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

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嘌呤核苷酸的合成与代谢

嘌呤核苷酸的结构

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母核相通,侧链不同

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

竹竿立中央,谷子地上长,二氧化碳天上飘,一碳在两旁
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嘌呤核苷酸的合成过程

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IMP:次黄嘌呤核苷酸
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关键酶:PRPP合成酶,酰胺转移酶
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IMP也可称为肌苷酸,XMP黄嘌呤核苷酸
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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。


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    6-MP:6-硫基嘌呤
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    嘧啶核苷酸的合成与分解代谢

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    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

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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


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