核酸與核苷酸代謝

核酸與核苷酸代謝第1頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化2目錄第一節(jié)核酸的酶促降解第三節(jié)核苷酸的合成代謝第二節(jié)核苷酸的分解代謝第2頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化3第一節(jié)核酸的酶促降解食物中的核酸，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。第3頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化4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。大連珍奧核酸大騙局—方舟子http:///xys/ebooks/others/science/dajia/hesuanyingyang2.txt第4頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化5核酸nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸phosphate嘌呤堿purinebase或嘧啶堿pyrimidinebase（堿基base）核糖ribose或脫氧核糖deoxyribose（戊糖pentose）第5頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化6戊糖

組成核酸的戊糖有兩種。DNA所含的糖為β-D-2-脫氧核糖；RNA所含的糖則為β-D-核糖。第6頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化7堿基1.嘌呤（Purine）

腺嘌呤AdenineA

鳥嘌呤guanineG第7頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化82.嘧啶（Pyrimidine）胸腺嘧啶T胞嘧啶C尿嘧啶U第8頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化9

核酸中也存在一些不常見的稀有堿基。稀有堿基的種類很多，大部分是上述堿基的甲基化產(chǎn)物。二氫尿嘧啶（DHU）第9頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化10修飾堿基的簡(jiǎn)寫符號(hào)

(為1時(shí)可以不寫)第10頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化11核苷（nucleoside）核苷：戊糖+堿基

糖與堿基之間的C-N鍵，稱為C-N糖苷鍵核苷中戊糖與堿基的連接方式：1’2’3’4’5’(OH)1’2’3’4’5’(OH)第11頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化12核苷酸：核苷+磷酸

戊糖+堿基+磷酸H核苷酸（nucleotide）第12頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化13核酸nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸phosphate嘌呤堿purinebase或嘧啶堿pyrimidinebase（堿基base）核糖ribose或脫氧核糖deoxyribose（戊糖pentose）第13頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化14核酸nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸phosphate堿基base磷酸戊糖1-phosphatepentose

核酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶磷酸酶戊糖pentose磷酸phosphate第14頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化15核酸酶核酸酶的分類（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)核酸內(nèi)切酶核酸外切酶第15頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化16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

pGA3′RNaseIRNaseT1Pu：嘌呤Py：嘧啶

第16頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化17外切核酸酶對(duì)核酸的水解位點(diǎn)5′

p

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pOHB

p

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p3′BBBBBBB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17頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化18限制性內(nèi)切酶命名意義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（ristrictionendonuclease）。第18頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化19常用的DNA限制性內(nèi)切酶的專一性酶辨認(rèn)的序列和切口說明‥‥AGCT‥‥‥‥TCGA‥‥‥‥GGATCC‥‥‥‥CCTAGG‥‥‥‥AGATCT‥‥‥‥TCTAGA‥‥‥‥GAATTC‥‥‥‥CTTAAG‥‥‥‥AAGCTT‥‥‥‥TTCGAA‥‥‥‥GTCGAC‥‥‥‥CAGCTG‥‥‥‥CCCGGG‥‥‥‥GGGCCC‥‥BamHIAluIBglIEcoRIHindⅢSalISmaI四核苷酸，平端切口六核苷酸，平端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口第19頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化20限制性內(nèi)切酶的命名和意義EcoRI序號(hào)屬名種名株名例：EcoRI，這是從大腸桿菌（Ecoli）R菌珠中分離出的一種限制性內(nèi)切酶

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，用來解剖纖細(xì)的DNA分子。第20頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化21第二節(jié)核苷酸的降解二、嘧啶的分解一、嘌呤的分解第21頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化22第22頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化23腺嘌呤與鳥嘌呤在人類及靈長(zhǎng)類動(dòng)物體內(nèi)分解的最終產(chǎn)物是尿酸人體內(nèi)鳥嘌呤能直接脫氨生成黃嘌呤，進(jìn)而被氧化成尿酸人體內(nèi)腺嘌呤則不能直接變成黃嘌呤，因?yàn)槿狈ο汆堰拭摪泵竿达L(fēng)原因：尿酸生成太多或排泄受阻治療藥物：別嘌呤醇第23頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化24第24頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化25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三、單核苷酸轉(zhuǎn)變成核苷二磷酸和核苷三磷酸（自學(xué)）四、各種核苷酸的相互轉(zhuǎn)變第25頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化26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26頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化27嘌呤核苷酸的從頭合成利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位和二氧化碳等物質(zhì)為原料，通過一系列酶促反應(yīng)合成次黃嘌呤核苷酸(IMP)，然后轉(zhuǎn)變成腺嘌呤核苷酸(AMP)和鳥嘌呤核苷酸(GMP)部位：肝臟為主，小腸、胸腺次之第27頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化28嘌呤環(huán)上各原子的來源來自谷氨酰胺的酰胺氮來自一碳單位來自天冬氨酸來自甘氨酸來自CO2來自一碳單位第28頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化295-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甲酰THFA第29頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化30第30頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化31從頭合成途徑的反應(yīng)過程(1)IMP的合成(11步反應(yīng))5-P-RAMPPRPP合成酶5-P-R-1-PP(PRPP)ATP①5-磷酸核糖5-磷酸核糖-1-焦磷酸第31頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化32PP-1-R-5-PGlnGlu酰胺轉(zhuǎn)移酶酶3:甘氨酰胺核苷酸合成酶H2N-1-R-5'-PH2C-NH2O=C-OHGly酶3ATP,Mg2+H2C-NH2O=CNHR-5'-P甘氨酰胺核苷酸(GAR)③②PRA第32頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化33轉(zhuǎn)甲?；窮H4H2C-NH2O=CNHR-5'-P甘氨酰胺核苷酸(GAR)N10-甲酰基FH4④H2CO=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)⑤GlnATP,Mg2+第33頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化34H2CCNHR-5'-PNHCHOHN=AIR合成酶ATP,Mg2+,K+H2O⑥CH2N-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⑦5-氨基咪唑-4-羧基核苷酸(CAIR)第34頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化35R-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)⑧ATP,Mg2+合成酶第35頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化36R-5'-PCH2NCNNCHCONHHOOCHCH2CHOOC5-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⑨延胡索酸第36頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化37R-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+⑩R-5'-PCNCNNCHCOH2NHCOH第37頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化38R-5'-PCNCNNCHCOHHNHCOHR-5'-PCNCNNCHCOHNHC5-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38頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化395-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甲酰THFA第39頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化40IMP轉(zhuǎn)變?yōu)镚MP和AMP第40頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化41GTP和ATP的生成N=A或G第41頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化42嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑利用體內(nèi)游離嘌呤或核苷，經(jīng)過簡(jiǎn)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。部位：腦、骨髓第42頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化43參與補(bǔ)救合成的酶

腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（Adeninephosphoribosyltransferase，APRT)

次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶

(Hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase，HGPRT)

腺苷激酶(Adenosinekinase)

第43頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化44(二)補(bǔ)救合成途徑有兩條合成途徑(1)嘌呤堿與PRPP直接合成嘌呤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90%嘌呤堿第44頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化45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45頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化46嘧啶核苷酸從頭合成途徑

c、UMP轉(zhuǎn)變?yōu)镃TP

a、嘧啶環(huán)上原子的來源b、UMP的從頭合成第46頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化47嘧啶環(huán)上各原子的來源天冬氨酸CO2谷氮酰胺NNCCCC654321第47頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化48尿嘧啶核苷酸合成途徑第48頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化49嘧啶核苷酸的從頭合成(1)尿嘧啶核苷酸的合成----6步反應(yīng)HCO3_+GlnGlu2ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸合成酶II①氨基甲酰磷酸NH2O=COP第49頁(yè)，共54頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2023/4/116章生物氧化50NH2O=