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1第十二章核酸代谢一、填空题1．胞嘧啶和尿嘧啶经脱氨、还原和水解产生的终产物为。2．参与嘌呤核苷酸合成的氨基酸有、和。3．在嘌呤核苷酸从头合成中最重要的调节酶是_________酶。4．别嘌呤醇治疗痛风症的原理是由于其结构与________相似，并抑制__________酶的活性。5．尿苷酸转变为胞苷酸是在水平上进行的。6．脱氧核糖核苷酸的合成是由酶催化的，被还原的底物是。7.在嘌呤核苷酸的合成中，腺苷酸的C-6氨基来自；鸟苷酸的C-2氨基来自。8．对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶称为。9.嘧啶核苷酸从头合成的第一个核苷酸是____,嘌呤核苷酸从头合成的第一个核苷酸是____。二、判断对错1．限制性内切酶的催化活性比非限制性内切酶的催化活性低。2．尿嘧啶的分解产物β-丙氨酸能转化成脂肪酸。3．嘌呤核苷酸的合成顺序是，首先合成次黄嘌呤核苷酸，再进一步转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。4．嘧啶核苷酸的合成伴随着脱氢和脱羧反应。5．脱氧核糖核苷酸的合成是在核糖核苷三磷酸水平上完成的。6.别嘌呤醇与次黄嘌呤结构类似，可以竞争性抑制黄嘌呤氧化酶的活性，从而减少尿酸的形成。7.人类对氨基代谢的终产物是尿素，对嘌呤代谢的终产物是尿酸。8.痛风症是因为尿酸在关节等处沉积造成的。三、选择题1．嘌呤核苷酸从头合成时首先生成的是：A．GMPB．AMPC．IMPD．ATPE．GTP2．人体内嘌呤核苷酸分解的终产物是：A．尿素B．肌酸C．肌酸酐D．尿酸E．β丙氨酸3．最直接联系核苷酸合成与糖代谢的物质是：A．葡萄糖B．6磷酸葡萄糖C．1磷酸葡萄糖D．1，6二磷酸葡萄糖E．5磷酸葡萄糖4．体内脱氧核苷酸是由下列哪种物质直接还原而成？A．核糖B．核糖核苷C．一磷酸核苷D．二磷酸核苷E．三磷酸核苷5．HGPRT（次黄嘌呤-鸟嘌磷酸核糖转移酶）参与下列哪种反应：A．嘌呤核苷酸从头合成B．嘧啶核苷酸从头合成C．嘌呤核苷酸补救合成D．嘧啶核苷酸补救合成E．嘌呤核苷酸分解代谢6．氟尿嘧啶（5Fu）治疗肿瘤的原理是：A．本身直接杀伤作用B．抑制胞嘧啶合成C．抑制尿嘧啶合成D．抑制胸苷酸合成E．抑制四氢叶酸合成7．提供其分子中全部N和C原子合成嘌呤环的氨基酸是：A．丝氨酸B．天冬氨酸C．甘氨酸D．丙氨酸E．谷氨酸8．嘌呤核苷酸从头合成时GMP的C-2氨基来自：A．谷氨酰胺B．天冬酰胺C．天冬氨酸D．甘氨酸E．丙氨酸9．dTMP合成的直接前体是：A．dUMPB．TMPC．TDPD．dUDPE．dCMP10．在体内能分解为β-氨基异丁酸的核苷酸是：A．CMPB．AMPC．TMPD．UMPE．IMP11．从核糖核苷酸生成脱氧核糖核苷酸的反应发生在：A．一磷酸水平B．二磷酸水平C．三磷酸水平D．以上都不是212．在嘧啶核苷酸的生物合成中不需要下列哪种物质：A．氨甲酰磷酸B．天冬氨酸C．谷氨酰氨D．核糖焦磷酸13．用胰核糖核酸酶降解RNA，可产生下列哪种物质：A．3′-嘧啶核苷酸B．5′-嘧啶核苷酸C．3′-嘌呤核苷酸D．5′-嘌呤核苷酸14.嘧啶核苷酸从头合成的哪一部反应是限速反应？A.氨甲酰磷酸的形成B.氨甲酰天冬氨酸的形成C.乳清酸的行成D.UMP的形成四、名词解释核苷酸的从头合成途径核苷酸的补救合成途径核酸酶限制性核酸内切酶五、简答题1.人体内嘌呤代谢的终产物是什么？嘧啶代谢的最终产物是什么？2.为什么一种嘌呤或嘧啶的生物合成抑制剂往往可用作抗癌或抗病毒药物？3.嘌呤核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样？4.嘧啶核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样？5.何谓核酶?核酶的发现有何意义?6.简要说明糖、脂肪、氨基酸和核苷酸代谢之间的相互联系。7.总结一下有哪些氨基酸直接参与了核苷酸的合成？参考答案一、填空题1．β-丙氨酸2．甘氨酸；天冬氨酸；谷氨酰胺3．磷酸核糖焦磷酸激酶4．次黄嘌呤黄嘌呤氧化5．尿苷三磷酸6．核糖核苷二磷酸还原酶；核苷二磷酸7．天冬氨酸；谷氨酰胺8．限制性核酸内切酶9.UMPIMP二、判断对错1．错2．对3．对4．对5．错三、选择题1.C2.D3.E4.D5.C6.D7.C8.A9.A10.C11B12C13.A14.A四、名词解释1.核苷酸的从头合成途径：利用磷酸核糖、一些氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成核苷酸的过程。2.核苷酸的补救合成途径：利用体内游离的碱基和核酸，经过比较简单的反应过程合成核苷酸。3.核酸酶（Nuclease）：作用于核酸分子中的磷酸二酯键的酶，分解产物为寡核苷酸或核苷酸，根据作用位置不同可分为核酸外切酶和核酸内切酶。4.限制性核酸内切酶（Restrictionendonuclease）：能作用于核酸分子内部，并对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶，是基因工程中的重要工具酶。五、简答题1.人体内嘌呤代谢的最终产物是尿酸。嘧啶代谢的最终产物是二氧化碳、氨、β-丙氨酸（尿嘧啶代谢产物）或β-氨基丁酸（胸腺嘧啶代谢产物）。β-丙氨酸和β-氨基异丁酸又可经脱氨基作用脱去氨基后参加有机酸代谢。2.嘌呤和嘧啶的生物合成抑剂可以抑制嘌呤/脱氧嘌呤核苷酸或嘧啶/脱氧嘧啶核苷酸的生物合成。而嘌呤/脱氧嘌呤核苷酸3或嘧啶/脱氧嘧啶核苷酸是RNA和DNA合成的前体。肿瘤细胞和病毒粒子与正常细胞相比具有很强的核酸复制合成特征。嘌呤或嘧啶的生物合成抑制剂可通过抑制肿瘤细胞和病毒粒子的DNA和RNA的合达到抗癌和抗病毒效果。3.（1）各原子的来源：N1-天冬氨酸；C2和C8-甲酸盐；N7、C4和C5-甘氨酸；C6-二氧化碳；N3和N9-谷氨酰胺；核糖-磷酸戊糖途径的5′磷酸核糖（2）合成特点：5′磷酸核糖开始→5′磷酸核糖焦磷酸（PRPP）→5′磷酸核糖胺（N9）→甘氨酰胺核苷酸（C4、C5、N7）→甲酰甘氨酰胺核苷酸（C8）→5′氨基咪唑核苷酸（C3）→5′氨基咪唑-4-羧酸核苷酸（C6）5′氨基咪唑甲酰胺核苷酸（N1）→次黄嘌呤核苷酸（C2）。4.(1）各原子的来源：N1、C4、C5、C6-天冬氨酸；C2-二氧化碳；N3-氨；核糖-磷酸戊糖途径的5′磷酸核糖。（2）合成特点：氨甲酰磷酸+天冬氨酸→乳清酸乳清酸+PRPP→乳清酸核苷-5′-磷酸→尿苷酸5.大多数的mRNA剪接需SnRNP参与进行酶促剪接。但在四膜虫rRNA剪接中，除去了所有蛋白质，剪接仍可实现。rRNA的剪接不需任何蛋白质参与即可完成，说明RNA本身具有催化活性，此种由RNA发挥催化作用的酶，现称为核酶。核酶的发现对传统的酶学概念提出了挑战，酶不限于蛋白质，RNA也可以是酶。由于核酶大多在古老的生物中发现，或许是现代生物物种内存在的“活”化石，对研究生命的起源和进化具有重大的意义。此外，由于核酶结构的阐明，可以人工合成小片段RNA，配合在欲破坏其结构的RNA或DNA分子上，形成槌状结构，就成为人工核酶，其可将核酸分子切成特异性片段。据此，可用人工设计的核酶来破坏某些病原微生物或不利于人类的基因，这对人类征服某些疾病或许具有重要的意义。糖、脂肪、蛋白质和核酸等有机物的代谢，它们在生物体内各有独特的代谢过程和途径。但彼此之间也并非互不相干的孤立过程，实际上，各类有机物质的代谢都是错综复杂而又协调统一的完整体系，各个代谢途径之间既相互沟通，各种中间产物也可以相互转变，因此，各个代谢过程及途径既相互依存又相互制约，使生物体内错综复杂的生物化学反应和生理活动能够有条不紊，井然有序地协调进行。(1)碳水化合物代谢和脂肪代谢之间的关系在生物体内碳水化合物和脂类化合物之间的相互转变现象很多，例如：植物体内，特别是油料作物，叶片内进行的光合作用大量合成碳水化合物，并以糖的形式运输到种子之后，便转变成脂类化合物贮存起来。而当油料种子萌发时，其中贮存的脂肪又转变为糖转运到生长中的根和芽中去了。糖转化为脂的过程：糖经EMP过程，可生成磷酸二羟丙酮和丙酮酸等物质，磷酸二羟丙酮可被还原成甘油、丙酮酸经氧化脱羧之后转变为乙酰CoA，然后在脂肪酸合成酶系的作用下合成脂肪酸，再与甘油合成脂肪。脂转化成糖的过程：脂肪水解的产物为甘油和脂肪酸，甘油氧化成磷酸二羟丙酮，然后合成己糖，脂肪酸经过β-氧化作用生成乙酰CoA，然后通过乙醛酸循环生成琥珀酸，再被氧化成草酰乙酸，经脱羧形成丙酮酸，逆酵解途径合成糖。(2)碳水化合物与蛋白质代谢之间的关系碳水化合物是生物的重要碳源和能量，糖可以转变为各种AA分子的碳架，经氨基化或转氨基作用而生成相应的AA，AA合成多肽链并形成蛋白质，另一方面也可以转变为碳水化合物，蛋白质经水解作用而产生氨基酸，氨基酸脱氨而产生酮酸，再转变为丙酮酸之后又可以合成糖类化合物，连接碳水化合物和蛋白质代谢之间起桥梁作用的是酮酸，它在糖代谢过程中的糖酵解途径和三羧酸循环中都可以产生，也可以在AA脱氨过程中形成。(3)脂肪代谢与蛋白质代谢之间的关系脂肪代谢的水解产物甘油可以转变为丙酮酸，丙酮酸接受NH3生成AA，丙酮酸也可以进一步转变成草酰乙酸，α-酮戊二酸，这些酮酸接受NH3生成相应的AA，脂肪水解的另一产物脂肪酸经β-氧化生成乙酰CoA。乙酰CoA一方面可以进入三羧酸循环而产生酮酸，以合成AA，另一方面又可以进入乙醛酸循环产生琥珀酸来补充三羧酸循环的碳源，这在油料作物种子萌发期间很明显。相反，蛋白质也可以转变为脂肪。如蛋白质的水解产物AA，经脱氨生成酮酸，生成乙酰CoA，乙酰CoA经缩合成脂肪酸—→脂肪。(4)核酸代谢与糖、脂、蛋白质三者之间的代谢联系核酸在代谢过程中虽然不是重要的碳源、氮源的能源，但是在生物的遗传过程中是非常重要的物质。按“中心法则”的观点，核酸能控制蛋白质生物合成，进而影响到细胞的组成成分和代谢类型。核酸的降解产物核苷酸在代谢中有极其重要的作用。如ATP中能量和磷酸基团转移的重要物质，UTP及UDP在淀粉代谢、蔗糖代谢中是糖基转移的重要物质，CTP则参与磷酸脂的合成，AMP还可以转变为组AA。此外，在许多代谢中的重要辅酶NAD+、NADP+、FAD、HSCoA等都是腺嘌呤核苷酸衍生物。4另一方面，核酸的代谢也依赖他代谢并受其他代谢的制约。例如：核酸本身的合成需要糖代谢提供核糖，也需要蛋白质代谢提供甘氨酸、天门冬氨酸和谷氨酰胺参加嘌呤和嘧啶的合成。综上所述，可见碳水化合物、脂肪、蛋白质和核酸等物质在代谢过程中彼此都有相互密切的联系，其中糖的酵解(EMP)途径和三羧酸TCA循环更是沟通各代谢之间的重要环节，所以EMP途径和TCA循环又被称之为“中心代谢途径或称之为不定向代谢途径”。（也可以图的形式解答）