生物化学 八、专业特色知识点：核酸代谢紊乱性疾病的生化诊断 微教材-痛风与核酸代谢紊乱.docx

基本知识点三：核酸的分解代谢 一、核酸的降解 在生物体内能催化磷酸二酯键水解而使核酸降解的酶，称为核酸酶。核酸酶包括专一水解RNA的称为核糖核酸酶（RNase）和专一水解DNA的称为脱氧核糖核酸酶（DNase）。核酸酶中，能在核酸分子内部水解磷酸二酯键的酶称为核酸内切酶；而从DNA或RNA及低聚多核苷链的一端逐个水解下核对：单核苷酸的酶称为核酸外切酶。在核酸的分解过程中，产生的核糖可进入磷酸戊糖途径代谢，产生的核苷酸及其衍生物参与细胞的各种生化过程。如ATP是生物体内的通用能源;cAMP和cGMP作为激素作用的第二信使，是生物体内物质代谢的重要调节物质。各种单核苷酸在核苷酸酶的作用水解为核苷和磷酸。在体内，核酸的分解如下： 核对： 戊糖 核苷 核酸 核苷酸 碱基 磷酸 二、嘌呤的分解 嘌呤碱的分解首先是在各种脱氨酶的作用下脱去氨基。在许多动物体内广泛含有鸟嘌呤脱氨酶，可催化鸟嘌呤水解脱氨生成黄嘌呤。但腺嘌呤脱氨酶含量极少，而腺苷脱氨酶和腺苷酸脱氨酶活性很高。因此，腺嘌呤的脱氨反应是在腺苷酸和腺苷的水平上进行的。其产物为次黄嘌呤核苷酸和次黄嘌呤核苷，再进一步分解生成次黄嘌呤。次黄嘌呤和黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶的作用下，氧化生成尿酸。不同动物嘌呤降解的产物不同：人类和其他灵长类动物的嘌呤代谢一般为尿酸；灵长类以外的哺乳动物可生成尿囊素；大多数鱼类则生成尿素；一些海洋无脊椎动物可生成氨；微生物能将嘌呤分解成氨、CO2 及一些有机酸，如甲酸、乙酸、乳酸等。 　　　　　　　鸟嘌呤+H2O　鸟嘌呤脱氨酶　　黄嘌呤＋NH3 次黄嘌呤+O2+H2O 黄嘌呤氧化酶 黄嘌呤＋H2O2 黄嘌呤 黄嘌呤氧化酶 尿酸 三、嘧啶的分解 如图6-12所示嘧啶的降解也是先脱氨基。由尿嘧啶分解生成的β-丙氨酸可用于合成辅酶A，也可经转氨反应生成甲酰乙酸，再转化成乙酸进入三羧酸循环或转化为脂肪酸。在生物体内嘧啶也和嘌呤一样，可进一步分解为更简单的含氮化合物。动物肝内含有可以、还原嘧啶的酶，以NADPH为辅酶；细菌内也有还原嘧啶的酶，不同的是以NADH为辅酶；此外在微生物体内还可以通过氧化进行分解。 胞嘧啶 尿嘧啶 二氢尿嘧啶 β-脲基丙酸 β-丙氨酸 胸腺嘧啶 二氢胸腺嘧啶 β-脲基异丁酸 β-氨基异丁酸 图6-12嘧啶的分解 基本知识点四：核苷酸的合成代谢 一、嘌呤核苷酸的合成 体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径：一是从头合成途径：利用磷酸、核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料合成嘌呤核苷酸的过程,是体内的主要合成途径；二是补救合成途径：利用体内游离嘌呤或嘌呤核苷，经简单反应过程生成嘌呤核苷酸的过程，在部分组织如脑、骨髓中只能通过此途径合成核苷酸。 (一)嘌呤核苷酸的从头合成 该途径中合成嘌呤的前身物为：氨基酸(甘氨酸、天门冬氨酸、谷氨酰胺)、CO2和一碳单位(N10甲酰FH4改为N10-甲酰FH4？请核对（上一次没有核对）：，N、N10－甲炔FH4)请核对，注意上下角标(N，N 改为N10-甲酰FH4？请核对（上一次没有核对）： 请核对，注意上下角标(N，N10?)（上一次没有核对）： 图6－13　嘌呤环合成的原料来源（李生其、尚宝来《动物生物化学》） 体内嘌呤核苷酸的合成并非先合成嘌呤碱基，然后再与核糖及磷酸结合，而是在磷酸核糖的基础上逐步合成嘌呤核苷酸。嘌呤核苷酸的从头合成主要在胞液中进行，可分为两个阶段：首先合成次黄嘌呤核苷酸(IMP)；然后通过不同途径分别生成AMP和GMP。 5-磷酸核糖+ATP 磷酸核糖焦磷酸激酶 5-磷酸核糖-1-磷酸（PRPP） 5-磷酸核糖-1-磷酸（PRPP）10步反应 IMP IMP腺苷酸代琥珀酸合成酶 腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶 AMP IMP IMP脱氢酶 XMP GMP合成酶 GMP (二)补救合成途径： 大多数细胞更新核酸(尤其是RNA)过程中，要分解核酸产生核苷和游离碱基。细胞利用游离碱基或核苷重新合成相应核苷酸的过程称为补救合成。由二种特异性不同的酶参与嘌呤核苷酸的补救合成,包括腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT），次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）。 A+PRPP腺嘌呤磷酸核糖转移酶 AMP+PPi G+PRPP次黄嘌呤－鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 GMP+PPi I+PRPP次黄嘌呤－鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 IMP+PPi 嘌呤核苷酸补救合成是一种次要途径。其生理意义在于一方面可节省能量及减少氨基酸的消耗。另一方面对某些缺乏主要合成途径的组织，如机体的白细胞和血小板、脑、骨髓、脾等，有重要的生理意义。 二、嘧啶核苷酸的合成代谢 嘧