文档介绍：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。
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)。
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