控环节是1生成的PRPP和2生成的PRA
    • （二）补救合成
      • • 生物体内只存在腺苷激酶，没有其他嘌呤激酶
      • 补救合成的生理意义
        • 补救合成节省从头合成时的能量和一 些氨基酸的消耗。
        • 体内某些组织器官，如 脑、骨髓等只 能进行补救合成 。
    • （三）体内嘌呤核苷酸可以互变
    • （四）脱氧核苷酸的生成在二磷酸核苷水平进行
      • 除了 dTMP 由 dUMP 转变而来外，其余脱氧核苷酸 都是在核苷二磷酸水平上，由核苷酸还原酶催化 而成。
    • （五）嘌呤核苷酸的抗代谢物
  • 二、分解代谢产物为尿酸，不溶于水
    • 痛风
• 第三节 嘧啶核苷酸的合成和分解代谢
  • 一、合成
    • 从头合成
      • 主要在肝，反应过程在线粒体和细胞质
        • 先合成有嘧啶环的乳清酸，再与老师核糖相连
          • UMP再生成胸腺嘌呤（T）和胞嘌呤（C）
    • 补救合成
      • 嘧啶+PRPP→磷酸嘧啶核苷+PPi
        • 嘧啶磷酸核糖转移酶
  • 二、代谢
    • 生成NH3、CO2、b-丙氨酸和b-氨基异丁酸，均溶于水。