六核酸類物質(zhì)的發(fā)酵機制

第六章核酸類物質(zhì)的積累機制核酸發(fā)酵是在氨基酸發(fā)酵基礎上的進一步深化和發(fā)展的代謝控制發(fā)酵，即以代謝控制理論為依據(jù)，設法造就（選育）從遺傳角度解除了正常代謝控制機制的突變株。

1尿2第一節(jié)核苷酸的生物合成途徑核苷酸的生物合成有兩條不同途徑：①全合成途徑：從磷酸核糖開始，逐步加上必要的成分，最后閉合成環(huán)（嘌呤或嘧啶環(huán)）。②補救途徑：從培養(yǎng)基中吸取嘌呤或嘧啶堿基、戊糖、磷酸，通過一系列酶的作用合成核苷酸。3一、嘌呤核苷酸的合成途徑（一）從頭合成途徑：通過利用一些簡單的前體物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳單位及CO2等，逐步合成嘌呤核苷酸的過程稱為從頭合成途徑。這一途徑主要見于肝臟，其次為小腸和胸腺。

4合成步驟：可分為三個階段：1、次黃嘌呤核苷酸的合成：首先在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下，消耗ATP，由5‘-磷酸核糖合成PRPP(1’-焦磷酸-5‘-磷酸核糖)。然后再經(jīng)過大約10步反應，合成第一個嘌呤核苷酸—次黃苷酸（IMP）。

磷酸核糖焦磷酸合成酶5‘-磷酸核糖PRPP→→→→IMPATP

5672、腺苷酸及鳥苷酸的合成：IMP在腺苷酸代琥珀酸合成酶的催化下，由天冬氨酸提供氨基合成腺苷酸代琥珀酸（AMP-S），然后裂解產(chǎn)生AMP；IMP也可在IMP脫氫酶的催化下，以NAD+為受氫體，脫氫氧化為黃苷酸（XMP），后者再在鳥苷酸合成酶催化下，由谷氨酰胺提供氨基合成鳥苷酸（GMP）。

AMP-SAMPIMPXMPGMP893、三磷酸嘌呤核苷的合成：

10嘌呤核苷酸生物合成過程的特點：①合成過程是在5’－磷酸核糖基礎上進行的；②組成嘌呤環(huán)的各元素是逐個壘加到核糖的C1上去的，先合成咪唑環(huán)，隨著嘌呤環(huán)的生成，5’-核苷酸應運而生。第一個被合成的核苷酸是IMP。③AMP、GMP是由IMP轉化而生成的。11嘌呤環(huán)上各原子的來源來自谷氨酰胺的酰胺氮來自“甲酸鹽”來自天冬氨酸來自甘氨酸來自CO2來自“甲酸鹽”12（二）補救合成途徑：又稱再利用合成途徑。指利用分解代謝產(chǎn)生的自由嘌呤堿合成嘌呤核苷酸的過程。這一途徑可在大多數(shù)組織細胞中進行。其反應為：腺嘌呤磷酸核糖轉移酶A+PRPPAMP+PPi

次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶I/G+PRPPIMP/GMP+PPi13二、嘧啶嘌呤核苷酸的合成途徑

嘧啶核苷酸的生物合成過程同樣有兩條途徑：一條是在尚未完成的嘧啶環(huán)上接上磷酸核糖（主要途徑），然后再轉變?yōu)猷奏ず塑账幔涣硪粭l是由已經(jīng)完成的嘧啶來合成核苷酸（補救途徑）。全合成途徑：①首先以CO2和谷氨酰胺為原料合成氨基甲酰磷酸；②氨甲酰磷酸與天冬氨酸縮合生成氨甲酰天冬氨酸，再脫水、脫氨生成乳清酸；③乳清酸接受PRPP的5’-磷酸核糖生成乳清酸核苷酸，再進一步脫羧生成尿嘧啶核苷酸（UMP），可由激酶催化和ATP提供高能鍵而生成UDP和UTP；UMP可經(jīng)由氨基化生成胞嘧啶核苷酸（CMP）。14嘧啶核苷酸的主要合成步驟為：1、尿苷酸的合成：在氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ的催化下，以Gln，CO2，ATP為原料合成氨基甲酰磷酸。后者在天冬氨酸轉氨甲酰酶的催化下，轉移一分子天冬氨酸，從而合成氨甲酰天冬氨酸，然后再經(jīng)脫氫、脫羧、環(huán)化等反應，合成第一個嘧啶核苷酸，即UMP。Gln+CO2+2ATP氨基甲酰磷酸氨甲酰天冬氨酸乳清酸UMP1516嘧啶核苷酸的嘧啶環(huán)是由氨甲酰磷酸和天冬氨酸合成的。氨甲酰磷酸天冬氨酸17胞苷酸的合成18脫氧嘧啶核苷酸的合成19（二）補救合成途徑：由分解代謝產(chǎn)生的嘧啶/嘧啶核苷轉變?yōu)猷奏ず塑账岬倪^程稱為補救合成途