五、问答题

　　1.①嘌呤核苷酸合成特点：(a)不是先形成游离的嘌呤碱，再与核糖、磷酸生成核苷酸，而是直接形成次黄嘌呤核苷酸，再转变为其它嘌呤核苷酸;(b)合成首先从5’-磷酸核糖开始，形成PRPP;(c)由PRPPCl’原子开始先形成咪唑五元环，再形成六元环，生成IMP。

　　原料来源：甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2、甲酸盐;

　　②嘧啶核苷酸合成特点：(a)先形成嘧啶环，生成尿苷酸，由此转变为其它嘧啶核苷酸;(b)氨甲酰磷酸与天冬氨酸先形成乳清酸;(c)乳清酸再与pRpp结合生成乳清酸核苷酸，脱羧后生成UMP。

　　原料来源：氨甲酰磷酸 (CO2和NH3)、天冬氨酸。

　　2.提示：4研究细菌、动物发现四种脱氧核苷酸的形成可由同一种酶系催化完成，该酶系称为核糖核苷二磷酸还原酶，该酶系作用的底物必须是二磷酸核苷酸，所以脱氧核苷酸的合成是在二磷酸核苷酸基础上进行，而不能在一磷酸核苷酸或三磷酸核苷酸基础上进行。

　　3.①核苷酸降解的一般途径：

　　核苷酸→核苷→碱基+戊糖

　　②嘌呤降解：先脱氨，生成黄嘌呤后进一步降解生成尿酸(灵长类动物、鸟类、爬虫类、昆虫类等)→尿囊素(其它哺乳动物)→尿囊酸(植物)→尿素(大多数鱼类及两栖类)→氨和CO2(某些海洋无脊椎动物)。不同生物嘌呤降解终产物不同。 ，

　　③嘧啶降解：从脱氨开始，胞嘧啶生成尿嘧啶，尿嘧啶与胸腺嘧啶从还原、水解裂环、再还原，生成CO2、NH3和β-丙氨酸或β-氨基异丁酸。

　　4.两种核苷酸补救合成途径都是利用体内自由存在的碱基(嘌呤碱或嘧啶碱)和pRpp (5'-磷酸核糖-1'-焦磷酸)在特定的碱基(嘌呤或嘧啶)磷酸核糖转移酶作用下合成的。如嘌呤磷酸核糖转移酶有多种，分别催化不同的嘌呤核苷酸的合成;腺嘌呤磷酸核糖转移酶催化腺嘌呤和pRpp缩合形成腺嘌呤核苷酸，鸟嘌呤磷酸核糖转移酶催化鸟嘌呤和pRpp缩合形成鸟嘌呤核苷酸。同样，不同的嘧啶磷酸核糖转移酶分别催化相应的嘧啶核苷酸的合成。

　　5. 提示：氨基酸可作为核苷酸从头合成的原料，如甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺;核苷酸降解产物也可用于生成新的氨基酸，如核糖、尿素、β-丙氨酸或β-氨基异丁酸等。

　　6.核酸是由许许多多的核苷酸以3'，5'-磷酸二酯键连接而成的大分子，核酸酶的作用是打开核酸的磷酸二酯键，水解核酸为核苷酸和寡核苷酸片段。

　　核酸酶的分类是根据其对核酸作用的三个主要特征进行的。这三个主要特征是：

　　①对底物的专一性：仅作用于DNA，还是仅作用于RNA，或者对两者均可作用。根据其专一性，可将核酸酶分为核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶和非特异性核酸酶三种。

　　②作用方式：：是作用于多核苷酸内部，还是从多核苷酸链的一端逐个水解，如果是前者，人们称之为内切核酸酶;如果是后者，则称之为外切核酸酶;也有少数核酸酶既可作用于链的内部，也可作用于链的外部，这类酶的特异性不高。

　　③磷酸二酯键的打开方式：所有核酸酶都是磷酸二酯酶，对磷酸二酯键的作用(断开)有两种方式二(a)水解3'-OH和磷酸基团之间的键，产生带5'-磷酸基团的产物，如蛇毒磷酸二酯酶(b)水解5'-OH和磷酸基团之间的键，产生带3'-磷酸基团的产物，如牛脾磷酸二酯酶。

　　蛇毒磷酸二酯酶及牛脾磷酸二酯酶属外切核酸酶，但特异性不高，对于核糖核酸和脱氧核糖核酸都能分解。

　　内切核酸酶中包括非特异性内切核酸酶和限制性内切核酸酶。常见的非特异性内切核酸酶如链霉菌核糖核酸酶可作用于DNA和RNA，产生具有5，—磷酸末端的寡核苷酸。限制性内切核酸酶也称限制酶，存在于细菌中，特异性非常高，主要生物学功能是降解从外面侵入细胞的DNA，但不降解自身细胞中的DNA。

　　7.有的核酸内切酶是对某些碱基顺序或碱基对具有专一性，因此称为限制性内切核酸酶。存在于细菌中，特异性非常高，主要生物学功能是降解从外面侵入细胞的DNA，但不降解自身细胞中的DNA。限制酶可以识别双链DNA上具回文结构的特定位点，位点长度有4—8对碱基，切口具粘性末端或平末端，是一类极重要的工具酶。对研究DNA的分子生物学家而言，限制性内切核酸酶犹如一把天赐的神刀，可以用来解剖纤细的DNA分子。因此，在分析染色体结构，制作DNA的限制酶谱，测定较长的DNA序列、基团分离、基因重组等研究中，限制性内切核酸酶是不可缺少的工具。

　　8.应选用含有酵母细胞提取物的水解产物的培养基。因酵母细胞提取物的水解产物中含有核苷酸、核苷和碱基，这些都可被细菌补救合成途径中的酶系利用去合成自身生长、分化所需要的核苷酸。因此，不需要进行核苷酸的从头合成(denovo)。在快速生长的细胞中，核苷酸分解代谢产物的浓度较低，若使用简单的葡萄糖—盐组成的培养基，细菌体内补救合成途径所需要的酶的活性较低，须进行核苷酸的从头合成以满足快速生长的细胞的需要。

　　9.6-巯基嘌呤，与次黄嘌呤的结构相似，可抑制从次黄嘌呤核苷酸向腺苷酸和鸟苷酸的转变;同时，6-巯基嘌呤也是次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶的竞争性抑制剂，使pRpp 分子中的磷酸核糖不能转移给次黄嘌呤和鸟嘌呤，影响了次黄嘌呤核苷酸和鸟苷酸的补救合成途径，当然也就抑制了核酸的合成;故6-巯基嘌呤可用作抗癌药物。

　　氨基蝶呤(亦称氨基叶酸)和氨甲蝶呤是叶酸类似物，都是二氢叶酸还原酶的竞争性抑制剂，使叶酸不能转变为二氢叶酸和四氢叶酸;因此，影响了嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸合成所需要的一碳单位的转移，使核苷酸合成的速度降低甚至终止，进而影响核酸的合成。叶酸类似物也是重要的抗癌药物。氨基蝶呤及其钠盐、氨甲蝶呤是治疗白血病的药物，也用作杀鼠剂;氨甲蝶呤也是治疗绒毛膜癌的重要药物。三甲氧苄氨嘧啶可与二氢叶酸还原酶的催化部位结合， 阻止复制中的细胞合成胸苷酸和其它核苷酸，是潜在的抗菌剂和抗原生动物剂。三甲氧苄二氨嘧啶专一性抑制细菌的二氢叶酸还原酶，与磺胺类药物结合使用，治疗细菌感染性疾病。

　　5’-氟尿嘧啶和5’-氟脱氧尿苷，是重要的抗癌药物;在体内，它们可转变为5’-氟脱氧尿嘧啶核苷酸(F-dUMP)，后者是脱氧胸腺嘧啶核苷酸的类似物，是胸腺嘧啶核苷酸合成酶的自杀性抑制剂。 5’-氟脱氧尿嘧啶核苷酸的第六位碳原子与酶的硫氢基结合;接着，N5，NlO-亚甲基四氢叶酸与5’-氟脱氧尿嘧啶核苷酸的第五位碳原子结合，形成了一个共价结合的三元复合物，使酶不能把氟除去，干扰了尿嘧啶的甲基化， 因而不能合成胸腺嘧啶核苷酸;使快速分化的细胞由于缺乏胸苷酸不能合成DNA而死亡。