核苷酸类物质

第八章核苷酸代谢本章要点一、核苷酸类物质的生理功用核苷酸类物质在人体内的生理功用主要有：1．作为合成核酸的原料2．作为能量的贮存和供应形式3．参与代谢或生理活动的调节4．参与构成酶的辅酶或辅基5．作为代谢中间物的载体二、嘌呤核苷酸的合成代谢1．从头合成途径：利用一些简单的前体物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及CO2等，逐步合成嘌呤核苷酸的过程称为从头合成途径。

这一途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺。

合成过程可分为三个阶段：⑴次黄嘌呤核苷酸的合成⑵腺苷酸及鸟苷酸的合成⑶三磷酸嘌呤核苷的合成2．补救合成途径：又称再利用合成途径。

指利用分解代谢产生的自由嘌呤碱合成嘌呤核苷酸的过程。

这一途径可在大多数组织细胞中进行。

其反应为：A+ PRPP →AMP；G/I + PRPP →GMP/IMP。

3．抗代谢药物对嘌呤核苷酸合成的抑制：能够抑制嘌呤核苷酸合成的一些抗代谢药物，通常是属于嘌呤、氨基酸或叶酸的类似物，主要通过对代谢酶的竞争性抑制作用，来干扰或抑制嘌呤核苷酸的合成，因而具有抗肿瘤治疗作用。

三、嘧啶核苷酸的合成代谢1．从头合成途径：嘧啶核苷酸的主要合成步骤为：⑴尿苷酸的合成⑵胞苷酸的合成：UMP经磷酸化后生成UTP，再在胞苷酸合成酶的催化下，由Gln提供氨基转变为CTP。

⑶脱氧嘧啶核苷酸的合成2．补救合成途径：由分解代谢产生的嘧啶/嘧啶核苷转变为嘧啶核苷酸的过程称为补救合成途径。

以嘧啶核苷的补救合成途径较重要。

3．抗代谢药物对嘧啶核苷酸合成的抑制：能够抑制嘧啶核苷酸合成的抗代谢药物也是一些嘧啶核苷酸的类似物，通过对酶的竞争性抑制而干扰或抑制嘧啶核苷酸的合成。

四、嘌呤核苷酸的分解代谢：嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷酶的催化下分解生成嘌呤碱，最后产生的I和X经黄嘌呤氧化酶催化氧化生成终产物尿酸。

五、嘧啶核苷酸的分解代谢：嘧啶核苷酸可首先在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，产生的嘧啶碱可在体内进一步分解代谢。

调味品中呈味核苷酸的研究进展和我国标准化现状调味品是我们日常生活中不可或缺的食品，它能为食物增添风味，提升口感，使我们的餐桌更加丰富多样。

而调味品中的味道主要来自于呈味核苷酸，它们对于食物的味觉刺激具有重要作用。

本文将探讨调味品中呈味核苷酸的研究进展以及我国标准化现状。

一、呈味核苷酸的定义与作用呈味核苷酸是一类能够增强或改善食物味道的物质。

它们主要包括肌苷酸和鸟苷酸，这两种核苷酸在食物中被释放后，能够与味蕾上的味觉受体结合，产生鲜味和咸味的感觉。

呈味核苷酸不仅能够独立地提升食物的味道，还能够与其他味道物质相互作用，增强整体味觉感受。

二、呈味核苷酸的研究进展近年来，对呈味核苷酸的研究取得了一系列的突破进展。

科学家们通过对呈味核苷酸的提取、纯化和分离等方法，成功地揭示了其在食物中的分布和生成机制。

研究表明，呈味核苷酸主要存在于海产品、肉类和骨髓等食材中，并且在烹饪过程中会产生。

此外，科学家们还深入研究了呈味核苷酸与其他调味成分之间的相互作用。

他们发现，呈味核苷酸与谷氨酸、鸟味酸等氨基酸类物质能够相互协同作用，增强食物的鲜味和咸味。

这些研究为调味品的开发提供了理论基础。

三、我国调味品标准化现状目前，我国对调味品的标准化工作已经取得了一定的成果。

国家食品安全标准委员会制定了一系列有关调味品的标准，包括呈味核苷酸的检测方法、限量要求等。

这些标准在保障食品安全和促进行业健康发展方面发挥了积极的作用。

然而，我们也要清醒地认识到，我国调味品标准化工作存在一些不足之处。

首先，目前的标准主要关注于调味品中有害物质的限量要求，而对呈味核苷酸的监控还不够全面。

其次，标准的更新和修订速度较慢，无法及时适应市场的需求变化。

此外，标准的执行和监督也存在一定的问题，导致市场上一些劣质产品仍然存在。

四、完善我国调味品标准化的建议为了进一步完善我国调味品标准化工作，促进行业的健康发展，我们应该采取以下几点措施。

首先，加强对呈味核苷酸的相关研究，深入了解其在食物中的分布和生成机制，为标准的修订提供科学依据。

【生物知识点】核苷酸的主要功能核苷酸，一类由嘌呤碱或嘧啶碱、核糖或脱氧核糖以及磷酸三种物质组成的化合物。

核苷酸类化合物具有重要的生物学功能，核苷酸对于许多基本的生物学过程有一定的调节作用。

核苷酸类化合物具有重要的生物学功能，它们参与了生物体内几乎所有的生物化学反应过程。

现概括为以下五个方面：①核苷酸是合成生物大分子核糖核酸(RNA)及脱氧核糖核酸(DNA)的前身物，RNA中主要有四种类型的核苷酸：AMP、GMP、CMP和UMP，这四种类型的核苷酸从头合成前身物是磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质。

DNA中主要有四种类型脱氧核苷酸：dAMP、dGMP、dCMP和dTMP，它们是由各自相应的核碳核苷酸在二磷酸水平上还原而成的。

②三磷酸腺苷(ATP)在细胞能量代谢上起着极其重要的作用。

物质在氧化时产生的能量一ATP分子的高能磷酸键中。

ATP分子分解放能的反应可以与各种需要能量做功的生物学反应互相配合，发挥各种生理功能，如物质的合成代谢、肌肉的收缩、吸收及分泌、体温维持以及生物电活动等。

因此可以认为ATP是能量代谢转化的中心。

③ATP还可将高能磷酸键转移给UDP、CDP及GDP生成UTP、CTP及GTP。

它们在有些合成代谢中也是能量的直接来源。

而且在某些合成反应中，有些核苷酸衍生物还是活化的中间代谢物。

例如，UTP参与糖原合成作用以供给能量，并且UDP还有携带转运葡萄糖的作用。

④腺苷酸还是几种重要辅酶，如辅酶Ⅰ(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，(NAD+)、辅酶Ⅱ(磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，NADP+)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)及辅酶A(CoA)的组成成分。

NAD+及FAD是生物氧化体系的重要组成成分，在传递氢原子或电子中有着重要作用。

CoA作为有些酶的辅酶成分，参与糖有氧氧化及脂肪酸氧化作用。

⑤核苷酸对于许多基本的生物学过程有一定的调节作用。

一切生物体的基本成分，对生物的生长、发育、繁殖和遗传都起着主宰作用。

核苷酸的抗代谢物
核苷酸抗代谢物是一类具有抗代谢作用的生物分子，能够在生物体内干扰核苷酸的正常代谢过程。

核苷酸是生物体内非常重要的化学物质，它们是核酸（DNA和RNA）的基本组成单位，同时还在能量代谢、信号传导等多种生物过程中发挥作用。

核苷酸抗代谢物通过对核苷酸代谢的干扰，可以影响生物体的生长、发育、免疫等多种生理功能。

核苷酸抗代谢物可分为以下几类：
1.核苷酸类似物：这类抗代谢物结构与核苷酸相似，可以与核酸酶结合，抑制酶的活性，从而影响核苷酸的代谢。

例如，氟尿嘧啶（5-FU）是一种广泛应用于抗肿瘤的核苷酸类似物。

2.核苷酸酸碱基类似物：这类抗代谢物通过替换核酸中的酸碱基，干扰核酸的合成与功能。

如阿糖胞苷（Ara-C）在抗病毒和抗肿瘤治疗中发挥作用。

3.核苷酸合成抑制剂：这类抗代谢物作用于核苷酸合成的关键酶，阻止核苷酸的生物合成。

如抗代谢药物甲氨蝶呤（MTX）可用于治疗痛风、风湿性关节炎等疾病。

核苷酸抗代谢物在生物体内的代谢途径主要包括：
1.酶催化降解：核苷酸抗代谢物在体内通过酶催化作用被降解为小分子物质，进而排出体外。

2.核苷酸酸碱基切除修复：生物体通过对受损核酸进行修复，使核苷酸抗代谢物失活。

3.转运蛋白介导排出：部分核苷酸抗代谢物可通过转运蛋白从细胞内排
出，减少其对生物体的毒性。

核苷酸抗代谢物在医学、生物化学等领域具有广泛的研究与应用前景。

抗代谢药物在治疗肿瘤、病毒感染、风湿性疾病等方面取得了显著的疗效。

此外，核苷酸抗代谢物还可用作生物传感器、基因诊断和治疗等。

核苷酸的功效核苷酸以维持免疫系统的正常功能，提高机体对各类病菌的抵抗力。

核苷酸即能促进小肠成熟，改善肠道吸收功能。

还可以刺激双歧杆菌生长，减少便秘、腹泻的发生。

此外核苷酸还有极好的抗氧化作用，维持肝脏的正常功能。

核苷酸对肠道生长发育的影响外源核苷酸能加速肠细胞的分化、生长与修复，促进小肠成熟，并促进肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌的生长。

因此，外源核苷酸可促进肠道发育，降低腹泻率，提高饲料利用率，从而改善生产性能。

核苷酸对机体免疫系统功能的影响外源核苷酸是维持机体正常免疫状态的必需物质。

尽管机体能利用小分子物质合成核苷酸，但免疫系统必须有外源核苷酸才能维持其正常功能，这可能因为参与免疫的大部分细胞不能合成足够的核苷酸有关。

核苷酸对肝脏代谢的影响核苷酸参与调节肝脏的蛋白质合成，与维持肝脏的正常功能有关。

肝脏是从头合成核苷酸的最主要器官，有研究证明在断奶仔鼠日粮中添加核苷酸，发现试验组肝中胆固醇和磷脂含量显著高于对照组，然而肝中的脂肪酸组成和磷脂分配并不受影响。

核苷酸的抗氧化和抗应激等功能核苷酸碱基的氮氧原子能够捕获亚油酸氧化过程中形成的自由基，减少由脂质过氧化引起的细胞膜及各种DNA损伤。

饲喂富含核苷酸饲料能明显降低猪应激后引起的肌酸激酶、乳酸脱氢酶和天门冬氨酸转氨酸的活性。

核苷酸在生物体内不断进行合成和降解过程，其合成的途径主要有两条：一是从头合成途径（De novo synthesis），在机体内以一些氨基酸（谷氨酰胺、天冬氨酸、甘氨酸）、甲酸盐和二氧化碳等为原料从头合成；二是补救途径（Salvage）：有机体内的磷酸核糖与外源核酸、核苷酸水解产生的自由碱基发生磷酸核糖化作用，从而合成相应的核苷酸。

机体许多生长代谢旺盛的组织（小肠、大肠、淋巴）和细胞（红细胞、白细胞等）从头合成的核苷酸能力有限，尤其当动物处在受到免疫应激、肝损伤、饥饿及快速生长的情况下，内源合成的核苷酸不能满足机体的需要，因此，外源核苷酸的价值就在于“补救途径”。

第十一章核酸的代谢第一节核酸降解和核苷酸代谢⏹核酸的基本结构单位是核苷酸，核酸代谢与核苷酸代谢密切相关，细胞内存在多种游离的核苷酸，是代谢中极为重要的物质，几乎参加细胞内所有的生化过程：⏹ 1、核苷酸是核酸生物合成的前体。

⏹ 2、核苷酸衍生物是许多生物合成的中间物。

如：UDP-葡萄糖是糖原合成的中间物。

CDP-二脂酰甘油是磷酸甘油酯合成的中间物。

⏹ 3、ATP是生物能量代谢中通用的高能化合物。

⏹ 4、腺苷酸是三种重要辅酶：烟酰胺核苷酸（NAD NADP)、黄素嘌呤二核苷酸（FAD)和辅酶A的组分。

⏹ 5、某些核苷酸是代谢的调节物质。

⏹ cAMP,cGMP是许多激素引起的胞内信使⏹核酸降解为核苷酸，核苷酸还能进一步分解，在生物体内核苷酸可由其他化合物合成，某些辅酶的合成与核酸的代谢亦有关。

⏹讲授内容：核糖核酸、脱氧核糖核酸的分解与合成。

一. 核酸的解聚和核苷酸的降解⏹核酸降解酶种类⏹核酸外切酶: 催化核酸从3’端或5’端解聚,形成5’-核苷酸和3’-核苷酸。

⏹核酸内切酶: 水解核酸分子内的磷酸二酯键。

⏹限制性内切酶: 专一识别并水解外源双链DNA上特定位点的核酸内切酶。

⏹核苷酸降解酶：⏹核苷酸酶:核苷酸水解为核苷和磷酸。

⏹核苷酸 + H2O 核苷+Pi⏹核苷磷酸化酶: 水解核苷为碱基和戊糖-1-磷酸。

核苷 + 磷酸核苷磷酸化酶碱基 + 戊糖-1-磷酸⏹核苷水解酶: 水解核苷为碱基和戊糖。

⏹存在于植物和微生物中。

核糖核苷 + H2O 核苷水解酶碱基 + 戊糖只对核糖核苷作用，反应不可逆。

二. 碱基降解⏹㈠. 嘌呤碱的分解⏹⒈ 脱氨⏹动物组织腺嘌呤脱氨酶含量极少，而腺嘌呤核苷酸脱氨酶和腺嘌呤核苷脱氨酶的活性高，腺嘌呤的脱氨可在其核苷和核苷酸水平上进行。

⏹鸟嘌呤脱氨在鸟嘌呤水平上。

⏹鸟嘌呤核苷鸟嘌呤黄嘌呤尿酸⏹⒉ 转变为尿酸⏹鸟嘌呤 + H2O 鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤 + NH3⏹次黄嘌呤 + O2 + H2O 黄嘌呤氧化酶黄嘌呤 + H2O2⏹黄嘌呤 + O2 + H2 O 黄嘌呤氧化酶尿酸 + H2O2痛风：嘌呤代谢障碍有关,正常血液：2-6mg /100ml, 大于8mg/100ml,尿酸钾盐或钠盐沉积于软组织、软骨及关节等处,形成尿酸结石及关节炎,沉积于肾脏为肾结石,基本特征为高尿酸血症。

细胞中游离的四种脱氧核苷酸
脱氧核苷酸，又称核苷酸核糖核苷类物质，是细胞新陈代谢和遗传复制的重要物质。

它们是细胞进行代谢和蛋白质合成所必需的物质，参与细胞生命活动的各种生化反应，主要由四种游离的脱氧核苷酸构成。

其中，第一种是腺苷（Adenine），也称腺烷，具有醛基氮的碱性，是核苷酸结构中的基本元素，常用于遗传物质的合成和信号转导等过程。

第二种是胸苷（Guanine），它也有一个醛基氮，常与腺苷一起参与核苷酸结构的合成过程，同时也参与多种复杂的生物反应和细胞信号转导。

第三种是胞嘧啶（Thymine），是一种有甲基氮和碳醛基组成的核苷酸，具有多种营养物质，和其他脱氧核糖核苷酸一样，在细胞新陈代谢和遗传复制等过程中发挥重要作用。

最后一种是胞糖（Cytosine），它与其它三种游离的脱氧核糖核苷酸一样，也比较重要。

它可以参与细胞新陈代谢，修饰蛋白质，且也是进行DNA复制和信号转导的重要物质。

因此，脱氧核苷酸在细胞中起着重要作用，它们不仅可以游离在细胞体外，也可以被双结合合成细胞体内的核苷酸，来发挥生命力。

可见，它们是细胞进行新陈代谢、遗传复制和信号转导的重要物质。

何谓核苷酸核苷酸是核酸的基本结构单位，是由核苷和磷酸组成，是核酸的前体物质，细胞内存在多种游离的核苷酸，它们几乎参与细胞的所有生化过程，是代谢上极为重要的物质。

核酸、基因、与核苷酸的关系如何？核酸（DNA）的结构是一条双螺旋的长链；基因则是链上的若干片段；核苷酸是组成片段的基本单位。

核苷酸是组成核酸的基本结构单位，核苷酸是核酸生物合成的前体。

基因是核酸分子（DNA）的一个片段，由四种特定核苷酸按一定顺序串联而成，基因的功能由核苷酸顺序和表达调控所决定，二者若发生异常的改变，人体就会产生疾病。

因此，有人把核酸形象地比作一座大厦，基因是大厦的房间，核苷酸则是构筑大厦的基石。

为什么说核酸使人体最重要的抗衰老营养素？核酸是人体最重要的抗衰老营养素，这是美国著名科学家核酸营养学的创立人班·杰明·弗兰克,通过20年的研究得出的结论.据调查,日本、挪威、瑞典、荷兰、冰岛等国，人们喜食富含核酸的食物，使这些国家长寿人群比例远远高于其它国家。

研究证实，核酸与人体健康长寿有密切关系。

核酸在细胞的新陈代谢、蛋白质的合成、能量传输方面，有着重要作用，对一切生物的生长、发育、繁殖、遗传及变异等重大生命活动，都起着关键作用，人体核酸含量充足，新陈代谢、生理功能正常，人就能健康长寿。

因此，弗兰克称核酸为生命的源泉。

外源核酸在人体内的代谢途径。

核酸是高分子化合物，核酸进入人体不能直接被人体吸收与利用，它必须在人体自身酶及大量的能量的作用下，分解为能被人体直接利用的核苷酸、核苷、碱基、戊糖、磷酸等物质，由小肠粘膜吸收进入肝脏，然后进行分解或直接用于合成人体自身核酸的原料。

神奇的核苷酸营养在人体的正常新陈代谢过程中，每天约有数以亿计的细胞死亡，同时又有数以亿计的细胞新生，换而言之，人体每天必须制造出数以亿计的基因组。

现代医学最新研究成果已经表明：人类的疾病大都是由于基因变异、基因受损所致。

而核苷酸能直接作用于人体的细胞，使基因的自我复制和自我修复正常进行，从而增强人体免疫力与抵抗力。

微生物生理部分名解速效氮源：实验室常用牛肉膏、蛋白质、酵母膏做氮源。

速效氮源，通常是有利于机体的生长，迟效氮源有利于代谢产物的形成。

生长因子（growth factor）通常指那些微生物生长所必需而且需要量很少，但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。

主要包括维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶（碱基）及其衍生物，此外还有甾醇、胺类、脂肪酸等等。

一般来自动、植物体，是（1）微生物在生长过程中不能自已合成的（2）生长繁殖必需的（3）需要量较少的（4）外界加入的的有机物。

生长因子谱：维生素、氨基酸、嘌呤(或嘧啶)；提供方式：原料：酵母膏、玉米浆、肝浸出液、麦芽汁、新鲜动植物组织。

水活度：在相同的温度、压力下，溶液中水的蒸汽压和纯水蒸汽压之比。

细菌>酵母菌>霉菌、放线菌>耐盐菌0.9~0.99 0.88 0.8 0.76微生物营养缺陷型：某些菌株发生突变(自然突变或人工诱变)后，失去合成某种(或某些)对该菌株生长必不可少的物质(通常是生长因子如氨基酸、维生素)的能力，必须从外界环境获得该物质才能生长繁殖，这种突变型菌株称为营养缺陷型(auxotroph)，相应的野生型菌株称为原养型(prototroph)。

营养缺陷型菌株常用于代谢途径改造以及作为筛选标记。

航天育种是指利用航天卫星或高空气球使细胞在微重力、超真空和强辐射的环境下产生有利突变，进而培育新品种的方法。

DNA Shuffling:指DNA分子的体外重组，是基因在分子水平上进行有性重组(Sexual Recombination)。

stress response：细菌多生于动态多变的环境中(温度,pH,压力,氧化,营养,以及各种化学物质刺激等),细菌存在一个整体调控网络可以快速调节大量基因表达来快速适应这种环境变化,这种调控网络被称为stress response系统。

stress response systems在细菌中高度相似的,有一些在真核细胞和古菌中也是保守的(如热休克反应)。

多肽及核苷酸类物质
多肽及核苷酸类物质是蛋白质和核酸的两大类有机分子，它们在生物体最基本的组成单位中都具有重要的作用。

多肽是一种氨基酸残基连接而成的长度不等的肽链，每条肽链对应一种蛋白质，蛋白质是多种形式的多肽的存在。

多肽的分子量可以达到几千万，多肽的分子是由20种氨基酸残基连接而成的肽链，这些氨基酸残基之间以羧酸键为主要连接方式，但也有一些类似于受体相互作用的特殊情况。

核酸是生物体有机物质中的重要组成部分，主要包括DNA和RNA，分子量可达数万以上。

两种物质都是由核苷酸类物质共同组成的，只是结构和功能不同。

核苷酸类物质是核酸和多肽宏分子的建筑块，它由碱基、糖和磷酸三部分组成，它们通过酶合成法来形成，其中碱基一般是腺嘌呤和胞嘧啶，而糖则一般是葡萄糖。

磷酸作为一种强酸也参与到核苷酸类物质的合成过程中。

此外，核苷酸类类物质还有guanylic acid（G）、uracil（U）、inosinic acid（I）等，它们也是DNA和RNA的建筑块。