核酸降解與核苷酸代謝課件講義

第六章核酸降解與核苷酸代謝 一．核酸酶促降解 二．核苷酸的分解代謝 三．核苷酸的生物合成 四．輔酶核苷酸的合成第六章核酸降解與核苷酸代謝 一．核酸酶促降解1一、核酸降解

在胃中核蛋白酸水解為核酸和蛋白質，核酸在小腸被胰核酸酶（包括DNase、RNase）降解為嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸和寡核苷酸。磷酸二酯酶協(xié)同胰核酸酶進行消化，水解為單核苷酸。 腸黏膜細胞中還有核苷酸酶(磷酸單酯酶)，水解核苷酸為核苷和Pi。 脾、肝等組織中的核苷酶進一步水解核苷為戊糖和堿基。一、核酸降解 2

核酸核苷酸磷酸核苷戊糖堿基（嘌呤堿，嘧啶堿）

核酸酶核苷酸酶核苷酶

核酸核苷酸磷酸核苷戊糖堿基（嘌呤堿，嘧啶堿）核酸酶核3核酸酶(Nuclease)

核酸酶是作用于核酸磷酸二酯鍵的水解酶，包括核糖核酸酶(RNase)和脫氧核糖核酸酶(DNase)，其中能水解核酸分子內磷酸二酯鍵的酶又稱為核酸內切酶(endonuclease)，從核酸的一端逐個水解下核苷酸的酶稱為核酸外切酶(exonuclease)。

核酸酶(Nuclease) 核酸酶是作用于核酸磷酸二酯鍵的4核酸酶(Nuclease)RNA:RNase(酶穩(wěn)定、耐高溫)DNA:DNase(種類多、工具酶)核酸內切酶磷酸二酯酶核酸外切酶磷酸單酯酶非特異性特異性作用類別：核酸酶(Nuclease)RNA:RNase5二、核苷酸的分解代謝

磷酸單酯酶或核苷酸酶可催化核苷酸的水解，而特異性強的磷酸單酯酶只能水解3’-核苷酸或5’-核苷酸。

催化核苷水解的酶有兩類，即核苷磷酸化酶和核苷水解酶

（核苷磷酸化酶）

核苷+Pi嘌呤或嘧啶+戊糖-1-P（核苷水解酶）

核苷+H2O嘌呤或嘧啶+戊糖

核苷磷酸化酶存在廣泛，反應可逆

核苷磷酸化酶主要存在于植物和微生物，只對核糖核苷起作用，對脫氧核糖核苷無作用。

二、核苷酸的分解代謝 磷酸單酯酶或核苷酸酶可催化6核苷酸分解核苷酸分解71.嘌呤堿的分解次黃嘌呤黃嘌呤尿酸（醇式）GNH3尿素NH3+CO2（微生物）1.嘌呤堿的分解次黃嘌呤黃嘌呤尿酸（醇式）G尿素NH3+C8嘌呤核苷酸三級水平的降解嘌呤核苷酸三級水平的降解9嘌呤核苷酸分解的三級脫氨嘌呤核苷酸分解的三級脫氨10嘌呤分解中的脫氨作用

嘌呤堿的分解首先是水解脫氨，脫氨作用也可以在核苷或核苷酸的水平上進行。動物組織腺嘌呤脫氨酶含量極少，而腺嘌呤核苷脫氨酶及腺嘌呤核苷酸脫氨酶的活性較高，因此腺嘌呤的脫氨分解主要在核苷或核苷酸水平上進行。鳥嘌呤脫氨酶分布廣，脫氨分解主要在該酶的作用下進行。嘌呤分解中的脫氨作用 嘌呤堿的分解首先是水解脫氨，脫氨作用11嘌呤的分解嘌呤的分解12尿酸生成尿酸生成13黃嘌呤氧化酶

(XanthineOxidase)

催化次黃嘌呤和黃嘌呤氧化生產尿酸。酶為復合黃素酶，由兩個相同的亞基組成，每個亞基含一個FAD、一個鉬原子和一個Fe4S4中心。反應要求分子氧作為電子受體，還原產物是H2O2，進入尿酸的氧來自水。底物與酶結合后，Mo(VI)被還原為Mo(IV)，電子經黃素、鐵硫中心等傳給O2，與氫離子生成H2O2。黃嘌呤氧化酶

(XanthineOxidase) 催化次14嘧啶堿的分解

不同生物嘧啶堿的分解過程也不一樣，一般情況下含氨基的嘧啶要先水解脫去氨基，脫氨基也可以在核苷或核苷酸水平上進行。

嘧啶堿的分解 不同生物嘧啶堿的分解過程也不一152.嘧啶堿的分解-NH2二氫尿嘧啶β－脲基丙酸β－丙氨酸H2OH2O（開環(huán)）2.嘧啶堿的分解-NH2二氫尿嘧啶β－脲基丙酸β－丙氨酸H216嘧啶還原途徑的分解嘧啶還原途徑的分解17嘧啶分解嘧啶分解18三、核苷酸生物合成

基本途徑從頭合成半合成（補救合成）（CO2/NH3/AA/戊糖）核苷酸dNDP分解的現(xiàn)成嘌呤、嘧啶三、核苷酸生物合成 基本途徑從頭合成半合成（補救合成）（19核苷酸合成的兩條途徑補救途徑從頭合成核苷堿基脫氧核苷核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸脫氧核苷酸DNA輔酶RNA核苷酸合成的兩條途徑補救途徑從頭20嘌呤環(huán)元素的來源（一）嘌呤核苷酸的生物合成N5,N10-次甲基四氫葉酸嘌呤環(huán)元素的來源（一）嘌呤核苷酸的生物合成N5,N10-次甲21磷酸核糖基焦磷酸（PRPP）磷酸核糖基焦磷酸（PRPP）22嘌呤核苷酸的全程

合成（反應1）5－磷酸核糖焦磷酸5－磷酸核糖胺嘌呤核苷酸的全程

合成（反應1）5－磷酸核糖焦磷酸5－磷酸核23嘌呤核苷酸的全程

合成（反應2）5－磷酸核糖胺甘氨酰胺核苷酸嘌呤核苷酸的全程

合成（反應2）5－磷酸核糖胺甘氨酰胺核苷酸24嘌呤核苷酸的全程

合成（反應3）甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸嘌呤核苷酸的全程

合成（反應3）甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核25嘌呤核苷酸的全程

合成（反應4）甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪唑核苷酸嘌呤核苷酸的全程

合成（反應4）甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪26嘌呤核苷酸的全程

合成（反應5）甲酰甘氨咪唑核苷酸5－氨基咪唑核苷酸嘌呤核苷酸的全程

合成（反應5）甲酰甘氨咪唑核苷酸5－氨基咪27嘌呤核苷酸的全程合成（反應6）5－氨基咪唑核苷酸5－亞氨基咪唑－4－羧酸核苷酸嘌呤核苷酸的全程合成（反應6）5－氨基咪唑核苷酸5－亞氨基咪28嘌呤核苷酸的全程合成（反應7）5－氨基咪唑－4－羧酸核苷酸5－亞氨基咪唑－4－羧酸核苷酸嘌呤核苷酸的全程合成（反應7）5－氨基咪唑－4－羧酸核苷酸529嘌呤核苷酸的全程

合成（反應8）5－氨基咪唑－4－羧酸核苷酸5－氨基咪唑－4－甲酰胺核苷酸嘌呤核苷酸的全程

合成（反應8）5－氨基咪唑－4－羧酸核苷酸30嘌呤核苷酸的全程合成（反應9）5－氨基咪唑－4－甲酰胺核苷酸5－氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸嘌呤核苷酸的全程合成（反應9）5－氨基咪唑－4－甲酰胺核苷酸31嘌呤核苷酸的全程合成(反應10)5－氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸5－甲酰氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸嘌呤核苷酸的全程合成(反應10)5－氨基咪唑－4－氨甲酰核苷32嘌呤核苷酸的全程

合成（反應11）5－甲酰氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸次黃嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸的全程

合成（反應11）5－甲酰氨基咪唑－次黃嘌呤33嘌呤核苷酸的全程

合成總圖p394嘌呤核苷酸的全程

合成總圖p39434IMP合成的總反應

2Gln+2HCOOH+CO2+Gly+Asp+R-5-P(PRPP)IMP+2Glu+Fumarate

反應需要5（或6）ATPIMP合成的總反應 35由IMP合成AMP和GMP由IMP合成AMP和GMP36嘌呤核苷酸的補救途徑

SalvageSynthesisofPu-Nt 利用現(xiàn)成的腺嘌呤、次黃嘌呤和鳥嘌呤通過磷酸核糖基轉移酶實現(xiàn)AMP、IMP、GMP的補救合成。 人體細胞大多為全程合成，但腦中多通過補救途徑合成。嘌呤核苷酸的補救途徑

SalvageSynthesiso37嘌呤核苷酸的補救合成腺嘌呤+PRPPAMP+PPi次黃嘌呤+PRPPIMP+PPi鳥嘌呤+PRPPGMP+PPi磷酸核糖基轉移酶催化嘌呤核苷酸的補救合成腺嘌呤+PRPP38嘌呤核苷酸的補救合成嘌呤核苷酸的補救合成39（二）嘧啶核苷酸的生物合成嘧啶環(huán)元素的來源氨甲酰磷酸天冬氨酸（二）嘧啶核苷酸的生物合成嘧啶環(huán)元素的來源氨甲酰磷酸天冬氨酸40氨甲酰磷酸合成氨甲酰Asp氨甲酰磷酸合成氨甲酰Asp41乳清酸的合成氨甲酰Asp二氫乳清酸乳清酸乳清酸的合成氨甲酰Asp二氫乳清酸乳清酸42乳清酸合成UMP乳清酸乳清苷酸乳清酸合成UMP乳清酸乳清苷酸43嘧啶核苷酸的全程合成：由乳清酸合成UTPp397嘧啶核苷酸的全程合成：由乳清酸合成UTPp39744UTP合成CTPCTP合成酶UTP合成CTPCTP合成酶45嘧啶核苷酸的補救合成

UMP磷酸核糖基轉移酶

尿嘧啶+PRPP——UMP+PPi

尿嘧啶磷酸化酶

尿嘧啶+1-P-R——尿嘧啶核苷+Pi

尿苷激酶

尿嘧啶核苷+ATP——UMP+ADP

胞嘧啶不能與PRPP作用。但

尿苷激酶胞嘧啶核苷＋ATPCMP+ADP嘧啶核苷酸的補救合成46（三）磷酸核苷酸的合成1.AMP生成ATP

AMP激酶

AMP+ATP——2ADP

glycolyticenzymesoroxidativephosphorylation

ADP——ATP2.ATP通過核苷單磷酸激酶生成其他NDP

ATP+NMP——ADP+NDP3.NTP的生成

核苷二磷酸激酶 XTP

+NDP

XDP

+NTP（三）磷酸核苷酸的合成1.AMP生成ATP47（四）脫氧核糖核苷酸的合成 以核糖核苷酸為原料，通過核糖核苷酸還原酶將核糖分子還原為脫氧核糖。核糖核苷酸必須先行轉化為二磷酸核苷酸(NDP)水平，再還原為脫氧核苷二磷酸. 除需還原酶外，還需另兩種氧還蛋白參與，即硫氧還蛋白和谷氧還蛋白。 產物為dNDP。 進一步在激酶的作用下形成相應的dNTP。（四）脫氧核糖核苷酸的合成 以核糖核苷酸為原料，通過核糖核48脫氧核苷酸的合成核糖核苷酸還原酶脫氧核苷酸的合成核糖核苷酸還原酶49核糖核苷酸的還原反應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核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸的還原反應NADP+NADPH+H+硫氧還蛋白還原50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51核糖核苷酸還原酶催化核糖核苷酸還原為脫氧核糖核苷酸p399核糖核苷酸還原酶谷氧還蛋白OP-P-CH2NOHOHOP-P-CH2NOHH硫氧還蛋白SHSH硫氧還蛋白SS谷氧還蛋白SS谷氧還蛋白SHSHFADFADH2GSSG2GSHNADPH+H+NADP+核糖核苷酸還原酶核糖核苷二磷酸脫氧核糖核苷二磷酸硫氧還蛋白還原酶谷氧還蛋白還原酶谷胱甘肽還原酶核糖核苷酸還原酶催化核糖核苷酸還原為脫氧核糖核苷酸p399核52核糖核苷酸還原酶TyrFe2+活性位點酶活性調節(jié)位點底物特異性調節(jié)位點R1亞基R2亞基核糖核苷酸還原酶TyrFe2+活性位點酶活性底物特異53硫氧還蛋白硫氧還蛋白54dTMP的生物合成

存在兩種不同途徑：補救和全程合成 補救途徑以完成的胸腺嘧啶為原料，先生成dT，再形成dTMP。

胸苷酸磷酸化酶胸腺嘧啶+脫氧核糖-1-P——dT

dTkinase

dT+ATP——dTMP+ADPdTMP的生物合成 存在兩種不同途徑：補救和全程合成55胸苷酸的合成胸苷酸的合成56dTMP的生物合成

全程合成途徑以dUMP為原料

N5,N10-亞甲基THFA為甲基供體，由dTMP合酶催化生成。dTMP的生物合成全程合成途徑以dUMP為原料57由胸苷酸合酶和二氫葉酸還原酶催化的dUMP合成dTMP由胸苷酸合酶和二氫葉酸還原酶催化的dUMP合成dTMP58二氫葉酸還原酶二氫葉酸還原酶59dNTP的生成dNTP的生成60核苷酸的合成及相互關系p401核苷酸的合成及相互關系p40161

1核酸的酶促降解核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶、限制性內切酶

2核苷酸的降解3核苷酸的合成代謝

（1）核糖核苷酸的生物合成嘌呤核苷酸的合成：從頭合成和補救途徑嘧啶核苷酸的合成：從頭合成和補救途徑

（2）脫氧核苷酸的生物合成核糖核苷酸的還原脫氧胸腺嘧啶核苷酸的合成第六章核酸的酶促降解和核苷酸的代謝1核酸的酶促降解第六章核酸的酶促降解和62四、輔酶核苷酸的合成

NAD的合成四、輔酶核苷酸的合成

NAD的合成63NAD的合成過程NAD的合成過程64FMN、FAD的合成

黃素激酶

核黃素＋ATPFMN+ADPMg2+

FAD焦磷酸化酶FMN+ATPFAD+PPiFMN、FAD的合成65FAD的合成FAD的合成66CoA的合成CoA的合成67GoHome核酸降解與核苷酸代謝課件講義68AjH6lVc0Yk!h$xyDg6PNE&ptMQ9yniXKihdKfx(j-L$hkHSo$2mlFPk!3sxY7XF*yTs&&-MDffaF5gHSlTTZHGtHSxjTC898LoPr%ZWo1uaQSXyaEM!Imrjrb1sOqXzVc2W*X%HpEM8kKGF+l%hQPKaVbWomkZG4ZCLYIGmqnTjtPG9QY#hsSQTkOw(J&h2VX8hUmsJEU#r$0ie%R8xeTG6NW!oGuk4nMKZYdykcP&nos%n4CctX8CL4m+L%m1HnGYz-QbVQOj3FvfyKNBFj2lyzdOFtTf7QB&ph05IL7DEPGPOhUQB&cm%CSb8Jhqv$p#RCXdi10Ik40Ix9ciP3O6ZOC&wTj$7mE5n!mjq!fVu3ak3xRNPgS%kvz352b6Y(uX8Qt#QFz-TlCj1nLz2OFpQj$mYGEa%1bsoJENZGtTC(FvJ!$il#TkMMUGU!Eh77JKU+kbiAv+sWIuylxpLpK&Dqoh+*TLIv6sAb5T+87XTjNLz#1w2I#0Gv5D2o6sN!%fG67A0yChpWYLeY2wUd#*oz609ZxttAS%4MWi7Ixe(G(AoXA&1F7eN5L7aFsr1n5UG&xq5(kvR+87NV9I(mtjlNgm(1NU9&53)&hyWgIh)#R&PVHMFCg#eZ695QVqjRgevb3uKjcdrfj#3sjc4C7R(7)13dgME6yXn(FI&oRKXdeC49PACJar1)pwsD19Y-#&r7oT$a0N39i6gx#iBlIl$*OBZxCj%rb*Mz!XkvzhWLX58%e!C0Wzt(S)h8j2jkJxOmsyB&L3tjq+8IiEsf7-+kLBMtU6iJFIaJrkNcx#9+5nTG2LV&KWdOwxSnH*r%+H997ABpy3sL6WCs4uHoOAqbhDT8i59L$NGM*&fFrtsTWxG)J7or*1gZJJpyn)4kc#cztBuaWyHEcjk+IxwcJ3tclXCPGsVnittIzoCrYOGO$!fXEK4wrSs+6Fw+wEyfg(Qub-vo0%YOBBe4x4SuZ-R2U13o2BvzL)WK4y1$2FG3)$VT4iH&WlCs%(&d3NX$xzK1eQge5dg6p&aiMJmtAoC2hG(2PE90RCkwuV$$q$3r+BaimP%m81w)aDUs-5le99QptpFCJl-51hcgXttgl4&nNu-TfSWValIINiT*oD9MR%RYSr6imLQ)U!JB80SzkzCZZC!igs9!Q6tt&fZ2)X2xjvEiC9zwl8+CrBTurdZW0dK2Y05wS3nA0eJcihHWia)cVO*(9WAtxMvu5GyRdYs84L*m&kZ42)$9KDYb-1tdeO4IL7*VVRHVBGlVkL2bsRR+tD)B3JGUrsgh(&O57ijv8s1$Cbo5He+aJbLr1G78acsxOtL3JHFl6PGxw96cB!6!MFYsePo)ZBpXtiJgIa*5h2uYy5WoWf$m1hD*TKkSSW#M$$hpaG%Xnz4Ap+zA-HF(pYrjWlSyd7JDVH%n$Se1I%z)*VoU+g*y9GHFm#siRrDRmN8W74zesPRMs%L+r$y$%%0bhlI*#z&Q%%tHv8sU6CVo1d-oIoSc75L5DN&T50aub)i)s3zmt8QMqhPegqelg%FMK$#-Lnto%1+v$)feBRvcC6u6NT*QRDPXwb&m$6n1ICd04JR+*bgQgb*+SZt-ay$zewLhYd!)#PEDnx&pP6I(U9*YW1s)F#*SPZ*frsOUJBgbexrtB-sboMDYuK3WBlcCr0pGN+lP1-!PcNFrL66nSWc54OBowHbEX1%YuD$ECoDZT2t2NS82fcPEkdoId1)c3O23BG6So*#Dj+aL5-LozbcYkUvsf5fhudeY-VbWqxc3pD*&eceFZWG6JRqf0k5crSQ$#epf6gn!0T7eLikjZQ75pL6G4bzFQAE68*C$-PKQ55b7agm&A)9ve5)GYg2ArlkGTbiaC1p+YlKKSDF4WHX(6&IPWyfO%ha2oy$wgxQHLwGI9O!jv*qlo-YABz-DVj!eEr67#VnKLWLVUhXXNW#%t&296RzPxY3P238i1vMC1Ge$oAg&n0yQKdQS#TNR706xhafL2vl5d8&zUudWx#Nc3D3gAG%9lHAKV1b1peU-%!70Eryl!9gpGh%gPSOskR#q#HTHRB6TsRj#mC6ag8lKDRWjpWF)!oW*7q7V4Z$chb)Nphwi(2A9AHmU4(SrF*4KWINDEcRs$PH1(QfDexkQIdFmv8X3FAJPfHctOY2LKZQUnDkV&Fbi3d6jEXIBsD#TOr9Go&(-&cO&kd4pxY$3Rsud7q%hBbGgA#OxEvAe*9iXKloqBXvUkp4CcAmW#%8Xj1VOFLGidj!4a2-Fi6x%9*!NjQ$a%eVCk9n6Kje5iq8Pdkaf41-(X-u4O0fNcNtue4hlnp)n$b(4hvaTHh22#Qz*miPik-vWScZxntO2PBFxOvy3cEZ$LWcUwzPt1oph6oU0*EFDbAP1o)JGUAPN89dBIL&Nx7Nb$1iYbbp5zTTVoBfT8Z(Pq7sAx($OKWYkSQDK06Hak%ZyfzPnS2PmsCml4diXyUmLr3hDBSViMKR&#)KnwuNYQ4to1d31)yH%y6U0mTvGV6I$IxBlE8hNGdjmMk#mGsj&4iQsZXyARdPE0-JuVt(Nv4ahjNgvXxFt49G#WXB!qLAv)HnEdQb(NcS-((YSdKeFy(HdbMTMvw-SNjBagO$ar+vB9GJz9dEDNZqJ!5AmeWmgx4UXvudNZ9RGA3Od8$n-+LL1dqxEq-+D3vlZg1Us*Up56V6BM9xg15BgH686xK49l-GFoo)XJB4YtqjOf0DiGES56r(sZR+(eaG1I*-8#n4sCiYpo5t(G#()w#B9VoafzAUyn#Uk)%%FoLfFvr8%ZwS7u)l1YD7LyD5zh45MbR7KzW%K-Dj%rb&OxFXiyvnOPUgDo4YKVa7Y-f5Jy)kt3BATqkXdhlAFHPRc(kIf1U7-#)dW4!$&g6y#M9fHI$aVjx5FEGitVY(F93OViLFFhaZ(0HlMmULB&+Rg#4j%7o!ka0-o)jW#)L$ghbD0p4+*mjnUIidfTqXmCjygKPtj#+Y(zdxsU%d6WqIKuJ*#cin1CKULoXYgwwC%N+A8GNB7%Tn7sANqV88oEJtW2(IccORDJjbbgAVn520spN)jokh$GN#h5T#E*iO5A&%wp*gVVX3cLJoBR&&a3t$wI+oXswvT$ea9HxSlLt8rSWmaE+#HJqiOpzUW9owSx+PiNH!lBBtg&D)dfZCVQmmNXW9BkYg4XlZVg(i(fOZbKtjHm24$DDl-%yk!)AcmBMFuCNhbvvC7*T42e+wUTeSL0*odVdl&CKwKbF3fUhn7P-4+LmEJF(sOVLnjDw5N6Nu&XUoS-D)NYtI&B+&I5p$81bpbb&23*qbRC-yxqIKZNEGoTw)#SdOw&ETB#qG7-boFbyoXYMk7V$sNvxeawTwhS5!Q&Ik6TZ4E)oz7t3USTB%yKc5m-r6*15anX##pSj#jH(r$FNJAFeJhJ4kxJ%h4)-GXR&+1%)n4k9Zt*I!i-i)oGjYt2&kg)vt$bu%lK2EVOZLl(4464#6m60Z*b(P%*ggn-HIxDlb)J*uOmZExPR-KPl-9Da9!b$XydSn0TN%w*5b35NX2ukVMjH3lS2!JaAPZO$X)XtKyDQCJj8OHwy6cf5uHmay8B*0+EWN4hZ)Mi1+x6qAMsaiFwpvEvxu0ka*rh$OmD)zyyVtPhknT5WDbjdzJ1qeAZX+Fl7tLjLiAVGloaaTuDF%0hrAd+zdEAxLu%N71$lcUR&Kb6hqoxrQ4EH)6b9odvhtqGpt$A4KsXc*d46Zv+W$pSg+20qdW))Pv#WXM+JTc*iPxMl4I-ZDI9(HypumhGVa%(DHjzxjEvl$W24eG)Dqu9Ae*cGfyWX5+96tW+6AM0(&oJhF49eO5Q5&#Xq5BcCvlEZCD+HbtNRm-ahV!n8+3E7AP7)69fx)Dq70m36Ujdmkq4&u&ZEk&lsy43aP!t$DS)rQ2X2#WvRng%PmJ*drkaLjb)tIVdQKoaAS0dDt8)AC!be%)D4AkHYw1sephnvQDz92U*6VKe3S$3TLkf1kFx%6*!pP%myx17s2$$!&3HIb!j$s9mB!vy-#vC-$jhpcbnNgn%DYvO4QgB7YKSu93q6!c5#oU6*SWWNbC3vn9)iwji#LX%dv3WHJhNRA(j+k*nFfzHR(NHQ)b#MpK8daE6mV8YEMjbSAXa!xn!*OA$xUu(zwU&ec3uGAfqWdrtTGi98%EE-&Q*HpAAj-U+s&0ltYjS-%2zDAeVWuV-E4zi1bBrvza74WHipHq4!v*z!hagz2)bLIT&MOmKSwt2Nuk!dEkEuf6a0g7uLgEqg4t!2vMdEr54UK5BrttP$BbtWz1LYB0M7G%R+Y&NxcWDB%+U&Kfj$QhQN(KC&aTLPFKZ12vF+NOnB9-IsufaWqIN1Ov0jeFGOZe3UPTg$iKhsElXvB$V+YrZlGysG%)Pq1#6o5aa#naREv%%-PMwHPp6BdNGx$wOfGrk&ueNd0YjGjItsusF+th%E&8q2OxbNAvES7%NtgX60M$RPnE*J1D)%ck3ewBwEU0twQAbRrOBl8F2BtXWBcRvELJy-K5bzHV9o2FbQHmkzNnBjZNfHvmVy%N9)Q#V*QG*fYjNxeyY#ldMecxls7Rr26#BHiJZR!TW9$272#kzXbAuhDa2rB+VtZRg1ZH&2Y%1XZrTbaT6LDIm-ypm+wus6XMT0p1xCnWFhnVkq5R#c6s)IC*ANE%qD-gBXD90FkEWy-RdS#&sLdn$6phni2!h-p(7oJ7v1UPgLYSA&3Q+JMA+cEJOO2z4OclqcDNb-eTwJmcf-DKQTozjM9I%Uq7r+)x+KBXJ311Fv$Z4EYG#crwRuCWtEEAWCfifNhwIrTf9(6-4QvHKzucpBhnR!aBOxstvGfD)Z-PX3unUwJ8oj*G#POb-b!gyQyruQ$10qodA$5$LGYqgL3Jy7*#N(-KuW0X#RMK!wTv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一．核酸酶促降解 二．核苷酸的分解代謝 三．核苷酸的生物合成 四．輔酶核苷酸的合成第六章核酸降解與核苷酸代謝 一．核酸酶促降解70一、核酸降解

在胃中核蛋白酸水解為核酸和蛋白質，核酸在小腸被胰核酸酶（包括DNase、RNase）降解為嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸和寡核苷酸。磷酸二酯酶協(xié)同胰核酸酶進行消化，水解為單核苷酸。 腸黏膜細胞中還有核苷酸酶(磷酸單酯酶)，水解核苷酸為核苷和Pi。 脾、肝等組織中的核苷酶進一步水解核苷為戊糖和堿基。一、核酸降解 71

核酸核苷酸磷酸核苷戊糖堿基（嘌呤堿，嘧啶堿）

核酸酶核苷酸酶核苷酶

核酸核苷酸磷酸核苷戊糖堿基（嘌呤堿，嘧啶堿）核酸酶核72核酸酶(Nuclease)

核酸酶是作用于核酸磷酸二酯鍵的水解酶，包括核糖核酸酶(RNase)和脫氧核糖核酸酶(DNase)，其中能水解核酸分子內磷酸二酯鍵的酶又稱為核酸內切酶(endonuclease)，從核酸的一端逐個水解下核苷酸的酶稱為核酸外切酶(exonuclease)。

核酸酶(Nuclease) 核酸酶是作用于核酸磷酸二酯鍵的73核酸酶(Nuclease)RNA:RNase(酶穩(wěn)定、耐高溫)DNA:DNase(種類多、工具酶)核酸內切酶磷酸二酯酶核酸外切酶磷酸單酯酶非特異性特異性作用類別：核酸酶(Nuclease)RNA:RNase74二、核苷酸的分解代謝

磷酸單酯酶或核苷酸酶可催化核苷酸的水解，而特異性強的磷酸單酯酶只能水解3’-核苷酸或5’-核苷酸。

催化核苷水解的酶有兩類，即核苷磷酸化酶和核苷水解酶

（核苷磷酸化酶）

核苷+Pi嘌呤或嘧啶+戊糖-1-P（核苷水解酶）

核苷+H2O嘌呤或嘧啶+戊糖

核苷磷酸化酶存在廣泛，反應可逆

核苷磷酸化酶主要存在于植物和微生物，只對核糖核苷起作用，對脫氧核糖核苷無作用。

二、核苷酸的分解代謝 磷酸單酯酶或核苷酸酶可催化75核苷酸分解核苷酸分解761.嘌呤堿的分解次黃嘌呤黃嘌呤尿酸（醇式）GNH3尿素NH3+CO2（微生物）1.嘌呤堿的分解次黃嘌呤黃嘌呤尿酸（醇式）G尿素NH3+C77嘌呤核苷酸三級水平的降解嘌呤核苷酸三級水平的降解78嘌呤核苷酸分解的三級脫氨嘌呤核苷酸分解的三級脫氨79嘌呤分解中的脫氨作用

嘌呤堿的分解首先是水解脫氨，脫氨作用也可以在核苷或核苷酸的水平上進行。動物組織腺嘌呤脫氨酶含量極少，而腺嘌呤核苷脫氨酶及腺嘌呤核苷酸脫氨酶的活性較高，因此腺嘌呤的脫氨分解主要在核苷或核苷酸水平上進行。鳥嘌呤脫氨酶分布廣，脫氨分解主要在該酶的作用下進行。嘌呤分解中的脫氨作用 嘌呤堿的分解首先是水解脫氨，脫氨作用80嘌呤的分解嘌呤的分解81尿酸生成尿酸生成82黃嘌呤氧化酶

(XanthineOxidase)

催化次黃嘌呤和黃嘌呤氧化生產尿酸。酶為復合黃素酶，由兩個相同的亞基組成，每個亞基含一個FAD、一個鉬原子和一個Fe4S4中心。反應要求分子氧作為電子受體，還原產物是H2O2，進入尿酸的氧來自水。底物與酶結合后，Mo(VI)被還原為Mo(IV)，電子經黃素、鐵硫中心等傳給O2，與氫離子生成H2O2。黃嘌呤氧化酶

(XanthineOxidase) 催化次83嘧啶堿的分解

不同生物嘧啶堿的分解過程也不一樣，一般情況下含氨基的嘧啶要先水解脫去氨基，脫氨基也可以在核苷或核苷酸水平上進行。

嘧啶堿的分解 不同生物嘧啶堿的分解過程也不一842.嘧啶堿的分解-NH2二氫尿嘧啶β－脲基丙酸β－丙氨酸H2OH2O（開環(huán)）2.嘧啶堿的分解-NH2二氫尿嘧啶β－脲基丙酸β－丙氨酸H285嘧啶還原途徑的分解嘧啶還原途徑的分解86嘧啶分解嘧啶分解87三、核苷酸生物合成

基本途徑從頭合成半合成（補救合成）（CO2/NH3/AA/戊糖）核苷酸dNDP分解的現(xiàn)成嘌呤、嘧啶三、核苷酸生物合成 基本途徑從頭合成半合成（補救合成）（88核苷酸合成的兩條途徑補救途徑從頭合成核苷堿基脫氧核苷核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸脫氧核苷酸DNA輔酶RNA核苷酸合成的兩條途徑補救途徑從頭89嘌呤環(huán)元素的來源（一）嘌呤核苷酸的生物合成N5,N10-次甲基四氫葉酸嘌呤環(huán)元素的來源（一）嘌呤核苷酸的生物合成N5,N10-次甲90磷酸核糖基焦磷酸（PRPP）磷酸核糖基焦磷酸（PRPP）91嘌呤核苷酸的全程

合成（反應1）5－磷酸核糖焦磷酸5－磷酸核糖胺嘌呤核苷酸的全程

合成（反應1）5－磷酸核糖焦磷酸5－磷酸核92嘌呤核苷酸的全程

合成（反應2）5－磷酸核糖胺甘氨酰胺核苷酸嘌呤核苷酸的全程

合成（反應2）5－磷酸核糖胺甘氨酰胺核苷酸93嘌呤核苷酸的全程

合成（反應3）甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸嘌呤核苷酸的全程

合成（反應3）甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核94嘌呤核苷酸的全程

合成（反應4）甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪唑核苷酸嘌呤核苷酸的全程

合成（反應4）甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪95嘌呤核苷酸的全程

合成（反應5）甲酰甘氨咪唑核苷酸5－氨基咪唑核苷酸嘌呤核苷酸的全程

合成（反應5）甲酰甘氨咪唑核苷酸5－氨基咪96嘌呤核苷酸的全程合成（反應6）5－氨基咪唑核苷酸5－亞氨基咪唑－4－羧酸核苷酸嘌呤核苷酸的全程合成（反應6）5－氨基咪唑核苷酸5－亞氨基咪97嘌呤核苷酸的全程合成（反應7）5－氨基咪唑－4－羧酸核苷酸5－亞氨基咪唑－4－羧酸核苷酸嘌呤核苷酸的全程合成（反應7）5－氨基咪唑－4－羧酸核苷酸598嘌呤核苷酸的全程

合成（反應8）5－氨基咪唑－4－羧酸核苷酸5－氨基咪唑－4－甲酰胺核苷酸嘌呤核苷酸的全程

合成（反應8）5－氨基咪唑－4－羧酸核苷酸99嘌呤核苷酸的全程合成（反應9）5－氨基咪唑－4－甲酰胺核苷酸5－氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸嘌呤核苷酸的全程合成（反應9）5－氨基咪唑－4－甲酰胺核苷酸100嘌呤核苷酸的全程合成(反應10)5－氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸5－甲酰氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸嘌呤核苷酸的全程合成(反應10)5－氨基咪唑－4－氨甲酰核苷101嘌呤核苷酸的全程

合成（反應11）5－甲酰氨基咪唑－4－氨甲酰核苷酸次黃嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸的全程

合成（反應11）5－甲酰氨基咪唑－次黃嘌呤102嘌呤核苷酸的全程

合成總圖p394嘌呤核苷酸的全程

合成總圖p394103IMP合成的總反應

2Gln+2HCOOH+CO2+Gly+Asp+R-5-P(PRPP)IMP+2Glu+Fumarate

反應需要5（或6）ATPIMP合成的總反應 104由IMP合成AMP和GMP由IMP合成AMP和GMP105嘌呤核苷酸的補救途徑

SalvageSynthesisofPu-Nt 利用現(xiàn)成的腺嘌呤、次黃嘌呤和鳥嘌呤通過磷酸核糖基轉移酶實現(xiàn)AMP、IMP、GMP的補救合成。 人體細胞大多為全程合成，但腦中多通過補救途徑合成。嘌呤核苷酸的補救途徑

SalvageSynthesiso106嘌呤核苷酸的補救合成腺嘌呤+PRPPAMP+PPi次黃嘌呤+PRPPIMP+PPi鳥嘌呤+PRPPGMP+PPi磷酸核糖基轉移酶催化嘌呤核苷酸的補救合成腺嘌呤+PRPP107嘌呤核苷酸的補救合成嘌呤核苷酸的補救合成108（二）嘧啶核苷酸的生物合成嘧啶環(huán)元素的來源氨甲酰磷酸天冬氨酸（二）嘧啶核苷酸的生物合成嘧啶環(huán)元素的來源氨甲酰磷酸天冬氨酸109氨甲酰磷酸合成氨甲酰Asp氨甲酰磷酸合成氨甲酰Asp110乳清酸的合成氨甲酰Asp二氫乳清酸乳清酸乳清酸的合成氨甲酰Asp二氫乳清酸乳清酸111乳清酸合成UMP乳清酸乳清苷酸乳清酸合成UMP乳清酸乳清苷酸112嘧啶核苷酸的全程合成：由乳清酸合成UTPp397嘧啶核苷酸的全程合成：由乳清酸合成UTPp397113UTP合成CTPCTP合成酶UTP合成CTPCTP合成酶114嘧啶核苷酸的補救合成

UMP磷酸核糖基轉移酶

尿嘧啶+PRPP——UMP+PPi

尿嘧啶磷酸化酶

尿嘧啶+1-P-R——尿嘧啶核苷+Pi

尿苷激酶

尿嘧啶核苷+ATP——UMP+ADP

胞嘧啶不能與PRPP作用。但

尿苷激酶胞嘧啶核苷＋ATPCMP+ADP嘧啶核苷酸的補救合成115（三）磷酸核苷酸的合成1.AMP生成ATP

AMP激酶

AMP+ATP——2ADP

glycolyticenzymesoroxidativephosphorylation

ADP——ATP2.ATP通過核苷單磷酸激酶生成其他NDP

ATP+NMP——ADP+NDP3.NTP的生成

核苷二磷酸激酶 XTP

+NDP

XDP

+NTP（三）磷酸核苷酸的合成1.AMP生成ATP116（四）脫氧核糖核苷酸的合成 以核糖核苷酸為原料，通過核糖核苷酸還原酶將核糖分子還原為脫氧核糖。核糖核苷酸必須先行轉化為二磷酸核苷酸(NDP)水平，再還原為脫氧核苷二磷酸. 除需還原酶外，還需另兩種氧還蛋白參與，即硫氧還蛋白和谷氧還蛋白。 產物為dNDP。 進一步在激酶的作用下形成相應的dNTP。（四）脫氧核糖核苷酸的合成 以核糖核苷酸為原料，通過核糖核117脫氧核苷酸的合成核糖核苷酸還原酶脫氧核苷酸的合成核糖核苷酸還原酶118核糖核苷酸的還原反應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核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸的還原反應NADP+NADPH+H+硫氧還蛋白還原119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120核糖核苷酸還原酶催化核糖核苷酸還原為脫氧核糖核苷酸p399核糖核苷酸還原酶谷氧還蛋白OP-P-CH2NOHOHOP-P-CH2NOHH硫氧還蛋白SHSH硫氧還蛋白SS谷氧還蛋白SS谷氧還蛋白SHSHFADFADH2GSSG2GSHNADPH+H+NADP+核糖核苷酸還原酶核糖核苷二磷酸脫氧核糖核苷二磷酸硫氧還蛋白還原酶谷氧還蛋白還原酶谷胱甘肽還原酶核糖核苷酸還原酶催化核糖核苷酸還原為脫氧核糖核苷酸p399核121核糖核苷酸還原酶TyrFe2+活性位點酶活性調節(jié)位點底物特異性調節(jié)位點R1亞基R2亞基核糖核苷酸還原酶TyrFe2+活性位點酶活性底物特異122硫氧還蛋白硫氧還蛋白123dTMP的生物合成

存在兩種不同途徑：補救和全程合成 補救途徑以完成的胸腺嘧啶為原料，先生成dT，再形成dTMP。

胸苷酸磷酸化酶胸腺嘧啶+脫氧核糖-1-P——dT

dTkinase

dT+ATP——dTMP+ADPdTMP的生物合成 存在兩種不同途徑：補救和全程合成124胸苷酸的合成胸苷酸的合成125dTMP的生物合成

全程合成途徑以dUMP為原料

N5,N10-亞甲基THFA為甲基供體，由dTMP合酶催化生成。dTMP的生物合成全程合成途徑以dUMP為原料126由胸苷酸合酶和二氫葉酸還原酶催化的dUMP合成dTMP由胸苷酸合酶和二氫葉酸還原酶催化的dUMP合成dTMP127二氫葉酸還原酶二氫葉酸還原酶128dNTP的生成dNTP的生成129核苷酸的合成及相互關系p401核苷酸的合成及相互關系p401130

1核酸的酶促降解核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶、限制性內切酶

2核苷酸的降解3核苷酸的合成代謝

（1）核糖核苷酸的生物合成嘌呤核苷酸的合成：從頭合成和補救途徑嘧啶核苷酸的合成：從頭合成和補救途徑

（2）脫氧核苷酸的生物合成核糖核苷酸的還原脫氧胸腺嘧啶核苷酸的合成第六章核酸的酶促降解和核苷酸的代謝1核酸的酶促降解第六章核酸的酶促降解和131四、輔酶核苷酸的合成

NAD的合成四、輔酶核苷酸的合成

NAD的合成132NAD的合成過程NAD的合成過程133FMN、FAD的合成

黃素激酶

核黃素＋ATPFMN+ADPMg2+

FAD焦磷酸化酶FMN+ATPFAD+PPiFMN、FAD的合成134FAD的合成FAD的合成135CoA的合成CoA的合成136GoHome核酸降解與核苷酸代謝課件講義137AjH6lVc0Yk!h$xyDg6PNE&ptMQ9yniXKihdKfx(j-L$hkHSo$2mlFPk!3sxY7XF*yTs&&-MDffaF5gHSlTTZHGtHSxjTC898LoPr%ZWo1uaQSXyaEM!Imrjrb1sOqXzVc2W*X%HpEM8kKGF+l%hQPKaVbWomkZG4ZCLYIGmqnTjtPG9QY#hsSQTkOw(J&h2VX8hUmsJEU#r$0ie%R8xeTG6NW!oGuk4nMKZYdykcP&nos%n4CctX8CL4m+L%m1HnGYz-QbVQOj3FvfyKNBFj2lyzdOFtTf7QB&ph05IL7DEPGPOhUQB&cm%CSb8Jhqv$p#RCXdi10Ik40Ix9ciP3O6ZOC&wTj$7mE5n!mjq!fVu3ak3xRNPgS%kvz352b6Y(uX8Qt#QFz-TlCj1nLz2OFpQj$mYGEa%1bsoJENZGtTC(FvJ!$il#TkMMUGU!Eh77JKU+kbiAv+sWIuylxpLpK&Dqoh+*TLIv6sAb5T+87XTjNLz#1w2I#0Gv5D2o6sN!%fG67A0yChpWYLeY2wUd#*oz609ZxttAS%4MWi7Ixe(G(AoXA&1F7eN5L7aFsr1n5UG&xq5(kvR+87NV9I(mtjlNgm(1NU9&53)&hyWgIh)#R&PVHMFCg#eZ695QVqjRgevb3uKjcdrfj#3sjc4C7R(7)13dgME6yXn(FI&oRKXdeC49PACJar1)pwsD19Y-#&r7oT$a0N39i6gx#iBlIl$*OBZxCj%rb*Mz!XkvzhWLX58%e!C0Wzt(S)h8j2jkJxOmsyB&L3tjq+8IiEsf7-+kLBMtU6iJFIaJrkNcx#9+5nTG2LV&KWdOwxSnH*r%+H997ABpy3sL6WCs4uHoOAqbhDT8i59L$NGM*&fFrtsTWxG)J7or*1gZJJpyn)4kc#cztBuaWyHEcjk+IxwcJ3tclXCPGsVnittIzoCrYOGO$!fXEK4wrSs+6Fw+wEyfg(Qub-vo0%YOBBe4x4SuZ-R2U13o2BvzL)WK4y1$2FG3)$VT4iH&WlCs%(&d3NX$xzK1eQge5dg6p&aiMJmtAoC2hG(2PE90RCkwuV$$q$3r+BaimP%m81w)aDUs-5le99QptpFCJl-51hcgXttgl4&nNu-TfSWValIINiT*oD9MR%RYSr6imLQ)U!JB80SzkzCZZC!igs9!Q6tt&fZ2)X2xjvEiC9zwl8+CrBTurdZW0dK2Y05wS3nA0eJcihHWia)cVO*(9WAtxMvu5GyRdYs84L*m&kZ42)$9KDYb-1tdeO4IL7*VVRHVBGlVkL2bsRR+tD)B3JGUrsgh(&O57ijv8s1$Cbo5He+aJbLr1G78acsxOtL3JHFl6PGxw96cB!6!MFYsePo)ZBpXtiJgIa*5h2uYy5WoWf$m1hD*TKkSSW#M$$hpaG%Xnz4Ap+zA-HF(pYrjWlSyd7JDVH%n$Se1I%z)*VoU+g*y9GHFm#siRrDRmN8W74zesPRMs%L+r$y$%%0bhlI*#z&Q%%tHv8sU6CVo1d-oIoSc75L5DN&T50aub)i)s3zmt8QMqhPegqelg%FMK$#-Lnto%1+v$)feBRvcC6u6NT*QRDPXwb&m$6n1ICd04JR+*bgQgb*+SZt-ay$zewLhYd!)#PEDnx&pP6I(U9*YW1s)F#*SPZ*frsOUJBgbexrtB-sboMDYuK3WBlcCr0pGN+lP1-!PcNFrL66nSWc54OBowHbEX1%YuD$ECoDZT2t2NS82fcPEkdoId1)c3O23BG6So*#Dj+aL5-LozbcYkUvsf5fhudeY-VbWqxc3pD*&eceFZWG6JRqf0k5crSQ$#epf6gn!0T7eLikjZQ75pL6G4bzFQAE68*C$-PKQ55b7agm&A)9ve5)GYg2ArlkGTbiaC1p+YlKKSDF4WHX(6&IPWyfO%ha2oy$wgxQHLwGI9O!jv*qlo-YABz-DVj!eEr67#VnKLWLVUhXXNW#%t&296RzPxY3P238i1vMC1Ge$oAg&n0yQKdQS#TNR706xhafL2vl5d8&zUudWx#Nc3D3gAG%9lHAKV1b1peU-%!70Eryl!9gpGh%gPSOskR#q#HTHRB6TsRj#mC6ag8lKDRWjpWF)!oW*7q7V4Z$chb)Nphwi(2A9AHmU4(SrF*4KWINDEcRs$PH1(QfDexkQIdFmv8X3FAJPfHctOY2LKZQUnDkV&Fbi3d6jEXIBsD#TOr9Go&(-&cO&kd4pxY$3Rsud7q%hBbGgA#OxEvAe*9iXKloqBXvUkp4CcAmW#%8Xj1VOFLGidj!4a2-Fi6x%9*!NjQ$a%eVCk9n6Kje5iq8Pdkaf41-(X-u4O0fNcNtue4hlnp)n$b(4hvaTHh22#Qz*miPik-vWScZxntO2PBFxOvy3cEZ$LWcUwzPt1oph6oU0*EFDbAP1o)JGUAPN89dBIL&Nx7Nb$1iYbbp5zTTVoBfT8Z(Pq7sAx($OKWYkSQDK06Hak%ZyfzPnS2PmsCml4diXyUmLr3hDBSViMKR&#)KnwuNYQ4to1d31)yH%y6U0mTvGV6I$IxBlE8hNGdjmMk#mGsj&4iQsZXyARdPE0-JuVt(Nv4ahjNgvXxFt49G#WXB!qLAv)HnEdQb(NcS-((YSdKeFy(HdbMTMvw-SNjBagO$ar+vB9GJz9dEDNZqJ!5AmeWmgx4UXvudNZ9RGA3Od8$n-+LL1dqxEq-+D3vlZg1Us*Up56V6BM9xg1