核苷酸的生物学功能
- 作为核酸合成的原料
- 体内能量利用形式
- 参与代谢和生理调节
- 组成辅酶
- 活化中间代谢
核苷酸可由核酸酶水解核酸生成
核酸酶
- 依据底物不同分类
- DNA酶(deoxyribonuclease, DNase):专一降解DNA的酶。
- RNA酶 (ribonuclease, RNase):专一降解RNA的酶。
- 依据对底物作用方式不同
- 核酸内切酶:在DNA或RNA分子内部切断磷酸二酯键。限制性核酸内切酶,通常作用于有回文结构
- 核酸外切酶:水解核酸分子链末端的磷酸二酯键,有5´→3´或3´→5´核酸外切酶。
核酸酶的功能
- 参与DNA的合成、修复以及RNA合成后的剪接
- 清除多余的、结构和功能异常的核酸,以及外源性核酸
- 降解食物中的核酸
- 体外重组DNA技术中的重要工具酶
核酸的消化吸收
嘌呤核苷酸的合成与代谢
嘌呤核苷酸的结构
嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两条途径
- 从头合成途径(De novo synthesis)
- 利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料,经过一系列酶促反应,合成嘌呤核苷酸,称为从头合成途径。
- 补救合成途径(salvage pathway)
- 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过简单的反应过程,合成嘌呤核苷酸,称为补救合成途径。
嘌呤核苷酸的从头合成
- 从头合成除某些细菌外,几乎所有生物体都能合成嘌呤碱
- 哺乳动物从头合成部位:肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官,其次是小肠和胸腺,而脑、骨髓则只能进行补救合成
嘌呤碱合成的元素来源
嘌呤核苷酸的合成过程
IMP:次黄嘌呤核苷酸
关键酶:PRPP合成酶,酰胺转移酶
IMP也可称为肌苷酸,XMP黄嘌呤核苷酸
Asp(天冬氨酸)-A:为AMP的氨基提供单位
Gln(谷氨酰胺)-G:为GMP的氨基提供单位
特点
- 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。
- IMP的合成需5个ATP,6个高能磷酸键。AMP或GMP的合成又需1个GTP或ATP。
嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
嘧啶核苷酸的合成也有从头合成与补救合成两条途径
嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单
合成部位:主要是肝细胞胞液
- 合成原料:谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸
天冬氨酸右边站,谷酰直往左上站,剩余废物二氧化碳
- 嘧啶环先独立合成,然后转移到PRPP(类似于补救措施)
先合成UMP