1、第十章第十章 氨基酸與核苷酸代謝氨基酸與核苷酸代謝本章內容氨基酸代謝核苷酸代謝蛋白質是表達生物遺傳信息、體現生命特征最重要的物質基礎。蛋白質是表達生物遺傳信息、體現生命特征最重要的物質基礎。蛋白質的功能是維持組織細胞的生長、更新、修補，參與催化、蛋白質的功能是維持組織細胞的生長、更新、修補，參與催化、運輸、代謝調節，氧化供能，運輸、代謝調節，氧化供能，每克蛋白質氧化可釋放每克蛋白質氧化可釋放17 17 kJkJ能量，成人每日約有能量，成人每日約有18%18%的能量從蛋白質獲得。的能量從蛋白質獲得。氮平衡氮平衡狀態狀態進、出氮進、出氮情況情況常見人群常見人群氮的總氮的總平衡平衡攝入氮攝入氮=排排

2、出氮出氮健康成年人健康成年人氮的正氮的正平衡平衡攝入氮攝入氮排出氮排出氮兒童、青春期青少年、孕婦及恢兒童、青春期青少年、孕婦及恢復期病人復期病人氮的負氮的負平衡平衡攝入氮攝入氮排出氮排出氮長期饑餓、消耗性疾病患者長期饑餓、消耗性疾病患者蛋白質的消化蛋白質的消化 胃蛋白酶胃蛋白酶 胰液中的蛋白酶：胰液中的蛋白酶：對肽鍵有一定的專一性對肽鍵有一定的專一性內肽酶：胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶內肽酶：胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶外肽酶：羧基肽酶外肽酶：羧基肽酶A和羧基肽酶和羧基肽酶B 小腸粘膜細胞中的氨基肽酶和二肽酶（寡肽酶）。小腸粘膜細胞中的氨基肽酶和二肽酶（寡肽酶）。氨基肽酶氨基肽酶內肽酶內肽

3、酶羧基肽酶羧基肽酶氨基酸氨基酸 +氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶蛋白水解酶作用示意圖蛋白水解酶作用示意圖第一節第一節 氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝 氨基酸代謝庫脫氨基作用脫羧基作用NH3 -酮酸酮體氧化供能糖尿素肝胺類CO2轉變其他含氮化合物消化吸收分解合成食物蛋白質組織蛋白質 體內合成的非必需氨基酸合成組織蛋白合成組織蛋白氨基酸主要通過三種方式脫氨基，即氨基酸主要通過三種方式脫氨基，即氧化氧化脫氨基脫氨基，聯合脫氨基聯合脫氨基和和轉氨基，轉氨基，其中以聯其中以聯合脫氨基作用最為重要。合脫氨基作用最為重要。（一）、氨基酸的脫氨基作用（一）、氨基酸的脫氨基作用 1、轉氨基作用：在轉氨酶的作用下，、

4、轉氨基作用：在轉氨酶的作用下， -氨基酸氨基酸的氨基轉移到的氨基轉移到 -酮酸的酮酸的 -碳上，生成相應的氨碳上，生成相應的氨基酸，而原來的氨基酸則轉變成基酸，而原來的氨基酸則轉變成 -酮酸。酮酸。 CHNH2R1COOHCR2COOHOCR1COOHOCHNH2R2COOH+轉氨酶 特點：特點： 反應可逆。反應可逆。體內除體內除LysLys、ProPro和羥脯氨酸和羥脯氨酸外，大多數外，大多數氨基酸都可進行轉氨基作用。轉氨基作用并未產生游離的氨。氨基酸都可進行轉氨基作用。轉氨基作用并未產生游離的氨。轉氨酶均以轉氨酶均以磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛為輔酶。磷酸吡哆醛是為輔酶。磷酸吡哆醛是VB6VB6的

5、衍生物。的衍生物。反應中起傳遞氨基的作用。反應中起傳遞氨基的作用。 體內重要的轉氨酶體內重要的轉氨酶丙氨酸氨基轉移酶（丙氨酸氨基轉移酶（ALTALT或或, GPT, GPT）：）：肝肝中活性最高。中活性最高。天冬氨酸氨基轉移酶（天冬氨酸氨基轉移酶（ASTAST或或GOTGOT）：）：心肌心肌中活性最高。中活性最高。 正常人各組織正常人各組織ALT及及AST活性活性 (單位單位/克濕組織克濕組織)組織組織(GOT)(GPT) 心心1560007100肝骼肌骨骼肌990004800腎腎9100019000胰腺胰腺脾脾肺肺血清血清2800020001400012001000

6、07002016ALTAST組織組織(GOT)(GPT) ALTAST Ala-酮戊二酸-酮戊二酸丙酮酸GluALT草酰乙酸AspGluAST2 2、氧化脫氨基作用、氧化脫氨基作用 NAD +L-谷氨酸脫氫酶NADH+H +ATP、GTPADP、GDP -酮戊二酸L-谷氨酸CCH2CH2CCOOHOOHOCHNH2CH2CH2CCOOHOOHCCH2CH2CCOOHOOHNH+H2O-H2O+ NH3(NADP+) (NADPH+H +)指在氨基酸氧化酶作用下，氨基酸脫氫并脫去氨基的過程。體內催化氧化脫氨基的酶中以L-谷氨酸脫氫酶最重要。3、聯合脫氨基作用、聯合脫氨基作用 在轉氨酶和谷氨酸脫氫

7、酶的聯合作用下，在轉氨酶和谷氨酸脫氫酶的聯合作用下，使各種氨基酸脫下氨基的過程。使各種氨基酸脫下氨基的過程。 它是體內各種氨基酸脫氨基的主要形式。它是體內各種氨基酸脫氨基的主要形式。其逆反應也是體內生成非必需氨基酸的途其逆反應也是體內生成非必需氨基酸的途徑。主要在肝、腎組織進行。徑。主要在肝、腎組織進行。+ H2OL-谷氨酸脫氫酶+ NH3-氨基酸 -酮戊二酸L-谷氨酸轉氨酶 -酮酸NAD+H2N CHRCOOHCRCOOHONADH + H+CCH2CH2CCOOHOOHOH2N CHCH2H2CCCOOHOOH（二）氨基酸的（二）氨基酸的 脫羧基作用脫羧基作用GluGlu - -氨基丁酸氨

8、基丁酸 + CO+ CO2 2 ( (抑制抑制中樞神經傳導中樞神經傳導) )Asp -Ala + COAsp -Ala + CO2 2 ( (泛酸組分泛酸組分) )His His 組胺組胺 COCO2 2 ( (降低血壓降低血壓) )Tyr Tyr 酪胺酪胺 COCO2 2 ( (升高血壓升高血壓) )CysCys 巰基乙胺巰基乙胺 COCO2 2 (CoA(CoA組分組分) )Lys Lys 尸胺尸胺 + CO+ CO2 2 ( (促進細胞增殖促進細胞增殖) )Org Org 腐胺腐胺 + CO+ CO2 2 ( (促進細胞增殖促進細胞增殖) )常見氨基酸脫羧基作用轉換常見氨基酸脫羧基作用轉

9、換1 1、氨的來源去路、氨的來源去路血氨氨基酸脫氨基腸道吸收氨腎臟泌氨合成尿素合成Gln合成氨基酸及其它含氮物（三）氨基酸分解產物的去路（三）氨基酸分解產物的去路體內氨的來源體內氨的來源（1）. 氨基酸脫氨基作用：是主要來源。氨基酸脫氨基作用：是主要來源。（2）. 腸道吸收的氨：腸道吸收的氨：4g/日日蛋白質的腐敗作用蛋白質的腐敗作用（氨基酸被腸道細菌分解產生氨）（氨基酸被腸道細菌分解產生氨）腸道尿素的水解腸道尿素的水解（尿素經腸道細菌尿素酶水解產生氨）（尿素經腸道細菌尿素酶水解產生氨）尿素腸菌尿素酶2NH3 + CO2H2O 腸道對氨的吸收與腸道腸道對氨的吸收與腸道pH有關：有關：NH4+N

10、H3H+OH- -排出入血（3 3）. . 腎小管上皮細胞泌氨腎小管上皮細胞泌氨 GlnGlu谷氨酰胺酶H2ONH3堿酸入血NH4+隨尿排出CHNH2COOHCH2CH2COOHCHNH2COOHCH2CH2CONH2 是是肌肉與肝肌肉與肝之間氨的轉運形式。之間氨的轉運形式。 意義：既使肌肉中的氨以無毒的意義：既使肌肉中的氨以無毒的Ala形式運到肝，形式運到肝，肝又為肌肉提供生成丙酮酸的葡萄糖。肝又為肌肉提供生成丙酮酸的葡萄糖。+ H2ONADH + H+ NH3氨基酸-酮戊 二酸谷氨酸-酮酸NAD+丙酮酸AlaAlaAlaG丙酮酸GG-酮戊 二酸谷氨酸尿素肌肉血液肝丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循環葡

11、萄糖循環丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖糖 肌肉肌肉蛋白質蛋白質氨基酸氨基酸NH3谷氨酸谷氨酸-酮戊酮戊 二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖酵解途徑糖酵解途徑肌肉肌肉丙丙氨氨酸酸血液血液丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NH3尿素尿素尿素循環尿素循環糖糖異異生生肝肝丙氨酸丙氨酸- -葡萄糖循環葡萄糖循環葡葡萄萄糖糖氨的排泄去路氨的排泄去路氨的去路：鳥氨酸循環-尿素的生成1.生成部位（1） 主要是在肝細胞的線粒體及胞液中進行，腎和腦中也可合成極少量的尿素。切除動物肝，動物的血、尿中幾乎檢測不到尿素。（2）尿素生成的過程由Krebs和Henseleit 于1932年提出，稱為鳥氨酸循環(

12、orinithine cycle)，又稱尿素循環或Krebs- Henseleit循環。 鳥氨酸循環是體內解除氨毒的主要方式。也是體內氨的最主要去路。 尿素NH3 + CO2H2ONH3鳥氨酸瓜氨酸精氨酸H2OH2O精氨酸酶線粒體胞液Krebs-Henseleit實驗：實驗：大鼠肝切片與大鼠肝切片與NHNH4 4+ +保溫數小時，保溫數小時，NHNH4 4+ +，尿素，尿素；加入鳥氨酸、瓜氨酸和加入鳥氨酸、瓜氨酸和ArgArg后，尿素后，尿素；上述三種氨基酸結構上彼此相關；上述三種氨基酸結構上彼此相關；早已證實肝中有精氨酸酶。早已證實肝中有精氨酸酶。(1) 氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成

13、 CO2 + NH3 + H2O + 2ATP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（N-乙酰谷氨酸，乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO PO32-+ 2ADP + Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸反應在線粒體中進行。反應在線粒體中進行。氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶(carbamoyl phosphate synthetase, CPS-)催化的反應為不可逆反催化的反應為不可逆反應。應。N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA)為其激活劑，反應消為其激活劑，反應消耗耗2分子分子ATP。鳥氨酸循環的詳細步驟鳥氨酸循環的詳細步驟(2)瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成鳥氨酸氨基甲酰轉移酶鳥氨酸氨基甲酰轉移酶H3P

14、O4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸由鳥氨酸氨基甲酰轉移酶由鳥氨酸氨基甲酰轉移酶(ornithine carbamoyl transferase,OCT)催化，催化，OCT常與常與CPS-構成復合體，構成復合體，為不可逆反應。為不可逆反應。反應在線粒體中進行，瓜氨酸生成后進入反應在線粒體中進行，瓜氨酸生成后進入胞液胞液。NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3NH2(CH2)3CHCOOHNH2NH2(CH2)3CHCOOHNH2鳥鳥氨氨酸酸NH2COOPO32-NH2COOPO32-(3)精氨酸的合成精氨酸的合成 反應在胞液中進行。反應在胞液中進行。 精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥

15、珀酸合成酶是限速酶。是限速酶。 此反應消耗此反應消耗1分子分子ATP，2個高能鍵能量。個高能鍵能量。 精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiMg2+天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHCOOHCHH2NCH2COOHNHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3此反應在胞液中進行，由精氨酸代琥珀酸裂解酶催化。此反應在胞液中進行，由精氨酸代琥珀酸裂解酶催化。精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸COOHCHCHHOOC+NH(CH

16、2)3CHCOOHNH2NH2CNHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH(4)精氨酸水解生成尿素精氨酸水解生成尿素 反應在胞液中進行。反應在胞液中進行。 精氨酸酶為肝中特有的酶。精氨酸酶為肝中特有的酶。尿素尿素鳥氨酸鳥氨酸精氨酸精氨酸C(CH2)3COOHNH2CHNHNH2NH精氨酸酶精氨酸酶CNH2NH2O+(CH2)3COOHNH2CHNH2H2O(1) -(1) -酮酸經氨基化生成非必需氨基酸。酮酸經氨基化生成非必需氨基酸。(3) -(3) -酮酸轉變成糖及脂類。酮酸轉變成糖及脂類。

17、(2) -(2) -酮酸可通過酮酸可通過TCATCA循環和氧化磷酸化徹循環和氧化磷酸化徹 底氧化為底氧化為H H2 2O O和和COCO2 2，生成，生成ATPATP。甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰

18、胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸類別類別生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨

19、酸、色氨酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸生糖及生酮氨基酸生糖及生酮氨基酸2 2、 - -酮酸的代謝去路酮酸的代謝去路 琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸檸檬酸檸檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸絲氨酸絲

20、氨酸蘇氨酸蘇氨酸色氨酸色氨酸異亮氨酸異亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸異亮氨酸異亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸絲氨酸絲氨酸 蘇氨酸蘇氨酸 纈氨酸纈氨酸酮體酮體亮氨酸亮氨酸 賴氨酸賴氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺組氨酸組氨酸 纈氨酸纈氨酸CO2CO2二、氨基酸的合成二、氨基酸的合成T C A有C架（ -酮酸）有AA提供氨基(最主要為谷AA，領頭AA)氨基酸合成的共性 包括：丙(Ala)、纈(Val)、亮(Leu)共同碳架：EMP中的丙酮酸 COOH CH3 C=O-CH2-COOHCH2

21、-CHNH2COOH- - COOH CH3 CHNH2-CH2-COOHCH2-C=OCOOH- -谷丙轉氨酶+丙酮酸谷AA 丙AA -酮戊二酸 1、 丙氨酸族氨基酸的合成(GPT)2丙酮酸-酮異戊酸 縮合CO2轉氨基纈氨酸-酮異己酸 亮氨酸轉氨基-CH3C=OCOO-CH2-CH3CH3-CH-C=OCOOH- -CH3-CH-酮異戊酸 丙氨酸族其它氨基酸的合成 包括：絲(Ser)、甘(Gly)、半胱(Cys)甘AA碳架：光呼吸乙醇酸途徑中的乙醛酸CH2-COOHCH2-CHNH2COOH- COOH CHO-+ COOH CH2NH2-CH2-COOHCH2-C=OCOOH- -+-酮戊

22、二酸 甘AA 谷AA 乙醛酸 2、絲氨酸族氨基酸的合成 三種氨基酸的關系乙醛酸甘AA絲AA半胱AA3-磷酸甘油酸絲氨酸半胱氨酸的合成途徑（植物或微生物中） COOH CH2NH2- COOH CH2OH CHNH2-+NH3+CO2 +2H+ + 2e-2H2O 絲AA 甘AA 包括：天冬AA(Asp)、天冬酰胺(Asn)、賴(Lys)、蘇(Thr)、甲硫(Met)、異亮(Ile)共同碳架：TCA中的草酰乙酸CH2-COO-C=OCOO-CH2-COO-CH2-CHNH2COO-CH2-COO-CHNH2COO-CH2-COO-CH2-C=OCOO-+轉氨天冬AA3、 天冬氨酸族氨基酸的合成（

23、植，細)動物天冬酰胺合酶Mg2+Asp+NH3 + ATPAsn+H2O + AMP+PPiMg2+Asp+Gln+ATPAsn+Glu+AMP+PPiCH2-COOHCHNH2COOH-ATPADP天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶CH2-C-O-P=OCHNH2COOH-O=OHOHNADPH+H+NADP+天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶天冬氨酰磷酸天冬氨酰磷酸CH2-CHOCHNH2COOH-天冬氨酸半醛天冬氨酸半醛L-高絲氨酸高絲氨酸甲硫氨酸蘇氨酸異亮氨酸（4個C來自Asp,2個C來自丙酮酸）,-二氨基庚二酸二氨基庚二酸賴氨酸CO2天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸族其它氨基酸的合成草酰乙酸賴氨酸蘇氨酸甲硫氨酸

24、異亮氨酸天冬酰胺天冬氨酸-天冬氨酸半醛幾種氨基酸的關系包括：谷AA(Glu)、谷氨酰胺(Gln)、脯(Pro)、羥脯(Hyp)、精(Arg)共同碳架：TCA中的-酮戊二酸 -酮戊二酸 Glu 為還原同化作用 +NH3 +NADH+NAD+ +H2O谷AA 脫H酶 （動物和真菌，不普遍）谷氨酰胺+ -酮戊二酸2谷AA（普遍） -酮戊二酸谷AA +NH3 +ATP谷氨酰胺+ADP+Pi+H2O 合酶 Glu合酶NADPH+H+ NADP+4、谷氨酸族氨基酸的合成由谷AA 脯AACH2-COOHCH2-CHNH2COOH-CH2-COOHCH2-CHNH2CHO-NAD(P)H NAD(P)+ATP

25、ADPMg2+H2CCH2HCNCHCOOH NADHNAD+H2CCH2H2CNHCHCOOH1/2O2 CCH2H2CNHCHCOOHHHO(谷AA)(谷氨酰半醛)(-二氫吡咯-5-羧酸)(脯AA)(羥脯AA)-酮戊二酸谷AA谷氨酰胺脯AA 羥脯AA鳥AA瓜AA精AA幾種氨基酸的關系5、組氨酸族和芳香族氨基酸的合成包括：組AA(His)、色AA(Trp)、酪AA(Tyr)、苯丙AA(Phe)組AA族碳架：PPP中的磷酸核糖芳香族AA碳架：4-磷酸-赤蘚糖(PPP)和PEP(EMP)CH2HCCCH-NH2COOH-NHCHN來自核糖來自谷氨酰胺的酰胺基從谷氨酸經轉氨作用而來來自ATP芳香族

26、氨基酸的關系色氨酸 PEP4-磷酸赤蘚糖莽草酸分支酸預苯酸酪氨酸苯丙氨酸 若將莽草酸看作芳香族氨基酸合成的前體，因此芳香族氨基酸合成時相同的一段過程叫莽草酸途徑 兒茶酚胺兒茶酚胺(catecholamine)與黑色素與黑色素(melanin)的合成的合成白化病白化病腦細胞和腎上腺髓質細胞腦細胞和腎上腺髓質細胞黑色素細胞黑色素細胞3,4-二羥苯丙氨酸二羥苯丙氨酸(多巴多巴)多巴醌多巴醌酪氨酸酶酪氨酸酶吲哚醌吲哚醌黑色素黑色素多巴脫羧酶多巴脫羧酶CO23,4-二羥苯乙胺二羥苯乙胺(多巴胺多巴胺) -羥化酶羥化酶VitCO2H2O去甲腎上腺素去甲腎上腺素SAMS-腺苷同型半胱氨酸腺苷同型半胱氨酸轉甲

27、基酶轉甲基酶腎上腺素腎上腺素兒茶酚胺兒茶酚胺第二節第二節 核苷酸核苷酸代謝代謝一、 核酸的酶促降解2 2、核酸酶：、核酸酶： （1 1）. .按底物分：按底物分： 核糖核酸酶（核糖核酸酶（RNaseRNase）：酶穩定、耐高溫，：酶穩定、耐高溫， RNARNA； 脫氧核糖核酸酶（脫氧核糖核酸酶（DNaseDNase）：種類多、工具酶，：種類多、工具酶，DNADNA； 非特異性核糖核酸酶非特異性核糖核酸酶：有的酶可作用于：有的酶可作用于DNADNA和和RNARNA 1 1、降解方式、降解方式 核酸酶核酸酶 核酸核酸+ +水水 核苷酸核苷酸 33，5-5-磷酸二酯鍵水解磷酸二酯鍵水解 核酸水解核酸

28、水解：DNA DNA 穩定，耐酸堿；穩定，耐酸堿；RNARNA易在堿中水解易在堿中水解（2）.按作用方式分：核酸外切酶：從核酸鏈的一端逐個水解下核苷酸的酶。（非特異性） 外切核酸酶對核酸的水解位點外切核酸酶對核酸的水解位點5 p p p pOHB p p p p3 BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶（ 5 5 端外切端外切5 5得得3 3）蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶（ 3 3 端外切端外切3 3得得5 5）核酸內切酶：水解水解DNADNA或或RNARNA分子內的磷酸二酯鍵分子內的磷酸二酯鍵的酶（特異性強）。的酶（特異性強）。5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACU

29、 p p pGA3 RNAase IRNAase IRNAase T1RNAase T1PyPy嘧啶 PuPu嘌呤RNAaseRNAase I I作用于作用于嘧啶與嘌呤、嘧啶與嘧啶間的二酯鍵 RNAaseRNAase T1 T1作用于作用于嘌呤與嘌呤間的二酯鍵 內切核酸酶對內切核酸酶對RNARNA的水解位點示意圖的水解位點示意圖（3）限制性核酸內切酶 能夠識別雙鏈DNA分子中特定的核苷酸序列，并在特定位點切割DNA雙鏈的核酸內切酶統稱為限制性核酸內切酶。特性特性型型型型型型功能功能限制、修飾限制、修飾限制限制限制、修飾限制、修飾蛋白質結構蛋白質結構3 3種不同亞基種不同亞基單一成分單一成分2

30、2種不同亞基種不同亞基所需輔助因所需輔助因子子ATP, MgATP, Mg2+2+, SAM, SAMMgMg2+2+ATP, MgATP, Mg2+2+, , SAMSAM識別序列識別序列EcoEcoB B: : TGA(N)TGA(N)8 8TGCTTGCT4-8bp,4-8bp,旋轉對旋轉對稱稱EcoEcoPIPI: AGACC: AGACC切割位點切割位點距識別位點至少距識別位點至少1000kb1000kb處隨機切處隨機切割割在識別序列內在識別序列內（或附近）（或附近）距識別位點距識別位點3 3- -端端2426bp2426bp處處 磷酸解磷酸解 水解水解 核苷核苷 + H2O 核苷水

31、解酶核苷水解酶堿基堿基+核糖核糖 核苷核苷 + Pi 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶堿基堿基 + 核糖核糖-1-P1 1、核苷酸的分解、核苷酸的分解二、 核苷酸的分解代謝核苷酸核苷酸核苷酸酶核苷酸酶核苷核苷 + Pi+ Pi2 2、核苷的分解、核苷的分解腺嘌呤腺嘌呤次黃苷次黃苷脫氨酶脫氨酶次黃嘌呤次黃嘌呤核苷酶核苷酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤黃嘌呤黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶核苷酶核苷酶脫氨酶脫氨酶核苷酸酶核苷酸酶鳥苷鳥苷鳥嘌呤鳥嘌呤3 3、 嘌呤的分解代謝嘌呤的分解代謝不同種類的生物分解嘌不同種類的生物分解嘌呤的能力不同，產物也呤的能力不同，產物也不同。不同。人、靈長類、鳥人、靈長類、鳥類、某些爬

32、蟲類將嘌呤類、某些爬蟲類將嘌呤分解成分解成尿酸尿酸，其他生物，其他生物還可將尿酸進一步分解還可將尿酸進一步分解成成尿囊素尿囊素、尿囊酸尿囊酸、尿尿素素、甚至、甚至COCO2 2、NHNH3 3。核酸中的嘌呤主要是核酸中的嘌呤主要是AdeAde、GuaGua首先脫氨，分首先脫氨，分別生成次黃嘌呤和黃嘌別生成次黃嘌呤和黃嘌呤，再進一步代謝生成呤，再進一步代謝生成尿酸。尿酸。尿酸尿酸氧化酶尿囊素尿囊素酶尿囊酸尿囊酸酶尿素酶乙醛酸乙醛酸靈長類鳥類爬蟲類昆蟲硬骨魚兩棲類軟骨魚海洋瓣腮類甲殼類靈長類外的哺乳類尿酸過多導致痛風高尿酸血癥高尿酸血癥是痛風的前奏是痛風的前奏曲，喜歡吃肉喝酒的患者，曲，喜歡吃肉喝

33、酒的患者，必須多加節制。否則，痛必須多加節制。否則，痛風發作時，拇趾、足背、風發作時，拇趾、足背、足跟、踝、指、腕等小關足跟、踝、指、腕等小關節都有可能紅腫劇痛，反節都有可能紅腫劇痛，反復發作，關節畸形，形成復發作，關節畸形，形成痛風石痛風石。 血液中的尿酸濃度過高，血液中的尿酸濃度過高，形成尿酸結晶沉積在組織形成尿酸結晶沉積在組織中。如沉積在關節就會引中。如沉積在關節就會引起起關節炎關節炎，沉積在腎臟就，沉積在腎臟就會導致會導致腎結石腎結石。痛風多發。痛風多發生于中老年人、肥胖者和生于中老年人、肥胖者和腦力勞動者。腦力勞動者。結構與次黃嘌呤很結構與次黃嘌呤很相似相似的的別嘌呤醇別嘌呤醇（al

34、lopurinol）對）對黃黃嘌呤氧化酶嘌呤氧化酶有很強的抑制作用（競爭性抑制），可用有很強的抑制作用（競爭性抑制），可用來治療痛風。來治療痛風。 別嘌呤醇別嘌呤醇次黃嘌呤次黃嘌呤痛風癥痛風癥 - 血中尿酸血中尿酸8mg RNA：Cyt、Ura 4、嘧啶堿的分解代謝胞嘧啶胞嘧啶尿嘧啶尿嘧啶CO2DNA：Thy 胸腺嘧啶胸腺嘧啶-氨基異丁酸氨基異丁酸CO2乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛（e.g 葡萄糖）葡萄糖）脂肪酸脂肪酸單糖單糖甘油甘油核苷酸核苷酸氨基酸氨基酸糖類糖類脂肪脂肪蛋白質蛋白質核酸核酸NADH+H+,FADH2電子傳遞鏈電子傳遞鏈氧化磷酸化氧化磷酸化NAD+,FA

35、DCO2H2OO2ADPATP分解合成分解合成糖類，脂類糖類，脂類糖類糖類氨基酸氨基酸？三、核酸的生物合成三、核酸的生物合成 從頭合成途徑（從頭合成途徑（denovodenovo synthesis synthesis） ：用氨：用氨基酸、一碳單位、二氧化碳和磷酸核糖等簡單物質基酸、一碳單位、二氧化碳和磷酸核糖等簡單物質原料，經一系列酶促反應，合成嘌呤（或嘧啶）核原料，經一系列酶促反應，合成嘌呤（或嘧啶）核苷酸的途徑。苷酸的途徑。 補救合成途徑（補救合成途徑（salvage synthesissalvage synthesis）：用現：用現成嘌呤（或嘧啶）作原料，經過簡單反應過程，合成嘌呤（或嘧啶）作原料，經過簡單反應過程，合成核苷酸的途徑。成核苷酸的途徑。核苷酸合成的兩條途徑核糖、氨基酸、核糖、氨基酸、CO2CO2、NH3NH3核糖核苷酸核糖核苷酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸輔酶輔酶RNARNA核苷核苷堿基堿基脫氧核苷脫氧核苷DNADNA嘌呤、