第八章 核酸的結(jié)構(gòu)、功能與核苷酸代謝

　　第一節(jié) 核酸的酶促降解

　　一、核酸酶類(lèi)

　　動(dòng)物可以分泌水解酶類(lèi)來(lái)分解食物中的核蛋白和核酸類(lèi)物質(zhì)，植物一般不能消化體外的有機(jī)物質(zhì)。但所有生物細(xì)胞都含有與核酸代謝有關(guān)的酶類(lèi)。

　　核酸酶作用核酸鏈的磷酸二酯鍵產(chǎn)生寡聚核苷酸和單核苷酸。按作用底物分為核糖核酸酶(RNase)和脫氧核糖核酸酶(DNase);按作用部位有核酸內(nèi)切酶和核酸外切酶;在細(xì)菌中存在一類(lèi)能識(shí)別并水解外源DNA的核酸內(nèi)切酶，稱(chēng)作限制性內(nèi)切酶，可用于特異切割DNA，是很有用的工具酶。核酸的分解過(guò)程如下：

　　核酸 → 核苷酸 → 核苷+磷酸 →嘌呤堿和嘧啶堿+戊糖-1-磷酸

　　核苷酸酶(磷酸單脂酶)水解核苷酸生成核苷和磷酸。

　　分解核苷的酶有兩類(lèi)：核苷磷酸化酶將核苷和磷酸轉(zhuǎn)化成游離堿基和戊糖-1-磷酸，反應(yīng)是可逆的，此酶存在廣泛。核苷水解酶主要在植物和微生物體內(nèi)，只對(duì)核糖核苷水解，生成堿基和戊糖。

　　二、嘌呤堿的分解

　　1.不同種類(lèi)的生物分解嘌呤堿的能力不同，因而代謝終產(chǎn)物不同。

　　人、猿、鳥(niǎo)類(lèi)和某些爬蟲(chóng)類(lèi)和昆蟲(chóng)以尿酸作為嘌呤堿分解的終產(chǎn)物而排泄。其他生物能進(jìn)一步降解尿酸為尿嚢素、尿嚢酸、尿素，甚至氨。

　　2.嘌呤的分解首先是由各種脫氨酶水解脫去氨基，腺嘌呤轉(zhuǎn)化成次黃嘌呤，鳥(niǎo)嘌呤轉(zhuǎn)化為黃嘌呤。脫氨反應(yīng)也可在核苷或核苷酸水平上發(fā)生。在動(dòng)物組織中，腺嘌呤脫氨酶的含量極少，而腺苷酸脫氨酶和腺苷脫氨酶的活性較高，生成的次黃苷酸和次黃苷經(jīng)磷酸化酶催化生成次黃嘌呤，然后在黃嘌呤氧化酶作用下氧化生成尿酸。

　　3.在人體內(nèi)嘌呤的分解主要在肝臟、小腸及腎臟中進(jìn)行。正常人血漿中尿酸的含量為20～60mg/L，超過(guò)80 mg/L時(shí)，尿酸鹽晶體沉積于關(guān)節(jié)、軟組織、軟骨及腎而導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石和腎病，稱(chēng)痛風(fēng)癥。治療痛風(fēng)的常用藥物是別嘌呤醇，與次黃嘌呤結(jié)構(gòu)非常類(lèi)似，在細(xì)胞內(nèi)被轉(zhuǎn)換為別黃嘌呤，是黃嘌呤脫氫酶的一個(gè)很強(qiáng)的抑制劑，可防止非正常的高水平的尿酸的形成。

　　三、嘧啶堿的分解

　　1.有氨基的嘧啶先水解脫氨，如胞嘧啶脫氨生成尿嘧啶。在人和某些動(dòng)物體內(nèi)其脫氨過(guò)程也可能在核苷或核苷酸水平進(jìn)行。先是5'- 核苷酸酶水解三種嘧啶核苷酸生成相應(yīng)的核苷和磷酸，然后，胞苷經(jīng)胞苷脫氨酶催化脫氨形成尿苷。尿苷和胸苷經(jīng)磷酸化酶磷酸解分別生成尿嘧啶和核糖-1-磷酸以及胸腺嘧啶和脫氧核糖-1-磷酸。

　　2.嘧啶降解產(chǎn)物易溶于水，有氨、碳酸、β-丙氨酸或β-氨基異丁酸。進(jìn)一步降解生成乙酰C0A和琥珀酰C0A。

　　胞嘧啶→尿嘧啶→二氫尿嘧啶→β-脲基丙酸→β-丙氨酸→乙酰C0A→TCA

　　胸腺嘧啶→二氫胸腺嘧啶→β-脲基異丁酸→β-氨基異丁酸→琥珀酰C0A→TCA

　　3.在哺乳動(dòng)物中，嘧啶的降解主要在肝臟進(jìn)行。