核苷酸代谢讲义

1 第十章 核酸代谢 要求掌握：遗传信息传递的中心法则，原核细胞DNA 复制及RNA 转录的酶、有关概念和基本过程。熟悉：DNA 半保留复制的实验证据；逆转录酶活性和逆转录的应用。了解：核苷酸分解代谢的终产物、生物合成的方式。原核生物与真核生物复制、转录的区别。 重点内容：遗传信息传递的中心法则，原核细胞DNA 半保留复制，RNA转录。 难点内容：DNA 复制的过程，原核生物 RNA 转录的相关概念 。 第一节 核苷酸的代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢 体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径。第一，由简单的化合物合成嘌呤环的途径，称从头合成（de novo synthesis）途径。第二，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（或重新利用）（salvage pathway）途径。肝细胞及多数细胞以从头合成为主，而脑组织和骨髓则以补救合成为主。 （一）嘌呤核苷酸的从头合成 (1) 原料 核素示踪实验证明嘌呤环是由一些简单化合物合成的，如图 10-1 所示，甘氨酸提供 C-4、C-5 及N-7；谷氨酰胺提供 N-3、N-9; N10-甲酰四氢叶酸提供 C-2, N5，N10-甲炔四氢叶酸提供 C-8;CO2 提供 C-6。 磷酸戊糖则来自糖的磷酸戊糖旁路，当活化为 5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）后, 可以接受碱基成为核苷酸。其活化的反应式如下。 （2）过程 合成的主要特点是在磷酸核糖的基础上把一些简单的原料逐步接上去而成嘌呤环。而且首先合成的是次黄嘌呤核苷酸(IMP)，由后者再转变为腺嘌呤核苷酸(AMP)和鸟嘌呤核苷酸(GMP) 1. IMP 的合成 2.AMP 和 GMP 的合成 需要说明的是，AMP 和 GMP 是不能直接转换的，但 AMP 可在腺苷 2 酸脱氨酶催化下脱去氨基，生成IMP，然后再利用IMP 合成GMP。 作为核酸合成的底物是核苷三磷酸的形式，通过激酶的作用及ATP 供能，AMP 和GMP 可转变成ATP 及GTP。 （二）嘌呤核苷酸的补救合成 虽然从头合成途径是嘌呤核苷酸的主要合成途径，但嘌呤核苷酸从头合成酶系在哺乳动物的某些组织(脑、骨髓)中不存在，细胞只能直接利用细胞内或饮食中核酸分解代谢产生的嘌呤碱或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸，称为补救合成。补救合成的过程比从头合成简单得多，消耗 ATP少，且可节省一些氨基酸的消耗。有两种酶参与补救合成，腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adenine phosphoribosy l transferase,APRT)和次黄嘌呤－鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hy pox anthine-gu anine phosphoribosy ...