第八章機普酸代谢 第八章核苷酸代谢 核苷酸在机体内广泛分布,具有多种生物学功能: 1)核苷酸是构成核酸的基本单位,这是其最主要功能 2〕储存能量:三磷酸核苷酸,尤其是AIP是细胞的主要能量形式:另外, 些活化的中间产物,如UDP葡萄糖,亦含有核苷酸成分 )参与代谢和生理调节:许多代谢过程受到体内ATP、ADP或AMP水 平的调节;cAMP(或cGMP)是多种细胞膜激素受体的调节作用的第二信使 4)组成辅酶,如腺苷酸可作为NAD、ANDP、FMN、FAD及CoA等 的组成成分 食物中的核酸被酶解后,变成了没有遗传功能的碱基、核苷、核苷酸 食物中核酸真正被吸收的是这三种物质,而不是具有遗传功能的核酸。从食 物中吸收的碱基、核苷、核苷酸,在组成、结构和功能上与内源性同类物质 没有区别,同样起生理和营养作用。核酸食品不是基因食品 补充食物核酸的营养作用 核酸营养的作用是通过改善各细胞的活力而提高机体各组织、器官和系 统的自身功能、自我调节能力,达到最佳综合状态-动态生理平衡。许多研究 证明补充食物核酸对身体代谢功能下降的人群(记忆力不如从前、疲劳后不 易恢复、贫血、营养不良、免疫力低下、对感染和传染性疾病抵抗力低、亚 健康状态、外伤、手术后、快速生长期以及衰老的人,和人工喂养的婴幼儿、 孕妇)有以下作用 (1)提高免疫力:核酸营养是维持正常免疫的必需营养物质,可提高免疫 力,尤其是提高细胞免疫功能和免疫调节能力 (2)抗氧化作用:补充食物核酸有很强的抗生物氧化作用。许多疾病的发 生、发展与脂质过氧化程度高度相关。脂质过氧化同时可造成DNA的损伤, 而DNA损伤可进而引起基因及其遗传功能的异常 (3)影响脂肪代谢:补充核酸营养可増加单不饱和脂肪酸含量,增加血清 高密度脂蛋白的水平,降低胆固醇含量 4)促进细胞再生与修复:对术后伤口愈合、受损肠粘膜康复、肝细胞再 生等都有很好的作用。 (5)抗放射线和化疗损伤 6)改善痴呆等神经障碍:内源性核苷、核苷酸的不足可能与衰老性或遗 传性记忆缺陷有关,因这些缺陷可被饮食中添加核苷和核苷酸所改善 ⑦)维持肠道正常菌群:小肠中优势菌是双歧杆菌,双歧杆菌通过水解各 种糖降低肠道内的pH而抑制病原菌的生长和增殖。体外实验中,在双歧杆菌 培养基中添加核苷酸促进了双歧杆菌的生长
第八章 核苷酸代谢 ·1· 第八章 核苷酸代谢 核苷酸在机体内广泛分布，具有多种生物学功能： 1）核苷酸是构成核酸的基本单位，这是其最主要功能； 2）储存能量：三磷酸核苷酸，尤其是 ATP 是细胞的主要能量形式；另外， 一些活化的中间产物，如 UDP-葡萄糖，亦含有核苷酸成分； 3）参与代谢和生理调节：许多代谢过程受到体内 ATP、ADP 或 AMP 水 平的调节；cAMP(或 cGMP)是多种细胞膜激素受体的调节作用的第二信使； 4）组成辅酶，如腺苷酸可作为 NAD+、ANDP+、FMN、FAD 及 CoA 等 的组成成分。 食物中的核酸被酶解后，变成了没有遗传功能的碱基、核苷、核苷酸， 食物中核酸真正被吸收的是这三种物质，而不是具有遗传功能的核酸。从食 物中吸收的碱基、核苷、核苷酸，在组成、结构和功能上与内源性同类物质 没有区别，同样起生理和营养作用。核酸食品不是基因食品。 补充食物核酸的营养作用: 核酸营养的作用是通过改善各细胞的活力而提高机体各组织、器官和系 统的自身功能、自我调节能力，达到最佳综合状态-动态生理平衡。许多研究 证明补充食物核酸对身体代谢功能下降的人群（记忆力不如从前、疲劳后不 易恢复、贫血、营养不良、免疫力低下、对感染和传染性疾病抵抗力低、亚 健康状态、外伤、手术后、快速生长期以及衰老的人，和人工喂养的婴幼儿、 孕妇）有以下作用： ⑴提高免疫力：核酸营养是维持正常免疫的必需营养物质，可提高免疫 力，尤其是提高细胞免疫功能和免疫调节能力。 ⑵抗氧化作用：补充食物核酸有很强的抗生物氧化作用。许多疾病的发 生、发展与脂质过氧化程度高度相关。脂质过氧化同时可造成 DNA 的损伤， 而 DNA 损伤可进而引起基因及其遗传功能的异常。 ⑶影响脂肪代谢：补充核酸营养可增加单不饱和脂肪酸含量，增加血清 高密度脂蛋白的水平，降低胆固醇含量。 ⑷促进细胞再生与修复：对术后伤口愈合、受损肠粘膜康复、肝细胞再 生等都有很好的作用。 ⑸抗放射线和化疗损伤 ⑹改善痴呆等神经障碍：内源性核苷、核苷酸的不足可能与衰老性或遗 传性记忆缺陷有关，因这些缺陷可被饮食中添加核苷和核苷酸所改善。 ⑺维持肠道正常菌群：小肠中优势菌是双歧杆菌，双歧杆菌通过水解各 种糖降低肠道内的 pH 而抑制病原菌的生长和增殖。体外实验中，在双歧杆菌 培养基中添加核苷酸促进了双歧杆菌的生长
第八章機普酸代谢 (8)影响营养素利用:饮食核酸除可调节脂肪的代谢外,对三大营养要素 的吸收和利用也起着调节作用。补充食物核酸能促进蛋白质的吸收利用;“次 黄嘌呤”还能促进肠道内铁的吸收和利用 (9)其他作用:饮食核酸可提高机体对环境变化的耐受力,具有显著的抗 疲劳、增强机体对寒、暑的抵抗力、促进氧气利用等作用,还能促进实验小 鼠生殖系统的发育 几乎所有细胞均可以从头合成及补救合成两种途径合成核苷酸。本章重 点讨论核苷酸的生物合成过程。同时学习其合成的调节,并了解核苷酸的分 解代谢等内容 第一节核酸的酶促降解 食物中的核蛋白,在胃中受胃酸的作用,或在小肠中受蛋白酶作用,分 解为核酸和蛋白质。核酸主要在十二指肠由胰核酸酶( pancreatic nucleases)和小 肠磷酸二酯酶( phosphodiesterases)降解为单核苷酸。核苷酸由不同的碱基特异 性核苷酸酶( nucleotidases)和非特异性磷酸酶( phosphatases)催化,水解为核苷 和磷酸。 核苷可直接被小肠粘膜吸收,或在核苷酶( nucleosidases)和核苷磷酸化酶 ( nucleoside phosphorylases)作用下,水解为碱基、戊糖或1-磷酸戊糖。 核苷+H1O核 碱基十戊糖 核苷+P盲调化碱基+1磷融戊糖 体内核苷酸的分解代谢与食物中核苷酸的消化过程类似,可降解生成相 应的碱基、戊糖或1-磷酸核糖。1-磷酸核糖在磷酸核糖变位酶催化下转变为 5-磷酸核糖,成为合成PRPP(磷酸核糖焦磷酸)的原料。碱基可参加补救合 成途径,亦可进一步分解 哺乳动物中,腺苷和脱氧腺苷不能由嘌呤核苷磷酸化酶( purine nucleoside phosphorylase, PNP)分解,而是在核苷和核苷酸水平上分别由腺苷脱氨酶 ( adenosine deaminase,ADA)和腺苷酸脱氨酸( AMP deaminase)催化脱氨生成次 黄嘌呤核苷或次黄嘌呤核苷酸。它们再水解成次黄嘌呤,并在黄嘌呤氧化酶 ( xanthine oxidase)的催化下逐步氧化为黄嘌呤和尿酸( uric acid) 、嘌呤的分解代谢 嘌呤核苷酸可以在核苷酸酶的催化下,脱去磷酸成为嘌呤核苷,嘌呤核 苷在嘌呤核苷磷酸化酶( purine nucleoside phosphorylase,PNP)的催化下转变为 嘌呤。嘌呤核苷及嘌呤又可经水解,脱氨及氧化作用生成尿酸(反应过程如 下图)
第八章 核苷酸代谢 ·2· ⑻影响营养素利用：饮食核酸除可调节脂肪的代谢外，对三大营养要素 的吸收和利用也起着调节作用。补充食物核酸能促进蛋白质的吸收利用；“次 黄嘌呤”还能促进肠道内铁的吸收和利用。 ⑼其他作用：饮食核酸可提高机体对环境变化的耐受力，具有显著的抗 疲劳、增强机体对寒、暑的抵抗力、促进氧气利用等作用，还能促进实验小 鼠生殖系统的发育。 几乎所有细胞均可以从头合成及补救合成两种途径合成核苷酸。本章重 点讨论核苷酸的生物合成过程。同时学习其合成的调节，并了解核苷酸的分 解代谢等内容。 第一节 核酸的酶促降解 食物中的核蛋白，在胃中受胃酸的作用，或在小肠中受蛋白酶作用，分 解为核酸和蛋白质。核酸主要在十二指肠由胰核酸酶(pancreatic nucleases)和小 肠磷酸二酯酶(phosphodiesterases)降解为单核苷酸。核苷酸由不同的碱基特异 性核苷酸酶(nucleotidases)和非特异性磷酸酶(phosphatases)催化，水解为核苷 和磷酸。 核苷可直接被小肠粘膜吸收，或在核苷酶(nucleosidases)和核苷磷酸化酶 (nucleoside phosphorylases)作用下，水解为碱基、戊糖或 1-磷酸戊糖。 体内核苷酸的分解代谢与食物中核苷酸的消化过程类似，可降解生成相 应的碱基、戊糖或 1-磷酸核糖。1-磷酸核糖在磷酸核糖变位酶催化下转变为 5-磷酸核糖，成为合成 PRPP（磷酸核糖焦磷酸）的原料。碱基可参加补救合 成途径，亦可进一步分解。 哺乳动物中，腺苷和脱氧腺苷不能由嘌呤核苷磷酸化酶(purine nucleoside phosphorylase,PNP)分解，而是在核苷和核苷酸水平上分别由腺苷脱氨酶 (adenosine deaminase,ADA)和腺苷酸脱氨酸(AMP deaminase)催化脱氨生成次 黄嘌呤核苷或次黄嘌呤核苷酸。它们再水解成次黄嘌呤，并在黄嘌呤氧化酶 (xanthine oxidase)的催化下逐步氧化为黄嘌呤和尿酸(uric acid)。 一、嘌呤的分解代谢 嘌呤核苷酸可以在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸成为嘌呤核苷，嘌呤核 苷在嘌呤核苷磷酸化酶(purine nucleoside phosphorylase,PNP)的催化下转变为 嘌呤。嘌呤核苷及嘌呤又可经水解，脱氨及氧化作用生成尿酸（反应过程如 下图）
第八章機普酸代谢 Rib R R AMP CMP 仔酸魔 PenN 哪状香 鸟叶技 状 0t魔 鸟哪氨腐 0+H NH,' HO +H0 哈氧化 1 体内嘌呤核苷酸的分解代谢主要在肝脏、小肠及肾脏中进行。正常生理 情况下,嘌呤合成与分解处于相对平衡状态,所以尿酸的生成与排泄也较恒 定 当人体内核酸大量分解时,血中尿酸水平升高,当超过0.48mmoL时, 尿酸盐将过饱合而导致关节炎、尿路结石及肾疾患,称为痛风症
第八章 核苷酸代谢 ·3· 体内嘌呤核苷酸的分解代谢主要在肝脏、小肠及肾脏中进行。正常生理 情况下，嘌呤合成与分解处于相对平衡状态，所以尿酸的生成与排泄也较恒 定。 当人体内核酸大量分解时，血中尿酸水平升高，当超过 0.48mmol/L 时， 尿酸盐将过饱合而导致关节炎、尿路结石及肾疾患，称为痛风症
第八章機普酸代谢 临床上常用别嘌呤醇( (allopurino)治疗痛风症。别嘌呤醇与次黄嘌呤结构 类似,只是分子中N,与C2互换了位置,故可抑制黄嘌呤氧化酶,从而抑制 尿酸的生成。同时,别嘌呤在体内经代谢转变,与PRPP生成别嘌呤核苷酸, 不仅消耗了PRPP,使其含量下降,而且还能反馈抑制PRPP酰胺转移酶,阻 断嘌呤核苷酸的从头合成 、嘧啶核苷酸的分解代谢 嘧啶核苷酸的分解代谢途径与嘌呤核苷酸相似。 首先通过核苷酸酶及核苷磷酸化酶的作用,分别除去磷酸和核糖,产生 的嘧啶碱再进一步分解。嘧啶的分解代谢主要在肝脏中进行 分解代谢过程中有脱氨基、氧化、还原及脱羧基等反应 胞嘧啶脱氨基转变为尿嘧啶。尿嘧啶和胸腺嘧啶先在二氢嘧啶脱氢酶的 催化下,由 NADPH+H供氢,分别还原为二氢尿嘧啶和二氢胸腺嘧啶。二氢 嘧啶酶催化嘧啶环水解,分别生成β-丙氨酸(β- -alanine)和β-·氨基异丁酸(β aminosiobutyrate)。β-丙氨酸和β-氨基异丁酸可继续分解代谢。β-氨基异丁 酸亦可随尿排出体外。食入含DNA丰富的食物、经放射线治疗或化学治疗的 患者,以及白血病患者,尿中β-氨基异丁酸排出量增多。 嘧啶核苷酸分解代谢见下图(P390图):
第八章 核苷酸代谢 ·4· 临床上常用别嘌呤醇(allopurinol)治疗痛风症。别嘌呤醇与次黄嘌呤结构 类似，只是分子中 N8，与 C 2 互换了位置，故可抑制黄嘌呤氧化酶，从而抑制 尿酸的生成。同时，别嘌呤在体内经代谢转变，与 PRPP 生成别嘌呤核苷酸， 不仅消耗了 PRPP，使其含量下降，而且还能反馈抑制 PRPP 酰胺转移酶，阻 断嘌呤核苷酸的从头合成。 二、嘧啶核苷酸的分解代谢 嘧啶核苷酸的分解代谢途径与嘌呤核苷酸相似。 首先通过核苷酸酶及核苷磷酸化酶的作用，分别除去磷酸和核糖，产生 的嘧啶碱再进一步分解。嘧啶的分解代谢主要在肝脏中进行。 分解代谢过程中有脱氨基、氧化、还原及脱羧基等反应。 胞嘧啶脱氨基转变为尿嘧啶。尿嘧啶和胸腺嘧啶先在二氢嘧啶脱氢酶的 催化下，由 NADPH＋H ＋供氢，分别还原为二氢尿嘧啶和二氢胸腺嘧啶。二氢 嘧啶酶催化嘧啶环水解，分别生成β-丙氨酸(β-alanine)和β-氨基异丁酸(β -aminosiobutyrate)。β-丙氨酸和β-氨基异丁酸可继续分解代谢。β-氨基异丁 酸亦可随尿排出体外。食入含 DNA 丰富的食物、经放射线治疗或化学治疗的 患者，以及白血病患者，尿中β-氨基异丁酸排出量增多。 嘧啶核苷酸分解代谢见下图(P390 图)：
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第八章 核苷酸代谢 ·5·