核酸化學與核苷酸代謝

1、核酸化學與核苷酸代謝第1頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四 概述核酸與蛋白質(zhì)一樣，是一切生物機體不可缺少的組成部分。核酸是生命遺傳信息的攜帶者和傳遞者，它不僅對于生命的延續(xù)，生物物種遺傳特性的保持，生長發(fā)育，細胞分化等起著重要的作用，而且與生物變異，如腫瘤、遺傳病、代謝病等也密切相關。因此，核酸是現(xiàn)代生物化學、分子生物學和醫(yī)學的重要基礎之一。核酸是由核苷酸組成的具有復雜三維結(jié)構(gòu)的大分子化合物，是遺傳的物質(zhì)基礎。第2頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四第六節(jié) 核酸酶本章要講述的主要內(nèi)容 第一節(jié) 核酸的化學組成第二節(jié) 核酸的一級結(jié)構(gòu)第三節(jié) DNA的空間

2、結(jié)構(gòu)與功能第五節(jié) 核酸的理化性質(zhì) 及其應用第四節(jié) RNA的空間結(jié)構(gòu)與功能第3頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四第一節(jié) 核酸的化學組成脫氧核糖核酸(deoxyribonucliec acid DNA), 磷酸(phosphate)一. 核酸的種類二.核酸的化學組成堿基(base)戊糖(pentose)核糖核酸（ribonucliec acid, RNA)核酸核苷酸核酸酶第4頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四核 酸 的 種 類脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸（RNA)第5頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四兩類核酸的基本化學組成比

3、較 DNA RNA 嘌呤堿 腺嘌呤 (A ) 腺嘌呤 (A) （Purine bases ） 鳥嘌呤 (G) 鳥嘌呤 (G) 堿基(Base) 嘧啶堿 胞嘧啶 (C) 胞嘧啶(C) （Pyrimidine bases） 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶 (U)戊糖 D-2-脫氧核糖 D-核糖(Pentose) 酸 磷酸 磷酸(Acid)第6頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四CNCCCNNNCHHHNH2嘌呤堿123456789第7頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四嘌 呤CNCHCCCNNHCHNH2CNCCCCNNHCHOH2N腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)62

4、6第8頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四第9頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四HCHNHCCHCHNNH2OCCHNCHCHNHOONCHNCHCCHHOOCHNCCCHNHCH3嘧 啶胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）胸腺嘧啶（T）123456第10頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四第11頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四第12頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四核糖核酸（RNA）脫氧核糖核酸（DNA）核酸核苷酸核苷磷酸戊糖堿基核 酸 的 組 成核酸酶水解第13頁，共133頁，2022

5、年，5月20日，23點7分，星期四由戊糖和堿基以糖苷鍵連接而成核 苷脫氧核糖核糖嘌呤堿基嘧啶堿基第14頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四CNCHCCCNNHCHNH2+CNCHCCCNNHCHNH2腺苷9第15頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四CNCHCCCNNHCHNH2+CNCHCCCNNHCHNH2脫氧腺苷91第16頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四由核苷的戊糖羥基被磷酸酯化而成5第17頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四第18頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四 核苷酸的

6、命名含一個磷酸基團：核苷一磷酸（NMP）含兩個磷酸基團：核苷二磷酸（NDP）含三個磷酸基團：核苷三磷酸（NTP）N 代表各種堿基的名稱環(huán)化核苷酸：cNMP第19頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四O第20頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四第二節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)與功能一、DNA的結(jié)構(gòu)二、DNA的生物學功能1. DNA的一級結(jié)構(gòu)2. DNA的二級結(jié)構(gòu)3. DNA的三級結(jié)構(gòu)攜帶并傳遞遺傳信息第21頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四四種脫氧核糖核苷酸通過3、5 -磷酸二酯鍵彼此連接而形成的直線形或環(huán)線形分子.DNA分子中核苷酸的排列順

7、序.DNA 的 一 級 結(jié) 構(gòu)第22頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四核苷酸鏈的書寫方法第23頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四雙螺旋結(jié)構(gòu)即DNA分子的空間結(jié)構(gòu)1.Chargaff 堿基組成規(guī)律2.DNA晶體的X-射線圖譜研究 各原子之間的鍵長、鍵角一、 DNA分子模型建立DNA 的 二 級 結(jié) 構(gòu)由James Watson和Francis Crick提出第24頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四(1) 腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩爾數(shù)相等. A=T 鳥嘌呤與胞嘧啶的摩爾數(shù)相等. G=C嘌呤總數(shù)=嘧啶總數(shù) A+G=C+T(2) DN

8、A的組成具有種的特異性 (3) DNA的堿基組成沒有組織的特異性, 且較為穩(wěn)定,不隨年齡、營養(yǎng)狀態(tài)、 環(huán)境改變的影響Chargaff 堿基組成規(guī)律第25頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點1. 由兩條反向平行的脫氧多核苷酸（兩條鏈的走向為53和35），圍繞一中心軸（假想軸）構(gòu)成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。第26頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四彼此間以磷酸二酯鍵相連，構(gòu)成的骨架。2. 堿基在雙螺旋內(nèi)側(cè)。雙鏈中相對的堿基按和通過氫鍵配對連接，形成互補.磷酸基與脫氧核糖在外側(cè)，5C35C35C第27頁，共133頁，2022年，5月20日，23

9、點7分，星期四第28頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四 糖環(huán)平面與中心軸平行。3. 堿基平面與中心 軸垂直，各相鄰 平面部分重疊。第29頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四3.4nm4.雙螺旋的直徑為2nm沿軸向，每個堿基平面的距離為0.34nm每圈螺旋含有10對核苷酸，其軸向距為3.4nm, 第30頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四 (3) 離子鍵5.維持DNA雙螺旋穩(wěn)定的作用力(1) 互補堿基間的氫鍵(2) 使堿基平面堆積的平面間范德華力, 又稱堿基堆積力第31頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四二

10、、DNA結(jié)構(gòu)的多樣性A-DNA：右手螺旋B-DNA：Watson-Crick模型，右手螺旋生理條件下DNA最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形式Z-DNA：左手螺旋第32頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四DNA 的 三 級 結(jié) 構(gòu)原核生物真核生物沒有典型的細胞核結(jié)構(gòu)，真核生物的三級結(jié)構(gòu)是由分子與組蛋白(histine)和非組蛋白(nonhistineprotein,NHP)結(jié)合組成。被認為是原核生物的三級結(jié)構(gòu)被認為是真核生物的三級結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)核小體結(jié)構(gòu)第33頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四DNA 超 螺 旋 結(jié) 構(gòu)第34頁，共133頁，2022年，5月20日，23

11、點7分，星期四H2A、H2B、H3和H4各兩分子組成組蛋白八聚體，構(gòu)成核心組蛋白雙螺旋DNA以左手超螺旋的方式繞核心顆粒1.75圈，纏繞在核心組蛋白表面，構(gòu)成核心顆粒核心顆粒和 連接區(qū)DNA及附著在連接區(qū)DNA上的 組蛋白H1構(gòu)成核小體第35頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四一個個核小體連接成串珠狀結(jié)構(gòu)染色單體折疊折疊第36頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四第三節(jié) RNA的結(jié)構(gòu)和功能一、 RNA的類型1. 核蛋白體RNA(ribosomal RNA, rRNA)3. 轉(zhuǎn)運RNA (transfer RNA, tRNA)2. 信使RNA (mess

12、enger RNA, mRNA)4. 不均一核RNA(HnRNA)二、 RNA的結(jié)構(gòu)與功能5.小核RNA(SnRNA)第37頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四mRNA的結(jié)構(gòu)與功能一 、 mRNA的結(jié)構(gòu)特點(1) 3末端有多聚腺嘌呤的結(jié)構(gòu)(polyA)(2) 5末端具有帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppNm) (3) 一種 mRNA只含有一條多肽鏈的信息由HnRNA經(jīng)過剪接而成半衰期最短，幾分鐘到數(shù)小時第38頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四二 、 mRNA的功能蛋白質(zhì)合成的直接模板 把核內(nèi)DNA的堿基順序（遺傳信息），按照堿基互補的原則，抄襲并轉(zhuǎn)送至胞質(zhì)，在

13、蛋白質(zhì)合成中用以翻譯成蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序。第39頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四tRNA 的結(jié)構(gòu)與功能 1. 分子量最小一類RNA,占RNA總量10-25% 2. 分子中含有10%-20%的稀有堿基一、tRNA的結(jié)構(gòu)特點如假尿嘧啶（）, 二氫尿嘧啶（DHU）, 甲基化堿基（mG,mA)等 3. 3末端有CCA-OH, 是攜帶氨基酸的部位第40頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四 4. 具有識別密碼子功能的反密碼子 5. 二級結(jié)構(gòu)為三葉草形, 有三個環(huán)狀結(jié)構(gòu)（DHU環(huán)、T 環(huán)、反密碼環(huán)） 三級結(jié)構(gòu)為“倒L”形二、tRNA的功能在蛋白質(zhì)的合成過

14、程中作為各種氨基酸的載體并將其轉(zhuǎn)呈給mRNA第41頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四第42頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四tRNA的三級結(jié)構(gòu)第43頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四rRNA的結(jié)構(gòu)與功能一、 rRNA的結(jié)構(gòu)特點1. 含量最豐富,約占總RNA的80%以上2. 與核蛋白體蛋白結(jié)合成核蛋白體, rRNA 與蛋白質(zhì)既可分離,又可結(jié)合3. 核蛋白體由大小兩個亞基構(gòu)成,兩亞基呈不 規(guī)則形狀,聚合時中間有裂縫,可通過mRNA 第44頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四二、 rRNA的功能是細胞內(nèi)蛋白

15、質(zhì)合成的場所其他小分子RNA小核RNA（SnRNA)、小核仁RNA(SnoRNA)、小胞質(zhì)RNA（scRNA/7SL-RNA) 功能：參與HnRNA和rRNA的轉(zhuǎn)運和加工第45頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四原核生物核糖體的亞基組成第46頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四原核生物核蛋白體第47頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四真核生物核蛋白體第48頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四核 酶某些RNA分子本身具有自我催化能力，可以完成rRNA的剪接。這些RNA稱為核酶（ribozyme)意義：擴充了酶

16、的范圍，使之不再局限于蛋白質(zhì)。第49頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四第四節(jié) 核酸的理化性質(zhì)一、 核酸的粘度二、核酸的紫外吸收特性三、核酸的變性、復性及其分子雜交第50頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四 一 、 核 酸 的 粘 度* 分子量越大粘度也越大分子比分子小，粘度也就小* 生物分子的空間結(jié)構(gòu)也影響粘度。線形分子無規(guī)線團分子球形分子第51頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四二、核酸的紫外吸收特性嘌呤堿和嘧啶堿有共軛雙鍵，都能強烈吸收紫外光，最大吸收波長為260nm蛋白質(zhì)對紫外光的最大吸收波長是280nm第52頁，共13

17、3頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四紫外分光光度法檢測核酸的純度通過測定波長在260nm和280nm處吸光度的比值(A260A280)來估計核酸樣品的純度DNA溶液： A260A280=1.8 RNA溶液：A260A280= 2.0方法：第53頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四在波長260nm紫外線下，吸光度為1.00時，紫外分光光度法估計核酸的濃度取5l雙鏈DNA樣品,加水稀釋至1ml。以1ml純水作為參照測定波長在260nm處的吸光度值(260),假如測得稀釋樣品的260值為0.500，相當于50g/ml的雙鏈DNA,40g/ml的單鏈DNA或RNA,

18、20g/ml的單鏈寡核苷酸問題1那么原液中DNA的濃度是？g/ml第54頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四三、核酸的變性、復性及其分子雜交(一) 變性(二) 復性(三) 分子雜交第55頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四(一) 核 酸 的 變 性1. 概念 核酸分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)解開，氫鍵斷裂（不涉及共價鍵的斷裂），使雙鏈分離，這種現(xiàn)象稱為核酸的變性2. 引起核酸變性的因素如乙醇、丙酮、尿素、酰胺等加熱、介質(zhì)中的pH過酸或過堿、有機溶劑、第56頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四3. 核酸的變性與降解的區(qū)別 降解其過程是不可逆的

19、。是指多核苷酸鏈中的磷酸二酯鍵斷裂，使分子量降低，不發(fā)生分子量的變化。一般是可逆的，變性4. 蛋白質(zhì)和核酸的變性兩者均不涉及共價鍵的斷裂一級結(jié)構(gòu)不破壞粘度下降，生物活性喪失第57頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四分子的熱變性雙螺旋結(jié)構(gòu)即遭破壞，氫鍵斷裂，雙鏈分離。將的稀鹽溶液加熱至8095(或以上)數(shù)分鐘，第58頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四d. 喪失生物活性a. 260nm處的紫外吸收值升高b. 粘度下降c. 浮力、密度升高（增色效應）變 性 DNA 的 特 點第59頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四DNA解鏈曲線拐

20、點所對應的溫度，代表變性50時溫度，稱為解鏈溫度，通常稱為融解溫度。用符號 Tm 表示7085之間“”形曲線第60頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四Tm值的大小主要與下列因素有關中對的含量堿基對的比例越高，Tm值越高pH和離子強度不變,根據(jù)百分含量，則可計算樣品的Tm值Tm69.3 + 0.41*()Tm4*(G+C)+2*(A+T), (小于20bp)第61頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四介質(zhì)中的離子強度離子強度低Tm值低變性溫度范圍較寬離子強度大Tm值高變性溫度范圍較窄第62頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四的變性雙

21、鏈的RNA分子RNA-DNA 雜化分子可變 性中性pH條件下，三者Tm值大小為：雙鏈RNA分子RNA-DNA 雜化分子DNA分子第63頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四(二) 核酸的復性DNA熱變性后的復性,常常稱為退火。變性的DNA或RNA在去除變性因素并處于適當?shù)臈l件下，又可重新結(jié)合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)這一過程稱為復性。1.概念彼此分離的雙鏈2. 復性過程兩種情況第64頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四（1）兩條完全分開的單鏈通過隨機碰撞形 成互補短片段的雙螺旋。（2）尚未配對的堿基很快地 “對齊”。迅速 形成雙鏈直至雙螺旋結(jié)構(gòu)。第65頁，共133

22、頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四復性后分子性質(zhì)一系列的理化性質(zhì)隨即恢復d. 生物活性部分恢復a. 260nm處的紫外吸收值下降b. 粘度上升c. 浮力、密度降低（減色效應）第66頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四 (三) 核酸分子雜交在一定條件下（適宜的溫度、pH及離子強度），可按堿基互補原則復性形成雙鏈，此過程稱為核酸分子雜交。1.概念 具有一定同源性的兩條核酸單鏈，變性復性第67頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四不完全同源核酸單鏈分子雜交突環(huán)第68頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四2.可發(fā)生雜交的核酸分子

23、(1)兩條同源的DNA鏈(2)兩條同源的RNA鏈(3)一條DNA鏈一條RNA鏈3.核酸雜交的應用（1）測定核酸分子堿基組成（2）檢測某些因基因突變引起的疾病第69頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四核 酸 酶指所有可以水解核酸的酶。一、分類1. 按照作用底物的不同分DNA酶（DNase):水解DNARNA酶（RNase):水解RNA2. 按照作用的部位分核酸外切酶：作用于5或3 末端核酸內(nèi)切酶：作用于鏈的內(nèi)部第70頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四二、限制性核酸內(nèi)切酶作用于鏈的內(nèi)部，具有嚴格序列依賴性。切基因工程的手術(shù)刀沒有限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)和應用

24、，就很難有今天分子生物學與基因工程的快速發(fā)展。功能：根據(jù)需要在特定的位點精確切割雙鏈DNA分子是基因工程中最常用的工具酶之一。第71頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四核苷酸庫核酸的降解核苷酸的合成核酸的合成核苷酸的降解核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位，它不屬于營養(yǎng)必需物質(zhì)核苷酸代謝概述第72頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四食物核蛋白蛋白質(zhì)核酸(RNA與DNA)胰核酸酶RNA酶DNA酶(磷酸二酯酶)單核苷酸胰、腸核苷酸酶(磷酸單酯酶)核苷磷酸核苷酶(水解或磷酸解)戊糖或磷酸戊糖堿基核酸的消化排出，很少利用第73頁，共133頁，2022年，5月20日，2

25、3點7分，星期四核苷酸的生理功用作為核酸合成的原料-最主要的功能體內(nèi)能量的利用形式參與代謝與生理調(diào)節(jié)-cAMP, cGMP組成輔酶-NAD,FAD, CoA活化中間代謝物-UDPG, CDP-DG, SAM ATP-主要形式；GTP-蛋白質(zhì)合成 UTP-糖原合成；CTP-磷脂合成利用本章知識，評價“珍奧核酸”的功能第74頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四第一節(jié) 嘌呤核苷酸代謝一、嘌呤核苷酸的合成代謝(一) 嘌呤核苷酸的從頭合成(二) 嘌呤核苷酸的補救合成(三) 嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變(四) 脫氧(核酸)核苷酸的生成(五) 嘌呤核苷酸的抗代謝物二、嘌呤核苷酸的分解代謝第75

26、頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四一、嘌呤核苷酸的合成代謝(一)、從頭合成途徑 1.概念：用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應合成嘌呤核苷酸的途徑. 2.原料：5磷酸核糖、谷氨酰胺、一碳單位、甘氨酸、CO2、天冬氨酸 第76頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四N1C2N3C4C5C6N97NC8 甲?；?一碳單位)甘氨酸CO2Asp甲酰基(一碳單位)Gln(酰胺基)甘氨當中站, 谷氮坐兩邊,左上天冬氨, 頭頂CO2第77頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四3.合成的場所: 肝臟的胞液4.合成

27、的過程: 兩個階段。(1) 次黃嘌呤核苷酸(IMP)的合成 (2) 腺苷酸(AMP)和鳥苷酸(GMP)的合成 第78頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四(1) IMP的合成(11步反應，過程只需了解)R-5-PAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P(PRPP)ATP5-磷酸核糖磷酸核糖焦磷酸反應過程：第79頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四P_PAMPATPR-5-PC NCNNCHCOHNHC10步反應IMP第80頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四PP-1-R-5-PGlnGlu酰胺轉(zhuǎn)移酶酶3: 甘氨酰胺核苷酸合成酶H2

28、N-1-R-5-PH2C-NH2O=C-OHGly酶3 ATP, Mg2+H2C-NH2O=CNHR-5-P甘氨酰胺核苷酸(GAR)PRA第81頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四轉(zhuǎn)甲酰基酶FH4H2C-NH2O=CNHR-5-P甘氨酰胺核苷酸(GAR)N5,N10-甲炔基FH4H2CO=CNHR-5-PNHCHOH2CCNHR-5-PNHCHOHN=Glu甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)GlnATP,Mg2+第82頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四H2CCNHR-5-PNHCHOHN=AIR合成酶ATP,Mg2+,K+H

29、2OCH2N-HCNR-5-PNCH甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)5-氨基咪唑核苷酸(AIR)R-5-PCH2NCNNCHCOHOCO2羧化酶5-氨基咪唑-4-羧基核苷酸(CAIR)第83頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四R-5-PCH2NCNNCHCOHOR-5-PCH2NCNNCHCONHHCH2CHOOCHOOCNHHHCH2CHOOCHOOCAsp5-氨基咪唑-4-羧基核苷酸(CAIR)5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸)-甲酰胺核苷酸(SAICAR)ATP,Mg2+合成酶第84頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四R-5-PCH2NCNNCHCO

30、NHHOOCHCH2CHOOC5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸)-甲酰胺核苷酸(SAICAR)R-5-PCH2NCNNCHCOH2NCOOHCHHCHOOC5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)裂解酶延胡索酸第85頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四R-5-PCH2NCNNCHCOH2N5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(FAICAR)N10甲酰FH4FH4轉(zhuǎn)甲酰酶K+R-5-PC NCNNCHCOH2NHCOH第86頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四R-5-PCNCNNCHCOHHNHCOHR-5-

31、PC NCNNCHCOHNHC5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(FAICAR)H2O次黃嘌呤核苷酸(IMP)環(huán)水解酶11第87頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四(2) 腺苷酸和鳥苷酸的合成R-5-PC NCNNCHCOHNHCIMPR-5-PC NCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOH腺苷酸代琥珀酸合成酶AMPSAsp, Mg2+,GTP第88頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四R-5-PC NCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOHR-5-PC NCNNCHCNHCNH2COOHCHHCHOOC腺苷酸代琥珀酸(AMPS)腺苷酸

32、(AMP)延胡索酸腺苷酸代琥珀酸裂解酶第89頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四R-5-PC NCNNCHCOHNHCIMPR-5-PC NCNNCHCOHNCONAD+H2ONADH+H+XMP黃嘌呤核苷酸IMP脫氫酶第90頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四H2NR-5-PC NCNNCHCOHNCR-5-PC NCNNCHCOHNCOGlnGluGMP合成酶Mg2+, ATPXMPGMP第91頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四AMP腺苷酸激酶ADPATPADPATPADP腺苷酸激酶ATPGMP鳥苷酸激酶GDPATPADP

33、ATPADP鳥苷酸激酶GTP第92頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四2. 嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)主要通過產(chǎn)物的負反饋調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)包括: 2個長反饋和2個短反饋ATPGTPR-5-PATPPRPP合成酶PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶PRAIMPAMPSAMPADPXMPGMPGDP2個長反饋第93頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四2個短反饋IMPAMPSXMPAMPADPGMPGDPGTPATPATPGTP第94頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四一、嘌呤核苷酸的合成代謝(二)、補救合成途徑有兩條合成途徑(1) 嘌呤堿與PRPP直接合成嘌呤

34、核苷酸次黃嘌呤次黃嘌呤核苷酸鳥嘌呤鳥嘌呤核苷酸次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)PRPPPPi腺嘌呤腺嘌呤核苷酸腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（APRT）HGPRT活性高APRT活性低90%嘌呤堿第95頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四一、嘌呤核苷酸的合成代謝腺嘌呤+1-磷酸核糖腺苷+Pi核苷磷酸化酶(2) 腺嘌呤與1-磷酸核糖生成腺苷, 再生成腺嘌呤核苷酸腺苷+ATP腺苷激酶腺苷酸+ADP第96頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四生理意義減少從頭合成時能量和原料的消耗節(jié)省: 作為某些器官(腦,骨髓和脾)合成核苷酸的途徑遺傳疾病Lesch-Nyha

35、n 萊-尼綜合征,自毀容貌綜合征HGPRT基因缺陷嘌呤合成過多，明顯的高尿酸血癥，痛風伴-罕見的性染色體X連鎖遺傳病疾病生化本質(zhì):行為, 稱之為自毀容貌綜合征.大腦癱瘓、智力減退、舞蹈手足綜合征,身體和精神發(fā)育遲緩, 有咬指咬唇的強迫性自殘第97頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四(三) 腺苷酸和鳥苷酸的相互轉(zhuǎn)變AMPGMPXMPAMPSIMPNH3腺苷酸脫氨酶NADP+NH3NADPH鳥苷酸還原酶第98頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四(四) 脫氧(核糖)核苷酸的合成在核苷二磷酸水平被還原而成OHOPOOHH堿基HOHHHOOOHOPHOOHOP

36、OHH堿基HOHHHOOOHOPHONADPH+H+NADP+ +H2O核糖核苷酸還原酶dNDPNDP第99頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四脫氧核苷酸的具體生成過程NDPdNDPNADP+NADPH+H+還原型硫氧化還原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化S還原蛋白S核糖核苷酸還原酶,Mg2+硫氧化還原蛋白還原酶(FAD)第100頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四NDPdNDP核糖核苷酸還原酶ADPdADP核糖核苷酸還原酶GDPdGDP核糖核苷酸還原酶UDPdUDP核糖核苷酸還原酶CDPdCDP核糖核苷酸還原酶TDPdTDP第101頁，共133頁，20

37、22年，5月20日，23點7分，星期四dNDP+ATPdNTP+ADP激酶激酶dCDP+ATPdCTP+ADPdUDP+ATPdUTP+ADP激酶dGDP+ATPdGTP+ADP激酶dADP+ATPdATP +ADP激酶dTTP?dNDPdNMP+Pi磷酸酶下一節(jié)講第102頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四 嘌呤核苷酸抗代謝物主要是一些嘌呤、氨基酸或葉酸等的類似物 采用競爭性抑制或“以假亂真”等方式抑制合成代謝中的酶，從而干擾和阻斷核苷酸的合成, 從而進一步阻止核酸以及蛋白質(zhì)的生物合成. 由于腫瘤的核酸與蛋白質(zhì)代謝旺盛, 因此抗代謝物可用于腫瘤的化療(五) 嘌呤核苷酸的

38、抗代謝物第103頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四一、嘌呤核苷酸的抗代謝物1. 嘌呤類似物:8-氮雜鳥嘌呤N OHNNNHN SHNNNHN SHNNNHH2NN OHNNNHN6-巰基鳥嘌呤次黃嘌呤6-巰基嘌呤（6-MP）第104頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四一、嘌呤核苷酸的抗代謝物2. 氨基酸類似物 抑制有谷氨酰胺參與的反應H2NCCH2CH2CHCOOHONH2N+ NCH2COCH2CHCOOHONH2N+ NCH2CCH2CH2CHCOOHONH2谷氨酰胺氮雜絲氨酸（重氮乙酰絲氨酸）6-重氮-5-氧正亮氨酸第105頁，共133頁，2

39、022年，5月20日，23點7分，星期四一、嘌呤核苷酸的抗代謝物3. 葉酸類似物 抑制有一碳單位參與的反應R=H，氨喋呤R=CH3，氨甲喋呤N NH2NNNHH2NCH2NRCNCHOCH2CH2COOHCOOHHNNCHCH2NHCNCHOCH2CH2COOHCOOHHH2NNOHNH5,6,7,8四氫葉酸第106頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四PRPPGln6MP氮雜絲氨酸PRAGARFGARFGAMMTX氮雜絲氨酸AICARMTXFAICARIMPAMPGMPPRPPPPiPPiPRPP6MP6MP6MP氮雜絲氨酸AIGPRPPPPi嘌呤核苷酸抗代謝物的作用第1

40、07頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四核苷酸分解代謝大致過程核苷酸核苷PiPi1-磷酸核糖堿基補救途徑分解代謝5-磷酸核糖PRPP終末產(chǎn)物經(jīng)尿排出核苷酸酶磷酸化酶1-磷酸核糖變位酶第108頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四嘌呤核苷酸的分解代謝AMPIGMPGX黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶尿酸第109頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四腺嘌呤核苷酸NNH2NNNR- 5-PNOHNNNR- 5-PNNH2NNNRH2OPiNH3H2O脫氨酶次黃嘌呤核苷酸H2OPiN OHNNNRNH3H2O腺嘌呤核苷脫氨酶核苷酸酶第110頁，共1

41、33頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四N OHNNNRN OHNNNH核糖1-磷酸Pi核苷磷酸化酶2H+O2._O2+H2O黃嘌呤氧化酶N OHNNNHHON OHNNNHHOO2H+O2._O2+H2O黃嘌呤氧化酶次黃嘌呤核苷次黃嘌呤黃嘌呤尿酸最終產(chǎn)物第111頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四NOHNNNR- 5-P次黃嘌呤核苷酸NADP+NH3NADPH+H+還原酶Pi鳥苷核糖1-磷酸NOHNNNR- 5-PH2NN OHNNNHHON OHNNNHH2NN OHNNNRH2N鳥嘌呤核苷酸Pi核苷磷酸化酶NH3尿酸H2O鳥嘌呤酶黃嘌呤鳥嘌呤核苷酸酶H2O

42、第112頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四 正常人血漿尿酸含量：0.120.36mmol/L 男: 0.27mmol/L, 女:0.21mmol/L 以尿酸及其鈉鹽形式存在, 均難溶于水0.48mmol/L(8mg%), 析出結(jié)晶, 沉積在關節(jié)和軟骨等處 痛風癥進食高嘌呤膳食時體內(nèi)核酸大量分解(白血病,惡性腫瘤）腎臟疾病尿酸排泄障礙血中尿酸臨床上用別嘌呤醇治療第113頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四別嘌呤醇治療痛風癥的作用機制C OHNNNHHNN OHNNNHCH次黃嘌呤別嘌呤醇PRPP別嘌呤醇核苷酸嘌呤核苷酸從頭合成的酶黃嘌呤氧化酶嘌呤核苷

43、酸合成反饋第114頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四N OHNNNRN OHNNNH核糖1-磷酸Pi核苷磷酸化酶2H+O2._O2+H2O黃嘌呤氧化酶N OHNNNHHON OHNNNHHOO2H+O2._O2+H2O黃嘌呤氧化酶次黃嘌呤核苷次黃嘌呤黃嘌呤尿酸最終產(chǎn)物第115頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四第二節(jié) 嘧啶核苷酸代謝一、嘧啶核苷酸的合成代謝(一) 嘧啶核苷酸的從頭合成(二) 嘧啶核苷酸的補救合成(三) 嘧啶核苷酸的抗代謝物二、嘧啶核苷酸的分解代謝第116頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四一、嘧啶核苷酸的合成代

44、謝(一) 從頭合成途徑 先合成嘧啶環(huán)，然后再與磷酸核糖連接生成嘧啶核苷酸.NCNCCCAspCO2GlnNH2HCH2CHOOCHOOC第117頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四(一) 嘧啶核苷酸的從頭合成1. 從頭合成途徑反應過程(1) 尿嘧啶核苷酸的合成-6步反應HCO3_+Gln2ATPGlu2ADP+PiNH2O=CO氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸合成酶II P_第118頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較氨基甲酰磷酸合成酶I氨基甲酰磷酸合成酶II分布線粒體(肝)胞液(各種細胞)氮源氨谷氨酰胺變構(gòu)激活劑N-乙酰谷氨酸無

45、變構(gòu)抑制劑無UMP(哺乳動物)功能尿素合成嘧啶合成(CPS-I)(CPS-II)第119頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四NH2O=CO P氨基甲酰磷酸HOOCCH2CHCOOHH2N+COH2NCCH2CHCOOHNHOHO天冬氨酸氨基甲?；D(zhuǎn)移酶PiAsp氨基甲酰天冬氨酸OCOHNCCHHCHCOOHNHNAD+NADH+H+COHNCCHCCOOHNHO乳清酸二氫乳清酸H2O脫氫酶二氫乳清酸酶第120頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四COHNCCHCCOOHNHO乳清酸COHNCCHCCOOHNOR-5-PPRPPPPi磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶乳清酸

46、核苷酸(OMP)COHNCCHCHNOR-5-PCO2尿嘧啶核苷酸(UMP)脫羧酶第121頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四ATP(2) 胞嘧啶核苷酸(CTP)的合成COHNCCHCHNOR-5-P尿苷酸激酶UDPUMP二磷酸 尿苷激酶ADPUTPCONCCHCHNNH2R-5-P-P-PGln, ATP Glu, ADP+Pi ATPADPCTPCTP合成酶第122頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四COHNCCHCHNOdR-5-PdCMPdUDPPiNH3dUMPCOHNCC-CH3CHNOdR-5-PdTMP合成酶FH2N5,N10-甲烯FH4FH4FH2還原酶NADPH+H+NADP+dTMPATP激酶dTDP激酶ADPdTTPATPADPdTMP(3) 脫氧胸腺嘧啶核苷酸(dTMP或TMP)的合成第123頁，共133頁，2022年，5月20日，23點7分，星期四2. 從頭合