Page 211 - 第九版生物化学

核昔酸代谢

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核昔酸是核酸的基本结构单位 。 核昔酸在体内分布广泛，发挥多种重要的生物学功能 。 人体内

的核昔酸主要由自身合成，因此不属于营养必需物质 。 核昔酸可由核酸酶水解产生或通过利用体内

原料合成 。 本章主要从代谢角度介绍人体细胞利用各种原料合成噤呤和啼唗核昔酸的过程 ， 以及噤

呤和啼唗核昔酸的分解代谢过程 。 其分解及合成过程异常与某些疾病的发生及治疗密切相关，一些

嗦呤、啥唗、氨基酸或叶酸类似物可通过竞争性机制抑制核昔酸的合成，称为抗代谢物，在肿瘤的治疗

中发挥重要作用 。

第一节 核昔酸代谢概述

核甘酸在细胞中主要以 5'-核背酸形式存在，其中 5'-ATP 含量最多 。 通常情况下，细胞中核昔酸
的浓度远远超过脱氧核昔酸，前者约在毫摩尔 (mmol) 范围，而后者只在微摩尔 (μmol) 水平 。 在细胞
分裂周期中，细胞内脱氧核昔酸含 量 波动范围较大，核昔酸浓度则相对稳定 。 不同类型细胞中各种核
甘酸含量差异很大 。 而在同一种细胞中，各种核昔酸含 量 虽也有差异，但核甘酸总含量变化不大 。

一、核昔酸具有多种生物学功能

核昔酸具有多种生物学功用：心作为核酸合成的原料，这是核昔酸最主要的功能 。＠作为体内能
量的利用形式 。 ATP 是细胞的主要能量形式 。 此外 GTP 等也可以提供能 量。＠ 参与代谢和生理调
节 。 某些核昔酸或其衍生物是重要的调节分子 。 例如 cAMP 是多种细胞膜受体激素作用的第二信
使； cGMP 也与代谢调节有关 。 ＠组成辅酶 已 。 例如腺昔酸可作为多种辅酶 (NAD+ ,FAD 、 CoA 等）的
组成成分 。 ?活化中间代谢物 。 核甘酸可以作为多种活化中间代谢物的载体 。 例如 UDP-葡糖是合
成糖原 、 糖蛋白的活性原料， CDP-甘油二酷是合成磷脂的活性原料， S-腺昔甲硫氨酸是活性甲基的载
体等 。 ATP 还可作为蛋白激酶反应中磷酸基团的供体 。

二、核昔酸经核酸酶水解后可被吸收

（一）核酸酶
核酸酶是所有可以水解核酸的酶 。 依据核酸酶作用的底物不同可以将其分为 DNA 酶 (deoxyribo-
nuclease, DNase) 和 RNA 酶 (ribonuclease, RNase) 两类 。 DNA 酶能够专一性地催化脱 氧 核糖核酸的水
解，而 RNA 酶能够专一性地催化核糖核酸的水解 。 按照对底物二级结构的专一性，核酸酶还有单链
酶和双链酶之分 。
依据对底物的作用方式可将核酸酶分为核酸外切酶 (exonuclease) 和核酸内切酶 (endonuclease) 。
核酸外切酶仅能水解位千核酸分子链末端的磷酸二酣键 。 根据其作用的方向性，又有 5'-+3' 核酸外
切酶和 3'----,:5' 核酸外切酶之分 。 从 5' 端切除核昔酸的称为 5'-+3' 核酸外切酶；从 3' 端切除核昔酸的

称为 3'-+5' 核酸外切酶 。 而核酸内切酶只可以在 DNA 或 RNA 分子内部切断磷酸二酷键 。 有些核酸

内切酶的酶切位点具有核酸序列特异性，称为限制性内切核酸酶 (restriction endonuclease) 。 一般而

言 ， 限制性内切核酸酶的酶切位点的核酸序列具有回文结构，识别长度为 4 - 8bp (见第二十三章） 。
有些核酸内切酶则没有序列特异性的要求 。

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