核酸的降解和核甘酸代謝課件

1、第三節(jié)第三節(jié) 核苷酸的合成代謝核苷酸的合成代謝核酸的酶促降解核酸的酶促降解核酸酶（磷酸二酯酶）核酸酶（磷酸二酯酶）核苷酸酶（磷酸單酯酶）核苷酸酶（磷酸單酯酶）核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶核酸核酸核苷酸核苷酸核苷核苷磷酸磷酸嘌呤或嘧啶嘌呤或嘧啶戊糖戊糖-1-1-磷酸磷酸 一、核酸酶：一、核酸酶：二、限制性內(nèi)切酶：在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)存在二、限制性內(nèi)切酶：在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)存在的一類能的一類能識(shí)別識(shí)別并并水解水解外源雙鏈外源雙鏈DNADNA的的核核酸內(nèi)切酶酸內(nèi)切酶，可用于特異切割，可用于特異切割DNA,DNA,常作為常作為工具酶。工具酶。1 1、核酸酶的分類、核酸酶的分類（1 1）根據(jù)對(duì)底物的）根據(jù)對(duì)底物的 專一性

2、分為專一性分為根據(jù)切割位點(diǎn)分為根據(jù)切割位點(diǎn)分為核糖核酸酶核糖核酸酶( (RNaseRNase) )非特異性核酸酶非特異性核酸酶核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶5 p p p pOHA p p p p3 CGTATGC牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶（5 5 端外切）端外切）蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶（3 3 端外切）端外切）5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACU p p pGA3 RNAase IRNAase T1Pu ：嘌呤嘌呤 Py：嘧啶嘧啶 牛胰核糖核酸酶牛胰核糖核酸酶I (RNaseI) I (RNaseI) 核糖核酸酶核糖核酸酶T1T1（RNaseT1RNaseT1）屬名屬名

3、限制性內(nèi)切酶是限制性內(nèi)切酶是分析染色體結(jié)構(gòu)、制作分析染色體結(jié)構(gòu)、制作DNADNA限制限制圖譜、進(jìn)行圖譜、進(jìn)行DNADNA序列測(cè)定和基因分離、基因體外重組序列測(cè)定和基因分離、基因體外重組等研究中不可缺少的工具等研究中不可缺少的工具，是一把天賜的神刀，用，是一把天賜的神刀，用來解剖纖細(xì)的來解剖纖細(xì)的DNADNA分子。分子。核苷酸酶核苷酸酶核苷水解酶核苷水解酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶（人類和靈長類動(dòng)物、（人類和靈長類動(dòng)物、爬蟲、鳥類）爬蟲、鳥類）（靈長類以外的哺乳動(dòng)物）（靈長類以外的哺乳動(dòng)物）（植物）（植物）（魚類、兩棲類）（魚類、兩棲類）（海洋無脊椎動(dòng)物）（海洋無脊椎動(dòng)物）腺嘌呤脫氨酶腺嘌呤脫氨酶

4、鳥嘌呤脫氨酶鳥嘌呤脫氨酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤黃嘌呤氧化酶氧化酶尿酸氧化酶尿酸氧化酶尿囊尿囊素酶素酶尿囊酸酶尿囊酸酶脲酶脲酶( (硬骨魚硬骨魚) )脫氨脫氨 氧化氧化 水解水解痛風(fēng)癥的治療機(jī)制痛風(fēng)癥的治療機(jī)制鳥嘌呤鳥嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤黃嘌呤尿酸尿酸黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇別嘌呤醇胞嘧啶脫氨酶胞嘧啶脫氨酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫嘧二氫嘧啶酶啶酶脲基丙酸酶脲基丙酸酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫嘧啶酶二氫嘧啶酶脲基丙酸酶脲基丙酸酶NH3+CO2+NH3+CO2+NADPH +H+ -哺乳動(dòng)物哺乳動(dòng)物NADH+H+ -細(xì)細(xì) 菌菌脫氨脫

5、氨 還原還原 水解水解l從頭合成途徑從頭合成途徑l補(bǔ)救合成途徑補(bǔ)救合成途徑一、嘌呤核苷酸的生物合成一、嘌呤核苷酸的生物合成是指利用是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳氧化碳等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列復(fù)雜的酶等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列復(fù)雜的酶促反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的途徑。促反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的途徑。 肝肝是體內(nèi)是體內(nèi)從頭合成嘌呤從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，核苷酸的主要器官，其次是其次是小腸小腸和和胸腺胸腺，而，而腦、骨髓腦、骨髓則無法進(jìn)行此則無法進(jìn)行此合成途徑。合成途徑。（一）嘌呤核苷酸的（一）嘌呤核苷酸的從頭合成從頭合成定義定義合成部位合成部位嘌呤

6、堿合成的元素來源嘌呤堿合成的元素來源CO2天冬氨酸天冬氨酸甲?；柞；ㄒ惶紗挝唬ㄒ惶紗挝唬└拾彼岣拾彼峒柞；柞；ㄒ惶紗挝唬ㄒ惶紗挝唬┕劝滨０饭劝滨０罚０坊０坊┻^程過程1. IMP1. IMP的合成的合成2. AMP2. AMP和和GMPGMP的生成的生成R-5-P（5-5-磷酸核糖）磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）（磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳及一碳單位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步參與下天冬氨酸的逐步參與下IMP AMP GMPH2N-1-R-5 -P（5 -磷酸核糖胺磷酸核糖胺）谷

7、氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶拮抗物拮抗物: : 重氮絲氨酸重氮絲氨酸1. IMP1. IMP的合成過程的合成過程 磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶 GAR GAR合成酶合成酶 轉(zhuǎn)甲?；皋D(zhuǎn)甲酰基酶 FGAM FGAM合成酶合成酶 AIR AIR合成酶合成酶IMPIMP生成總反應(yīng)過程生成總反應(yīng)過程葉酸拮抗物葉酸拮抗物: : 氨基蝶呤氨基蝶呤, ,氨甲氨甲蝶呤蝶呤腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMPIMP脫氫酶脫氫酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMPGMP合成酶合成酶AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPA

8、TP激酶激酶ADPATP激酶激酶 利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡單的反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的過程，稱為簡單的反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的過程，稱為補(bǔ)救合成（或重新利用）途徑。補(bǔ)救合成（或重新利用）途徑。定義定義腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(adenine phosphoribosyl transferase, APRT)(adenine phosphoribosyl transferase, APRT)次黃嘌呤次黃嘌呤- -鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine- (hypoxanthine- guanine phosph

9、oribosyl transferase, HGPRT)guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT)腺苷激酶腺苷激酶(adenosine kinase)(adenosine kinase)參與補(bǔ)救合成的酶參與補(bǔ)救合成的酶腺嘌呤腺嘌呤 + + PRPPAMP + PPiAPRT次黃嘌呤次黃嘌呤 + + PRPPIMP + PPiHGPRT鳥嘌呤鳥嘌呤 + + PRPPHGPRTGMP + PPi合成過程合成過程腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMP主要是肝細(xì)胞胞液主要是肝細(xì)胞胞液是指利用是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位磷酸核糖、氨基酸、一

10、碳單位及及COCO2 2等等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。 定義定義合成部位合成部位嘧啶合成的元素來源嘧啶合成的元素來源( (谷氨酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、天冬氨酸、COCO2 2) )。 氨基氨基甲酰磷酸甲酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸合成過程合成過程1. 1. 尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺谷氨酰胺 + + HCO3-氨基甲酰磷氨基甲酰磷酸合成酶酸合成酶IIII2ATP2ADP+Pi谷氨酸谷氨酸 + + 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸CPS-ICPS-II肝細(xì)胞線粒體中肝細(xì)胞線粒體中氨氨N-乙酰谷氨酸乙酰

11、谷氨酸胞液（所有細(xì)胞）胞液（所有細(xì)胞）谷氨酰胺谷氨酰胺無無分布分布氮源氮源變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑功能功能尿素合成尿素合成嘧啶嘧啶 合成合成CPS-ICPS-II肝細(xì)胞線粒體中肝細(xì)胞線粒體中氨氨N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸胞液（所有細(xì)胞）胞液（所有細(xì)胞）谷氨酰胺谷氨酰胺無無分布分布氮源氮源變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑功能功能尿素合成尿素合成嘧啶嘧啶 合成合成氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶 I、II 的區(qū)別的區(qū)別2. 2. 胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶尿苷酸激酶 UDP二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶合成酶谷氨酰胺谷氨酰胺ATP谷氨酸谷氨酸ADP+P

12、i- -ATP + CO2+ + 谷氨酰胺谷氨酰胺氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酰天冬氨酸氨基甲酰天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸天冬氨酸嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸ATP + 5-磷酸核糖磷酸核糖嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸PRPP-嘧啶嘧啶 + + PRPPPRPP嘧啶核苷嘧啶核苷 + + PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷 + + ATP尿苷激酶尿苷激酶UMP +ADP 胸腺嘧啶核苷胸腺嘧啶核苷 + + ATP胸苷激酶胸苷激酶TMP +ADPNADP+NADPH+H+硫氧還蛋白硫氧還蛋白還原酶還原酶FAD核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶（B1和和B2）ATP 、Mg2+硫氧還蛋白硫氧還蛋白（還原型）（還原型）SHSH硫氧還蛋白硫氧還蛋白（氧化型）（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+ H2O脫氧核糖核苷二磷酸脫氧核糖核苷二磷酸ADP、GDP、CDP、UDP腺嘌呤、鳥嘌呤腺嘌呤、鳥嘌呤和胞嘧啶核糖核和胞嘧啶核糖核苷酸經(jīng)還原，將苷酸經(jīng)還原，將核糖第二位碳原核糖第二位碳原子的氧脫去，即子的氧脫去，即成為相應(yīng)的脫氧成為相應(yīng)的脫氧核糖核苷酸。核糖核苷酸。還原反應(yīng)一般在還原反應(yīng)一般在核苷二磷酸核苷二磷酸（NDPNDP）水平上）水平上進(jìn)行進(jìn)行三、脫氧核苷酸的生物合成三、脫氧核苷酸的生物合成（大腸