核酸降解和核苷酸代謝

1、關(guān)于核酸的降解和核苷酸代謝 第一張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 食物中的核酸，經(jīng)腸道酶系降解成各種核苷酸，再在相關(guān)酶作用下，分解產(chǎn)生嘌呤、嘧啶、核糖、脫氧核糖和磷酸，然后被吸收。 吸收到體內(nèi)的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部分可再利 用，合成核苷酸。 人和動(dòng)物所需的核酸無(wú)須直接依賴于食物，只要食物中有足夠的磷酸鹽，、糖和蛋白質(zhì)，核酸就能在體內(nèi)正常合成。第一節(jié) 核酸的酶促降解第二張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核酸酶限制性內(nèi)切酶 核酸酶 核苷酸酶 核苷磷酸化酶 核酸 核苷酸 核苷 堿基+戊糖-1-P磷酸第三張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核 酸 酶1、核酸酶的分類（

2、1）根據(jù)對(duì)底物的 專一性分為（2）根據(jù)切割位點(diǎn)分為核糖核酸酶(RNase)脫氧核糖核酸酶(DNase)非特異性核酸酶核酸內(nèi)切酶核酸外切酶2、核酸酶的作用特點(diǎn)第四張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月外切核酸酶對(duì)核酸的水解位點(diǎn)5 p p p pOHB p p p p3BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶（ 5端外切5得3）蛇毒磷酸二酯酶（ 3端外切3得5）第五張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月內(nèi)切核酸酶對(duì)RNA的水解位點(diǎn)示意圖5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACU p p pGA3RNAase IRNAase IRNAase T1RNAase T1Pu ：嘌呤 Py：嘧

3、啶 第六張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月限制性內(nèi)切酶 原核生物中存在著一類能識(shí)別外源DNA雙螺旋中4-8個(gè)堿基對(duì)所組成的特異的具有二重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的回文序列，并在此序列的某位點(diǎn)水解DNA雙螺旋鏈，產(chǎn)生粘性末端或平末端，這類酶稱為限制性內(nèi)切酶（ristriction endonuclease）。第七張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第八張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月限制性內(nèi)切酶的命名和意義Eco R I序號(hào)屬名種名株名例：Eco R I，這是從大腸桿菌（E.coli）R菌珠中分離出的一種限制性內(nèi)切酶限制酶的命名：E.coRI第一位： 屬名E（大寫(xiě)）第二、三位：種名的頭

4、兩個(gè)字母小寫(xiě)co第四位： 菌株R第五位： 從該細(xì)菌中分離出來(lái)的這一類酶的編號(hào)第九張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 限制性內(nèi)切酶是分析染色體結(jié)構(gòu)、制作DNA限制圖譜、進(jìn)行DNA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，是一把天賜的神刀，用來(lái)解剖纖細(xì)的DNA分子。第十張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 核苷酸的降解 核苷酸酶 核苷酶核苷酸 核苷 堿基+（脫氧）戊糖-1-P磷酸第十一張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一 嘌呤的分解代謝 首先在各自的脫氨酶的作用下水解脫氨，脫氨反應(yīng)可發(fā)生在嘌呤堿、核苷及核苷酸水平上。第十二張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于202

5、2年6月 不同種類的生物分解嘌呤的能力不同，產(chǎn)物也不同。人、靈長(zhǎng)類、鳥(niǎo)類、某些爬蟲(chóng)類將嘌呤分解成尿酸，其他生物還可將尿酸進(jìn)一步分解成尿囊素、尿囊酸、尿素、甚至CO2、NH3。 第十三張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月嘌呤的分解第十四張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 排尿酸動(dòng)物：靈長(zhǎng)類、鳥(niǎo)類、昆蟲(chóng)、排尿酸爬蟲(chóng)類 排尿囊素動(dòng)物：哺乳動(dòng)物（靈長(zhǎng)類除外）、腹足類 排尿囊酸動(dòng)物：硬骨魚(yú)類 排尿素動(dòng)物：大多數(shù)魚(yú)類、兩棲類 某些低等動(dòng)物能將尿素進(jìn)一步分解成NH3和CO2排出。 植物分解嘌呤的途徑與動(dòng)物相似，產(chǎn)生各種中間產(chǎn)物（尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）。 微生物分解嘌呤類物質(zhì)，生成NH3

6、、CO2及有機(jī)酸（甲酸、乙酸、乳酸、等）。 第十五張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二 嘧啶的分解 胞苷脫氫酶 尿苷酶 胞苷 尿苷 尿嘧啶 脫氧胸苷酶 脫氧胸苷 胸腺嘧啶NH3核糖脫氧核糖第十六張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月嘧啶的分解第十七張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 核苷酸的合成代謝一、核糖核苷酸的生物合成二、脫氧核糖核苷酸的生物合成第十八張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、核糖核苷酸的生物合成1、嘌呤核苷酸的生物合成(1) 從頭合成途徑(2) 補(bǔ)救途徑2、嘧啶核苷酸的生物合成(1) 從頭合成途徑(2) 補(bǔ)救合成途徑第十九張，PPT共四十四頁(yè)

7、，創(chuàng)作于2022年6月1、嘌呤核苷酸的生物合成(1) 從頭合成途徑由5-磷酸核糖-1-焦磷酸（5-PRPP）開(kāi)始，先合成次黃嘌呤核苷酸，然后由次黃嘌呤核苷酸（IMP）轉(zhuǎn)化為腺嘌呤核苷酸和鳥(niǎo)嘌呤核苷酸。嘌呤環(huán)合成的前體：CO2 、甲酸鹽、Gln、Asp、Gly嘌呤環(huán)的元素來(lái)源及摻入順序A. Gln提供-NH2：N 9B. Gly：C4、C5、N7C. 5.10-甲川FHFA：C8D. Gln提供-NH2：N3閉環(huán)E CO2：C 6F. Asp提供-NH2：N 1G 10-甲酰THFA：C 2 第二十張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月來(lái)自谷氨酰胺的酰胺氮來(lái)自“甲酸鹽”來(lái)自天冬氨酸來(lái)自甘氨酸

8、來(lái)自CO2來(lái)自“甲酸鹽”第二十一張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 IMP合成概況： R-5-P5-氨基咪唑核苷酸，形成了咪唑環(huán)，第一階段: 5-氨基咪唑核苷酸IMP，在5-氨基咪唑核苷酸分子上形成另一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)（嘧啶環(huán)），形成IMP。 第二階段:第二十二張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5-磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺甘氨酸甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸5-氨基咪唑核苷酸5-氨基咪唑-4-羧核苷酸IMP的 生物合成5-氨基咪唑-4-琥珀基-甲酰胺核苷酸5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸次黃嘌呤核苷酸（IMP）甲酰THFA延胡索酸

9、甲酰THFAFH4FH4CHO第二十三張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月總反應(yīng)式：5-磷酸核糖 + CO2 + 甲川THFA + 甲酰THFA + 2Gln + Gly + Asp + 5ATP IMP + 2THFA + 2Glu + 延胡索酸 + 4ADP + 1AMP + 4Pi + PPi第二十四張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、 腺嘌呤核苷酸的合成（AMP） IMP + Asp + GTPAMP + 延胡索酸腺苷酸琥珀酸合成酶腺苷酸琥珀酸 +GDP + PI腺苷酸琥珀酸裂解酶第二十五張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、 鳥(niǎo)嘌呤核苷酸的合成 IMP + N

10、AD + +H2OIMP脫氫酶黃嘌呤核苷酸 + NADH + H+黃嘌呤核苷酸 + Gln（或NH4+） + ATP + H2OGMP合成酶GMP + Glu + AMP + PPi第二十六張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月IMP轉(zhuǎn)變?yōu)镚MP和AMP第二十七張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）補(bǔ)救途徑（salvage pathway） 利用已有的堿基和核苷合成核苷酸 磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑（重要途徑）嘌呤堿和5-PRPP在特異的磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的作用下生成嘌呤核苷酸 phosphoribosyl transferase 第二十八張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(aden

11、ine phosohoribosyl transferase)(hypoxanthine-guanine phosohoribosyl transferase)嘌呤核苷酸的從頭合成與補(bǔ)救途徑之間存在平衡。Lesch-Nyan綜合癥就是由于次黃嘌呤：鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶缺陷，AMP合成增加，大量積累尿酸，腎結(jié)石和痛風(fēng)。 第二十九張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核苷激酶途徑腺嘌呤在核苷磷酸化酶作用下轉(zhuǎn)化為腺嘌呤核苷，后者在核苷磷酸激酶的作用下與ATP反應(yīng)，生成腺嘌呤核苷酸。 堿基 + 核糖-1-磷酸核苷磷酸化酶核苷 + Pi腺苷 + ATP腺苷激酶腺苷酸 + ADP第三十張，PPT共四十

12、四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月節(jié)約能量和一些氨基酸的消耗。有些組織（如腦、骨髓）不能從頭合成嘌呤核苷酸，只能進(jìn)行嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成。HGPRT完全缺失的患兒，表現(xiàn)為自毀容貌綜合癥。嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成的生理意義第三十一張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月先合成嘧啶環(huán)，然后再和PRPP作用形成核苷酸。 相同處：都有從頭合成途徑和補(bǔ)救途徑。 UMP CMPTMP與嘌呤核苷酸合成的顯著不同處：2 嘧啶核苷酸的生物合成 第三十二張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月嘧啶環(huán)上各原子的來(lái)源 天冬氨酸CO2NH3NNCCCC654321H2N-CO-P氨甲酰磷酸合成前體：氨甲酰磷酸、Asp 第三十三張

13、，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（1） 尿苷酸（UMP）的合成： 從頭合成途徑（De novo synthesis） 第一階段：合成氨甲酰磷酸 第二階段: 嘧啶核的形成第三階段：形成尿苷酸, 第三十四張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月尿嘧啶核苷酸合成途徑第三十五張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 補(bǔ)救途徑（salvage pathway） 尿苷磷酸化酶UraR-1-PPiU（尿苷）尿苷激酶UMPATPADP 尿嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶 UraPRPPPPi第三十六張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月嘧啶核苷酸補(bǔ)救合成途徑尿嘧啶+PRPP尿嘧啶+1-P-核糖尿嘧啶核苷+A

14、TPUMP+PPi尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP第三十七張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2） 胞苷酸（CMP）的合成UMP CMP + NH3第三十八張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月補(bǔ)救途徑 Cyt + PRPP CMP + PPi 胞苷激酶CMPCATPADP (胞苷)第三十九張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（3） 脫氧核苷酸的合成 核苷二磷酸的還原 第四十張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核糖核苷酸的還原反應(yīng)硫氧還蛋白核糖核酸還原酶系硫氧還蛋白還原酶核糖核苷酸還原酶核苷二磷酸還原酶NADP+NADPH+H+硫氧還蛋白還原酶FADATP 、Mg2+硫氧還蛋白（還原型）SHSH硫氧還蛋白（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+ H2O脫氧核糖核苷二磷酸第四十一張，PPT共四十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 脫氧胸苷酸（dTMP）的合成 UMPdTMP 要解決二個(gè)問(wèn)題: 糖基的脫氧 堿基的甲基化，先脫氧后甲基化，高等動(dòng)物中