Chapter33 核酸的降解和核苷
酸代谢
核酸代谢？
Catabolism of Nucleic acids ＆
Metabolism of Nucleotides
Chapter31 核酸的降解和核苷
酸代谢
一,核酸和核苷酸的分解代谢
（一）核酸的解聚作用
一、核酸和核苷酸的分解代谢
（一）核酸的解聚作用
什么是核酸内切酶 (endonuclease)？
凡能水解核酸分子内磷酸二酯键的酶叫核酸内切酶；
什么是核酸外切酶 (exonuclease)？
凡能从核酸链的一端逐个水解下核苷酸的酶称为核酸外切酶；
什么是限制性核酸内切酶？
在细菌内存在一类能识别并水解外源双链 DNA的核酸内切酶，
称为限制性核酸内切酶。
一、核酸和核苷酸的分解代谢
（一）核酸的解聚作用
两种需要掌握的非特异的磷酸二酯酶
蛇毒磷酸二酯酶：从游离的 3‘-羟基端逐个解下 5‘-核苷酸
牛脾磷酸二酯酶：从游离的 5‘-羟基端逐个解下 3‘-核苷酸
（二）核苷酸的降解
一、核酸和核苷酸的分解代谢
核苷酸在核苷酸酶作用下水解成核苷和磷酸，核苷在核苷
磷酸化酶 和 核苷水解酶（植物和微生物）进一步降解。
核苷＋磷酸 嘌呤碱或嘧啶碱＋戊糖 -1-磷酸
核苷＋ H2O 嘌呤碱或嘧啶碱＋戊糖
核苷磷酸化酶
核苷水解酶
一、核酸和核苷酸的分解代谢
（三） 嘌呤碱 的降解
（三） 嘌呤碱 的降解
嘌呤碱与其核苷和核苷酸
之间的相互转变的关系可
总结如图
一、核酸和核苷酸的分解代谢
（四） 嘧啶碱 的降解
嘧啶的分解过程，已知分解时环即被破坏，其 N原子可
变为尿素和 NH3，第二碳转变为 CO2。胞嘧啶不直接被动物
体利用，一部分从尿排出。嘧啶在哺乳动物肝脏内的分解过
程如下,
尿嘧啶及胸腺嘧啶的分解途径可表示如 下
一、核酸和核苷酸的分解代谢
（四） 嘧啶碱 的降解
一、核酸和核苷酸的分解代谢
（四） 嘧啶碱 的降解
有关嘧啶与其相应核苷和核苷酸之间的关系更可总结如图
二、核苷酸的生物合成
（一）嘌呤核糖核苷酸的合成
1、从头合成：以 CO2、甲酸盐,Gln,Asp和 Gly作为合成嘌
呤环的前体，从 5-磷酸核糖焦磷酸 (PRPP)开始，经 10步反应
生成次黄嘌呤（ IMP），再生成腺嘌呤核苷酸（ AMP）。
嘌呤环的元素来源
（ 391页）
二、核苷酸的生物合成
（一）嘌呤核糖核苷酸的合成
腺嘌呤
核苷酸
的生物
合成
2、补救途径 —— 当从头合成途径由于某种原因受阻时，就可
利用, 补救, 途径，即利用体内已有的嘌呤碱或嘌呤核苷合
成嘌呤核苷酸，这对生物体来说就更为经济。
意义：代谢再利用，减少代谢物阻遏和积累。
二、核苷酸的生物合成
（一）嘌呤核糖核苷酸的合成
1、从头合成：以 氨甲酰磷酸 和 Asp作为合成嘧啶环的前体，首
先合成嘧啶环，再与磷酸核糖结合成为乳清苷酸，然后生成尿
嘧啶核苷酸。其它嘧啶核苷酸则由尿嘧啶核苷酸转变而成。
二、核苷酸的生物合成
（二）嘧啶核糖核苷酸的合成
嘧啶环的元素来源
二、核苷酸的生物合成
（二）嘧啶核糖核苷酸的合成
胞苷酸的生物合成
① UMP→UDP→ UTP→CTP →CDP→CMP
UTP + Gln→ CTP + Glu + Pi
②胞嘧啶 → CMP
二、核苷酸的生物合成
（二）嘧啶核糖核苷酸的合成
2、补救途径
除了上面的从头合成途径外，还有利用体内已有的嘧
啶或嘧啶核苷来合成嘧啶核苷酸的补救途径。在嘧啶核苷
激酶作用下，外源性的或核苷酸代谢产生的嘧啶碱和核苷
可以通过下列途径合成嘧啶核苷酸。
意义：代谢再利用，减少代谢物阻遏和积累。
二、核苷酸的生物合成
（三）脱氧核糖核苷酸的合成
1、脱氧核苷酸的脱氧核糖残基的形成
不是以脱氧核糖为起始物进行合成，而是用还原方法使
相应核苷酸分子中的核糖脱氧转变为脱氧核苷酸。这种还原
反应通常发生在核苷二磷酸（ NDP）的水平上，体内的核苷
二磷酸可还原成脱氧核苷二磷酸，如下式所示。
2、脱氧胸苷酸（ dTMP）的生物合成
然界存在的胸苷酸皆是脱氧胸苷酸，代号为 dTMP，是
DNA的特殊核苷酸。
二、核苷酸的生物合成
（三）脱氧核糖核苷酸的合成
3、补救途径
胸腺嘧啶 → 脱氧胸苷（ dT） → dTMP
二、核苷酸的生物合成
（四） 核苷三磷酸的合成
在有 ATP存在时，通过有关的特异性激酶催化即可转变为
核苷三磷酸。例如脱氧胸苷（一磷）酸（ dTMP）通过一系列
激酶催化即逐步转变为 dTTP（ dTMP→dTDP→dTTP ），每一步
骤为一单独激酶所催化。
（五） 辅酶核苷酸的生物合成
3种 辅酶核苷酸 的生物合成 （以自学为主 401页）
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（ NAD和 NADP）；
异咯嗪核苷酸或称黄素核苷酸（ FMN和 FAD）；
辅酶 A（ CoA）
本章完
酸代谢
核酸代谢？
Catabolism of Nucleic acids ＆
Metabolism of Nucleotides
Chapter31 核酸的降解和核苷
酸代谢
一,核酸和核苷酸的分解代谢
（一）核酸的解聚作用
一、核酸和核苷酸的分解代谢
（一）核酸的解聚作用
什么是核酸内切酶 (endonuclease)？
凡能水解核酸分子内磷酸二酯键的酶叫核酸内切酶；
什么是核酸外切酶 (exonuclease)？
凡能从核酸链的一端逐个水解下核苷酸的酶称为核酸外切酶；
什么是限制性核酸内切酶？
在细菌内存在一类能识别并水解外源双链 DNA的核酸内切酶，
称为限制性核酸内切酶。
一、核酸和核苷酸的分解代谢
（一）核酸的解聚作用
两种需要掌握的非特异的磷酸二酯酶
蛇毒磷酸二酯酶：从游离的 3‘-羟基端逐个解下 5‘-核苷酸
牛脾磷酸二酯酶：从游离的 5‘-羟基端逐个解下 3‘-核苷酸
（二）核苷酸的降解
一、核酸和核苷酸的分解代谢
核苷酸在核苷酸酶作用下水解成核苷和磷酸，核苷在核苷
磷酸化酶 和 核苷水解酶（植物和微生物）进一步降解。
核苷＋磷酸 嘌呤碱或嘧啶碱＋戊糖 -1-磷酸
核苷＋ H2O 嘌呤碱或嘧啶碱＋戊糖
核苷磷酸化酶
核苷水解酶
一、核酸和核苷酸的分解代谢
（三） 嘌呤碱 的降解
（三） 嘌呤碱 的降解
嘌呤碱与其核苷和核苷酸
之间的相互转变的关系可
总结如图
一、核酸和核苷酸的分解代谢
（四） 嘧啶碱 的降解
嘧啶的分解过程，已知分解时环即被破坏，其 N原子可
变为尿素和 NH3，第二碳转变为 CO2。胞嘧啶不直接被动物
体利用，一部分从尿排出。嘧啶在哺乳动物肝脏内的分解过
程如下,
尿嘧啶及胸腺嘧啶的分解途径可表示如 下
一、核酸和核苷酸的分解代谢
（四） 嘧啶碱 的降解
一、核酸和核苷酸的分解代谢
（四） 嘧啶碱 的降解
有关嘧啶与其相应核苷和核苷酸之间的关系更可总结如图
二、核苷酸的生物合成
（一）嘌呤核糖核苷酸的合成
1、从头合成：以 CO2、甲酸盐,Gln,Asp和 Gly作为合成嘌
呤环的前体，从 5-磷酸核糖焦磷酸 (PRPP)开始，经 10步反应
生成次黄嘌呤（ IMP），再生成腺嘌呤核苷酸（ AMP）。
嘌呤环的元素来源
（ 391页）
二、核苷酸的生物合成
（一）嘌呤核糖核苷酸的合成
腺嘌呤
核苷酸
的生物
合成
2、补救途径 —— 当从头合成途径由于某种原因受阻时，就可
利用, 补救, 途径，即利用体内已有的嘌呤碱或嘌呤核苷合
成嘌呤核苷酸，这对生物体来说就更为经济。
意义：代谢再利用，减少代谢物阻遏和积累。
二、核苷酸的生物合成
（一）嘌呤核糖核苷酸的合成
1、从头合成：以 氨甲酰磷酸 和 Asp作为合成嘧啶环的前体，首
先合成嘧啶环，再与磷酸核糖结合成为乳清苷酸，然后生成尿
嘧啶核苷酸。其它嘧啶核苷酸则由尿嘧啶核苷酸转变而成。
二、核苷酸的生物合成
（二）嘧啶核糖核苷酸的合成
嘧啶环的元素来源
二、核苷酸的生物合成
（二）嘧啶核糖核苷酸的合成
胞苷酸的生物合成
① UMP→UDP→ UTP→CTP →CDP→CMP
UTP + Gln→ CTP + Glu + Pi
②胞嘧啶 → CMP
二、核苷酸的生物合成
（二）嘧啶核糖核苷酸的合成
2、补救途径
除了上面的从头合成途径外，还有利用体内已有的嘧
啶或嘧啶核苷来合成嘧啶核苷酸的补救途径。在嘧啶核苷
激酶作用下，外源性的或核苷酸代谢产生的嘧啶碱和核苷
可以通过下列途径合成嘧啶核苷酸。
意义：代谢再利用，减少代谢物阻遏和积累。
二、核苷酸的生物合成
（三）脱氧核糖核苷酸的合成
1、脱氧核苷酸的脱氧核糖残基的形成
不是以脱氧核糖为起始物进行合成，而是用还原方法使
相应核苷酸分子中的核糖脱氧转变为脱氧核苷酸。这种还原
反应通常发生在核苷二磷酸（ NDP）的水平上，体内的核苷
二磷酸可还原成脱氧核苷二磷酸，如下式所示。
2、脱氧胸苷酸（ dTMP）的生物合成
然界存在的胸苷酸皆是脱氧胸苷酸，代号为 dTMP，是
DNA的特殊核苷酸。
二、核苷酸的生物合成
（三）脱氧核糖核苷酸的合成
3、补救途径
胸腺嘧啶 → 脱氧胸苷（ dT） → dTMP
二、核苷酸的生物合成
（四） 核苷三磷酸的合成
在有 ATP存在时，通过有关的特异性激酶催化即可转变为
核苷三磷酸。例如脱氧胸苷（一磷）酸（ dTMP）通过一系列
激酶催化即逐步转变为 dTTP（ dTMP→dTDP→dTTP ），每一步
骤为一单独激酶所催化。
（五） 辅酶核苷酸的生物合成
3种 辅酶核苷酸 的生物合成 （以自学为主 401页）
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（ NAD和 NADP）；
异咯嗪核苷酸或称黄素核苷酸（ FMN和 FAD）；
辅酶 A（ CoA）
本章完
