五、問答題

　　1.①嘌呤核苷酸合成特點(diǎn)：(a)不是先形成游離的嘌呤堿，再與核糖、磷酸生成核苷酸，而是直接形成次黃嘌呤核苷酸，再轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌�嘌呤核苷�?(b)合成首先從5’-磷酸核糖開始，形成PRPP;(c)由PRPPCl’原子開始先形成咪唑五元環(huán)，再形成六元環(huán)，生成IMP。

　　原料來源：甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2、甲酸鹽;

　　②嘧啶核苷酸合成特點(diǎn)：(a)先形成嘧啶環(huán)，生成尿苷酸，由此轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌�嘧啶核苷�?(b)氨甲酰磷酸與天冬氨酸先形成乳清酸;(c)乳清酸再與pRpp結(jié)合生成乳清酸核苷酸，脫羧后生成UMP。

　　原料來源：氨甲酰磷酸 (CO2和NH3)、天冬氨酸。

　　2.提示：4研究細(xì)菌、動(dòng)物發(fā)現(xiàn)四種脫氧核苷酸的形成可由同一種酶系催化完成，該酶系稱為核糖核苷二磷酸還原酶，該酶系作用的底物必須是二磷酸核苷酸，所以脫氧核苷酸的合成是在二磷酸核苷酸基礎(chǔ)上進(jìn)行，而不能在一磷酸核苷酸或三磷酸核苷酸基礎(chǔ)上進(jìn)行。

　　3.①核苷酸降解的一般途徑：

　　核苷酸→核苷→堿基+戊糖

　�、卩堰式到猓合让摪保�生成黃嘌呤后進(jìn)一步降解生成尿酸(靈長(zhǎng)類動(dòng)物、鳥類、爬蟲類、昆蟲類等)→尿囊素(其它哺乳動(dòng)物)→尿囊酸(植物)→尿素(大多數(shù)魚類及兩棲類)→氨和CO2(某些海洋無脊椎動(dòng)物)。不同生物嘌呤降解終產(chǎn)物不同。 ，

　�、坂奏そ到猓簭拿摪遍_始，胞嘧啶生成尿嘧啶，尿嘧啶與胸腺嘧啶從還原、水解裂環(huán)、再還原，生成CO2、NH3和β-丙氨酸或β-氨基異丁酸。

　　4.兩種核苷酸補(bǔ)救合成途徑都是利用體內(nèi)自由存在的堿基(嘌呤堿或嘧啶堿)和pRpp (5'-磷酸核糖-1'-焦磷酸)在特定的堿基(嘌呤或嘧啶)磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶作用下合成的。如嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶有多種，分別催化不同的嘌呤核苷酸的合成;腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶催化腺嘌呤和pRpp縮合形成腺嘌呤核苷酸，鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶催化鳥嘌呤和pRpp縮合形成鳥嘌呤核苷酸。同樣，不同的嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶分別催化相應(yīng)的嘧啶核苷酸的合成。

　　5. 提示：氨基酸可作為核苷酸從頭合成的原料，如甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺;核苷酸降解產(chǎn)物也可用于生成新的氨基酸，如核糖、尿素、β-丙氨酸或β-氨基異丁酸等。

　　6.核酸是由許許多多的核苷酸以3'，5'-磷酸二酯鍵連接而成的大分子，核酸酶的作用是打開核酸的磷酸二酯鍵，水解核酸為核苷酸和寡核苷酸片段。

　　核酸酶的分類是根據(jù)其對(duì)核酸作用的三個(gè)主要特征進(jìn)行的。這三個(gè)主要特征是：

　　①對(duì)底物的專一性：僅作用于DNA，還是僅作用于RNA，或者對(duì)兩者均可作用。根據(jù)其專一性，可將核酸酶分為核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶和非特異性核酸酶三種。

　�、谧饔梅绞剑海菏亲饔糜诙嗪塑账醿�(nèi)部，還是從多核苷酸鏈的一端逐個(gè)水解，如果是前者，人們稱之為內(nèi)切核酸酶;如果是后者，則稱之為外切核酸酶;也有少數(shù)核酸酶既可作用于鏈的內(nèi)部，也可作用于鏈的外部，這類酶的特異性不高。

　�、哿姿岫�酯鍵的打開方式：所有核酸酶都是磷酸二酯酶，對(duì)磷酸二酯鍵的作用(斷開)有兩種方式二(a)水解3'-OH和磷酸基團(tuán)之間的鍵，產(chǎn)生帶5'-磷酸基團(tuán)的產(chǎn)物，如蛇毒磷酸二酯酶(b)水解5'-OH和磷酸基團(tuán)之間的鍵，產(chǎn)生帶3'-磷酸基團(tuán)的產(chǎn)物，如牛脾磷酸二酯酶。

　　蛇毒磷酸二酯酶及牛脾磷酸二酯酶屬外切核酸酶，但特異性不高，對(duì)于核糖核酸和脫氧核糖核酸都能分解。

　　內(nèi)切核酸酶中包括非特異性內(nèi)切核酸酶和限制性內(nèi)切核酸酶。常見的非特異性內(nèi)切核酸酶如鏈霉菌核糖核酸酶可作用于DNA和RNA，產(chǎn)生具有5，—磷酸末端的寡核苷酸。限制性內(nèi)切核酸酶也稱限制酶，存在于細(xì)菌中，特異性非常高，主要生物學(xué)功能是降解從外面侵入細(xì)胞的DNA，但不降解自身細(xì)胞中的DNA。

　　7.有的核酸內(nèi)切酶是對(duì)某些堿基順序或堿基對(duì)具有專一性，因此稱為限制性內(nèi)切核酸酶。存在于細(xì)菌中，特異性非常高，主要生物學(xué)功能是降解從外面侵入細(xì)胞的DNA，但不降解自身細(xì)胞中的DNA。限制酶可以識(shí)別雙鏈DNA上具回文結(jié)構(gòu)的特定位點(diǎn)，位點(diǎn)長(zhǎng)度有4—8對(duì)堿基，切口具粘性末端或平末端，是一類極重要的工具酶。對(duì)研究DNA的分子生物學(xué)家而言，限制性內(nèi)切核酸酶猶如一把天賜的神刀，可以用來解剖纖細(xì)的DNA分子。因此，在分析染色體結(jié)構(gòu)，制作DNA的限制酶譜，測(cè)定較長(zhǎng)的DNA序列、基團(tuán)分離、基因重組等研究中，限制性內(nèi)切核酸酶是不可缺少的工具。

　　8.應(yīng)選用含有酵母細(xì)胞提取物的水解產(chǎn)物的培養(yǎng)基。因酵母細(xì)胞提取物的水解產(chǎn)物中含有核苷酸、核苷和堿基，這些都可被細(xì)菌補(bǔ)救合成途徑中的酶系利用去合成自身生長(zhǎng)、分化所需要的核苷酸。因此，不需要進(jìn)行核苷酸的從頭合成(denovo)。在快速生長(zhǎng)的細(xì)胞中，核苷酸分解代謝產(chǎn)物的濃度較低，若使用簡(jiǎn)單的葡萄糖—鹽組成的培養(yǎng)基，細(xì)菌體內(nèi)補(bǔ)救合成途徑所需要的酶的活性較低，須進(jìn)行核苷酸的從頭合成以滿足快速生長(zhǎng)的細(xì)胞的需要。

　　9.6-巰基嘌呤，與次黃嘌呤的結(jié)構(gòu)相似，可抑制從次黃嘌呤核苷酸向腺苷酸和鳥苷酸的轉(zhuǎn)變;同時(shí)，6-巰基嘌呤也是次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，使pRpp 分子中的磷酸核糖不能轉(zhuǎn)移給次黃嘌呤和鳥嘌呤，影響了次黃嘌呤核苷酸和鳥苷酸的補(bǔ)救合成途徑，當(dāng)然也就抑制了核酸的合成;故6-巰基嘌呤可用作抗癌藥物。

　　氨基蝶呤(亦稱氨基葉酸)和氨甲蝶呤是葉酸類似物，都是二氫葉酸還原酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，使葉酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)槎�氫葉酸和四氫葉酸;因此，影響了嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸合成所需要的一碳單位的轉(zhuǎn)移，使核苷酸合成的速度降低甚至終止，進(jìn)而影響核酸的合成。葉酸類似物也是重要的抗癌藥物。氨基蝶呤及其鈉鹽、氨甲蝶呤是治療白血病的藥物，也用作殺鼠劑;氨甲蝶呤也是治療絨毛膜癌的重要藥物。三甲氧芐氨嘧啶可與二氫葉酸還原酶的催化部位結(jié)合， 阻止復(fù)制中的細(xì)胞合成胸苷酸和其它核苷酸，是潛在的抗菌劑和抗原生動(dòng)物劑。三甲氧芐二氨嘧啶專一性抑制細(xì)菌的二氫葉酸還原酶，與磺胺類藥物結(jié)合使用，治療細(xì)菌感染性疾病。

　　5’-氟尿嘧啶和5’-氟脫氧尿苷，是重要的抗癌藥物;在體內(nèi)，它們可轉(zhuǎn)變?yōu)?’-氟脫氧尿嘧啶核苷酸(F-dUMP)，后者是脫氧胸腺嘧啶核苷酸的類似物，是胸腺嘧啶核苷酸合成酶的自殺性抑制劑。 5’-氟脫氧尿嘧啶核苷酸的第六位碳原子與酶的硫氫基結(jié)合;接著，N5，NlO-亞甲基四氫葉酸與5’-氟脫氧尿嘧啶核苷酸的第五位碳原子結(jié)合，形成了一個(gè)共價(jià)結(jié)合的三元復(fù)合物，使酶不能把氟除去，干擾了尿嘧啶的甲基化， 因而不能合成胸腺嘧啶核苷酸;使快速分化的細(xì)胞由于缺乏胸苷酸不能合成DNA而死亡。