核酸的酶促降解與核苷酸代謝課件

1、核酸的酶促降解與核苷酸代謝第九章第九章 核酸的酶促降解及核苷酸代謝核酸的酶促降解及核苷酸代謝 核酸的酶促降解核酸的酶促降解 核苷酸的代謝核苷酸的代謝核酸的酶促降解與核苷酸代謝第一節(jié)第一節(jié) 核酸的酶促降解核酸的酶促降解核酸核酸核酸酶核酸酶單核苷酸單核苷酸核酸酶核酸酶核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶核酸外切酶核酸外切酶3-核酸外切酶核酸外切酶5-核酸外切酶核酸外切酶非特異性核酸內(nèi)切酶非特異性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶核酸酶打斷的是核酸酶打斷的是3 ，5 -磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵核酸的酶促降解與核苷酸代謝一、一、 核苷酸的生理功能核苷酸的生理功能1、 核酸合成的原料：核酸合成的原料：2、 能量的利

2、用形式：能量的利用形式： ATP、GTP、UTP、CTP3、 參與代謝和生理調(diào)節(jié)：參與代謝和生理調(diào)節(jié)： ATP/ADP/AMP, cAMP、cGMP4、 組成輔酶（基）：組成輔酶（基）：腺苷酸腺苷酸5、 活性中間代謝物：活性中間代謝物：UDPG、ADPG葡萄糖葡萄糖:糖原合成糖原合成 CDP- 膽堿膽堿:磷酸甘油酯磷酸甘油酯合成合成 第二節(jié)第二節(jié) 核苷酸的代謝核苷酸的代謝核酸的酶促降解與核苷酸代謝核苷酸核苷酸核苷酸酶核苷酸酶核苷核苷嘧啶（嘌呤） 核糖（脫氧核糖）核苷酶核苷酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶嘧啶（嘌呤）核糖-1-磷酸脫氧核糖-1-磷酸核糖-5-磷酸磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑醛縮酶醛縮酶乙醛

3、甘油醛-3-磷酸二、二、 核苷酸的分解代謝核苷酸的分解代謝磷酸酯鍵磷酸酯鍵C,N-糖苷鍵糖苷鍵C,N-糖苷鍵糖苷鍵核酸的酶促降解與核苷酸代謝磷酸化酶水解酶存在廣泛 存在于植物/微生物催化可逆的反應(yīng) 反應(yīng)不可逆作用于核糖或脫氧核糖核苷 作用于核糖核苷核酸的酶促降解與核苷酸代謝核苷核苷核酸的酶促降解與核苷酸代謝（一）、嘌呤核苷酸的分解代謝（一）、嘌呤核苷酸的分解代謝核酸的酶促降解與核苷酸代謝（二）、嘧啶核苷酸的分解代謝（二）、嘧啶核苷酸的分解代謝嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸 嘧啶堿嘧啶堿+ +磷酸核糖磷酸核糖胞嘧啶胞嘧啶尿嘧啶尿嘧啶NHNH3 3、COCO2 2、-丙氨酸丙氨酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶 NHNH3

4、 3、COCO2 2、-氨基異丁酸氨基異丁酸核酸的酶促降解與核苷酸代謝NO=CNHCHCHCNH2NHO=CNHCHC-CH3CO胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶NH2NADPH+H+NADP+NO=CNHCHCHCO尿嘧啶尿嘧啶NHO=CNHCH2CH-CH3CO二氫胸二氫胸腺嘧啶腺嘧啶( (接下頁接下頁) )嘧啶的分解嘧啶的分解 -1H2O核酸的酶促降解與核苷酸代謝(接上頁接上頁)NADPH+H+NADP+H2ONO=CNHCHCHCO二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶HNO=CNHCH2CH-CH3HOOC-脲基異丁酸脲基異丁酸H2ONH2O=CNHCH2CH2HOOC-脲基丙酸脲基丙酸H2N-CH2-C

5、H2-COOH-丙氨酸丙氨酸CO2+NH3H2N-CH2-CH-COOH CH2-氨基異丁酸氨基異丁酸H2OH2O嘧啶的分解嘧啶的分解 -2核酸的酶促降解與核苷酸代謝嘧嘧啶啶核核苷苷酸酸的的分分解解代代謝謝核酸的酶促降解與核苷酸代謝三三 、核苷酸的合成代謝、核苷酸的合成代謝（一）、（一）、 5 -磷酸核糖的活化磷酸核糖的活化核酸的酶促降解與核苷酸代謝PRPP合成酶合成酶ATPAMP5 -磷酸核糖磷酸核糖5 -磷酸核糖磷酸核糖-1 -焦磷酸焦磷酸5 -磷酸核糖的活化磷酸核糖的活化核酸的酶促降解與核苷酸代謝（二）（二） 嘌呤核苷酸的合成途徑嘌呤核苷酸的合成途徑123456789嘌呤環(huán)各原子的來源嘌

6、呤環(huán)各原子的來源核酸的酶促降解與核苷酸代謝從頭合成過程：從頭合成過程：1. IMP1. IMP的合成：經(jīng)過的合成：經(jīng)過1111步反應(yīng)步反應(yīng) 1）5-磷酸核糖（磷酸戊糖途徑中產(chǎn)生）經(jīng)過磷酸核糖焦磷酸合成酶作用，磷酸核糖（磷酸戊糖途徑中產(chǎn)生）經(jīng)過磷酸核糖焦磷酸合成酶作用，活化生成磷酸核糖焦磷酸（活化生成磷酸核糖焦磷酸（phosphoribosyl pyrophosphate，PRPP）2）谷氨酰胺提供酰氨基取代）谷氨酰胺提供酰氨基取代PRPP上的焦磷酸，形成上的焦磷酸，形成5-磷酸核糖胺磷酸核糖胺（PRA），此反應(yīng)由磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶（），此反應(yīng)由磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶（amidotransferas

7、e）催化）催化3）由）由ATP供能，甘氨酸和供能，甘氨酸和PRA加合，生成甘氨酰胺核苷酸（加合，生成甘氨酰胺核苷酸（GAR）4）N5，N10-甲炔四氫葉酸供給甲酰基，使甲炔四氫葉酸供給甲?；?，使GAR甲?；?，生成甲酰甘氨酰胺甲?；杉柞８拾滨０泛塑账幔ê塑账幔‵GAR）5）谷氨酰胺提供酰氨氮，使）谷氨酰胺提供酰氨氮，使FGAR甲酰甘氨咪核苷酸（甲酰甘氨咪核苷酸（FGAM），此反應(yīng)），此反應(yīng)消耗消耗1分子分子ATP。6）FGAM脫水環(huán)化形成脫水環(huán)化形成5-氨基咪唑核苷酸（氨基咪唑核苷酸（AIR），此反應(yīng)需），此反應(yīng)需ATP參與。參與。至此，合成嘌呤環(huán)中的咪唑環(huán)部分。至此，合成嘌呤環(huán)中的咪唑環(huán)

8、部分。核酸的酶促降解與核苷酸代謝7）CO2連接到咪唑環(huán)上，作為嘌呤堿中連接到咪唑環(huán)上，作為嘌呤堿中C6的來源，生成的來源，生成5-氨基咪唑，氨基咪唑，4-羧酸核苷酸（羧酸核苷酸（CAIR）8）在）在ATP存在下，天氡氨酸與存在下，天氡氨酸與CAIR縮合生成縮合生成5-氨基咪唑氨基咪唑-4（N-琥珀酸）琥珀酸）-甲酰胺核苷酸（甲酰胺核苷酸（SAICAR）9）SAICAR在裂解酶的催化下，脫去一分子延胡索酸生成在裂解酶的催化下，脫去一分子延胡索酸生成5-氨基咪唑氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（甲酰胺核苷酸（AICAR）10）N10-甲酰四氫葉酸提供一碳單位，使甲酰四氫葉酸提供一碳單位，使AICAR甲酰

9、化，生成甲?；?，生成5-甲酰氨甲酰氨基基 咪唑咪唑-4-甲酰胺甲酰胺 核苷酸（核苷酸（FAICAR）11）FAICAR脫水環(huán)化，生成脫水環(huán)化，生成IMP核酸的酶促降解與核苷酸代謝核酸的酶促降解與核苷酸代謝2.AMP2.AMP和和GMPGMP的生成的生成 次黃嘌呤次黃嘌呤核苷酸核苷酸腺苷酸腺苷酸黃嘌呤核苷酸黃嘌呤核苷酸鳥苷酸鳥苷酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸核酸的酶促降解與核苷酸代謝核酸的酶促降解與核苷酸代謝 利用體內(nèi)現(xiàn)有游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡單利用體內(nèi)現(xiàn)有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。的反應(yīng)合成嘌呤核苷酸的過程。G/IPRPPGMP/IMPPPi+次黃嘌呤/鳥

10、嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶鳥嘌呤/次黃嘌呤A +PRPPAMP + PPi腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶腺嘌呤嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成核酸的酶促降解與核苷酸代謝（三）、（三）、 嘧啶核苷酸的合成嘧啶核苷酸的合成231天氡氨酸NNCCCC564氨基甲酰磷酸先合成嘧啶環(huán)，再與先合成嘧啶環(huán)，再與PRPP相連而成。相連而成。嘧啶環(huán)各原子的來源嘧啶環(huán)各原子的來源核酸的酶促降解與核苷酸代謝嘧啶核苷酸的從頭合成嘧啶核苷酸的從頭合成核酸的酶促降解與核苷酸代謝CTP的合成的合成核酸的酶促降解與核苷酸代謝嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成核酸的酶促降解與核苷酸代謝（四）（四） 脫氧核糖核苷酸的合成脫氧核糖核苷

11、酸的合成 ( (一一) ) 脫氧核糖核苷酸的合成脫氧核糖核苷酸的合成二磷酸核糖核苷二磷酸脫氧核苷核糖核苷酸還原酶還原型硫氧化還原蛋白_(SH)2氧化型硫氧化還原蛋白硫氧化還原蛋白還原酶NADP+NADPHH+SSNDPdNDP+,Mg2+ 核糖核苷酸還原酶從核糖核苷酸還原酶從NADPHNADPH獲得電子時，需要硫氧化獲得電子時，需要硫氧化還原蛋白作為電子載體，使其所含的巰基氧化為二硫鍵。還原蛋白作為電子載體，使其所含的巰基氧化為二硫鍵。氧化型的硫氧化還原蛋白再由硫氧化還原蛋白還原酶催化氧化型的硫氧化還原蛋白再由硫氧化還原蛋白還原酶催化( (以以FADFAD為輔基為輔基) )，重新生成還原型的硫氧化還原蛋白，由，重新生成還原型的硫氧化還原蛋白，由此構(gòu)成一個復(fù)雜的酶體系。此構(gòu)成一個復(fù)雜的酶體系。核酸的酶促降解與核苷酸代謝