生化筆記完全版

生化筆記完全版-核酸的降解和核苷酸代謝核酸的生物功育能）NA、RNA核苷酸的生物功能合成核酸是多種生物合成的活性中間物糖原合成,UDP-GIg磷脂合成,CDP乙醇胺，CDP二脂酰甘油。生物能量的載體TP、GTP腺苷酸是三種重要輔酶的組分NAD、FAD、CoA信號(hào)分子cAMP、gGMP#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。核酸的分解代謝：核酸酶 核苷酸酶核酸 核苷酸 核酸酶 核苷酸酶核酸 核苷酸 ?核苷磷酸化酶堿基+戊糖1磷酸第一節(jié)核酸和核苷酸的分解代謝第一節(jié)核酸和核苷酸的分解代謝、核酸的酶促降解核酸是核苷酸以3'、5'-磷酸二酯鍵連成的高聚物,核酸分解代謝的第一步就是分解為核苷酸,作用于磷酸二酯鍵的酶稱核酸酶（實(shí)質(zhì)是磷酸二脂。酶）根據(jù)對(duì)底物的專一性可分為：核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶、非特異性核酸酶。根據(jù)酶的作用方式分：內(nèi)切酶、外切酶。1、 核糖核酸酶只水解RNA磷酸二酯鍵的酶（Nase）,不同的RNase專一性不同。牛胰核糖核酸酶RNase），作用位點(diǎn)是嘧啶核苷-磷酸與其它核苷酸間的連接鍵。核糖核酸酶T1（RNaseT）,作用位點(diǎn)是3'-鳥苷酸與其它核苷酸的'-OH間的鍵。圖2、 脫氧核糖核酸酶只能水解DNA磷酸二酯鍵的酶DNase牛胰脫氧核糖核酸酶DNase）可切割雙鏈和單錨NA。產(chǎn)物是以5'-磷酸為末端的寡核苷酸。牛胰脫氧核糖核酸酶DNasel）,降解產(chǎn)物為3'礪酸為末端的寡核苷酸。限制性核酸內(nèi)切酶：細(xì)菌體內(nèi)能識(shí)別并水解外源DN源的核酸內(nèi)切酶，產(chǎn)生’-OH和5，-P。圖PstI切割后，形成/-OH單鏈粘性末端。EcoRl切割后，形成JP單鏈粘性末端。3、 非特異性核酸酶既可水解RNA,又可水解DNA磷酸二酯鍵的核酸酶。小球菌核酸酶是內(nèi)切酶，可作用于A或變性的DNA,產(chǎn)生3'-核苷酸或寡核苷酸。蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二脂酶屬于外切酶。蛇毒磷酸二酯酶能從NA或DNA鏈的游離的3'-0H逐個(gè)水解，生成'-核苷酸。牛脾磷酸二脂酶從游離的-0H開始逐個(gè)水解，生成'核苷酸。二、 核苷酸的降解1、 核苷酸酶（磷酸單脂酶）水解核苷酸，產(chǎn)生核苷和磷酸。非特異性磷酸單酯酶：不論磷酸基在戊糖的3'、5',都能水解下來。特異性磷酸單酯酶：只能水解3'核苷酸或5'核苷酸（3'核苷酸酶、5'核苷酸酶）2、 核苷酶兩種：核苷磷酸化酶：廣泛存在，反應(yīng)可逆。。 核苷磷酸化酶核苷+磷酸 堿基+戊糖1磷酸< 核苷水解酶：主要存在于植物、微生物中，只水解核糖核苷，不可逆核苷水解酶核糖核苷+H。 堿基+核糖2 三、 嘌呤堿的分解P301圖18-2嘌呤堿的分解）首先在各種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。P299反應(yīng)式不同種類的生物分解嘌呤堿的能力不同，因此，終產(chǎn)物也不同。排尿酸動(dòng)物：靈長(zhǎng)類、鳥類、昆蟲、排尿酸爬蟲類排尿囊素動(dòng)物：哺乳動(dòng)物（靈長(zhǎng)類除、外腹）足類排尿囊酸動(dòng)物：硬骨魚類排尿素動(dòng)物：大多數(shù)魚類、兩棲類某些低等動(dòng)物能將尿素進(jìn)一步分解呃和CO2排出。！植物分解嘌吟的途徑與動(dòng)物相似，產(chǎn)生各種中間產(chǎn)物（尿囊素、尿囊酸、N尿素、微生物分解嘌吟類物質(zhì)，生成h3、co2及有機(jī)酸（甲酸、乙酸、乳酸、等）四、 嘧啶堿的分解P302圖18-3嘧啶堿的分解人和某些動(dòng)物體內(nèi)脫氨基過程有的發(fā)生在核苷或核苷酸上、脫J下可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成尿素排出。第二節(jié)嘌吟核苷酸的合成一、 從頭合成由5'礪酸核糖1-焦磷酸5'-PRPP）開始，先合成次黃嘌吟核苷酸，然后由次黃嘌吟核苷酸）（轉(zhuǎn)化為腺嘌吟核苷酸和鳥嘌吟核苷酸、嘌吟環(huán)合成的前體：02、甲酸鹽、Gln、Asp、GlyP303圖18-4嘌吟環(huán)的元素來源及摻入順序Gln提供叫N9Gly：C4、C5、N7甲川FHFAC8D.Gin提供-NH2：N3閉環(huán)ECO2：C6F.Asp提供-NH2：N1G10-甲酰THFAC21、次黃嘌吟核苷酸的合成IMP） P306圖18-5磷酸核糖焦磷酸激酶5磺酸核糖+ATP ?5'-PRPP+AMP（1）、{磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶（轉(zhuǎn)氨）（2）、5磺酸核糖焦磷酸+Ginf5磺酸核糖胺+Glu+ppi使原來a-構(gòu)型的核糖轉(zhuǎn)化成B構(gòu)型（3） 、甘氨酰胺核苷酸合成酶5磺酸核糖胺Gly+APf甘氨酰胺核昔酸ADP+Pi（4） 、甘氨酰胺核苷酸轉(zhuǎn)甲?；父拾滨０泛宋羲?N5N10-甲川FH4+H2Of甲酰甘氨酰胺核昔酸+FH4甲川基可由甲酸或氨基酸供給。（5） 、甲酰甘氨脒核苷酸合成酶甲酰甘氨酰胺核苷酸+Gln+ATP+H2Of甲酰甘氨脒核苷酸+Glu+ADP+pi|此步反應(yīng)受重氮絲氨酸和重氮5-氧-正亮氨酸不可逆抑制，這兩種抗菌素與有類似結(jié)構(gòu)。P304結(jié)構(gòu)式：重氮絲氨酸、6-重氮-5-氧-正亮氨酸（6） 、氨基咪唑核苷酸合成酶甲酰甘氨脒核苷酸+ATPf5-氨基咪唑核苷酸+ADP+Pi（1）~（5）第一階段，合成第一個(gè)環(huán)（7）、氨基咪唑核苷酸羧化酶5-氨基咪唑核昔酸C02f5-氨基咪唑4羧酸核昔酸8）、氨基咪唑琥珀基氨甲酰核苷酸合成酶5-氨基咪唑4羧酸核苷酸Asp+ATP—5-氨基咪唑4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸（9） 、腺苷酸琥珀酸裂解酶5-氨基咪唑4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸*5-氨基咪唑4氨甲酰核苷酸延胡索酸（10） 、氨基咪唑氨甲酰核苷酸轉(zhuǎn)甲?；?-氨基咪唑4氨甲酰核苷酸N10■甲酰FH4—5-甲酰胺基咪哋氮甲酰核苷酸FH4（11） 、次黃嘌呤核苷酸環(huán)水解酶5-甲酰胺基咪唑4氨甲酰核苷酸一次黃嘌吟核苷酸H20總反應(yīng)式：5磺酸核糖+Cq+甲川THFA+甲酰THFA+2Gln+Gly+Asp+T5A—IMP+2THFA+2Glu延+胡索酸+4ADP+1AMP+4Pi+PPi2、腺嘌吟核昔酸的合成（MP） P306圖18-53、腺苷酸琥珀酸合成酶IMP+Asp+GTP ?腺苷酸琥珀酸+GDP+Pij 腺苷酸琥珀酸裂解酶AMP+延胡索酸（從頭合成:CO2、2個(gè)甲酸鹽、2個(gè)Gln、1個(gè)Gly、（1+1）個(gè)Asp＞（6+1）個(gè)ATP,產(chǎn)生2個(gè)Glu、（1+1）個(gè)延胡索酸。Asp的結(jié)構(gòu)類似物羽田殺菌素，可強(qiáng)烈抑制腺苷酸琥珀酸合成酶的活性A阻」生成。羽田殺菌素：N羥基N-甲酰^Gly（P307）4、鳥嘌吟核昔酸的合成（P307結(jié)構(gòu)式）IMP脫氫酶IMP+NAD+H20 *{GMP合成酶>GMP+Glu+AMP+PPi黃嘌吟核苷酸+Gln（或NH>GMP+Glu+AMP+PPi5、,AMP、GMP生物合成的調(diào)節(jié)P309圖18-66、5磺酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶是關(guān)鍵酶，可被終產(chǎn)物P、GMP反饋抑制。AMP過量可反饋抑制自身的合成。GMP過量可反饋抑制自身的合成。7、藥物對(duì)嘌呤核苷酸合成的影響篩選抗腫瘤藥物，腫瘤細(xì)胞核酸合成速度快，藥物能抑制。羽田殺菌素與Asp競(jìng)爭(zhēng)腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黃嘌吟核苷酸轉(zhuǎn)化Mfc重氮乙酰絲氨酸6-重氮5-氧正亮氨酸，是iln的結(jié)構(gòu)類似物，抑制In參與的反應(yīng)。氨基蝶吟、氨甲蝶吟結(jié)構(gòu)P314葉酸的結(jié)構(gòu)類似物，能與二氫葉酸還原酶發(fā)生不可逆結(jié)合，F(xiàn)阻的生成，從而抑制H4參與的各種一碳單位轉(zhuǎn)移反應(yīng)。二、 補(bǔ)救途徑利用已有的堿基和核苷合成核苷酸1、 磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑（重要途徑）嘌吟堿和5-PRPP在特異的磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的作用下生成嘌吟核苷酸（嘌吟核苷+磷酸 嘌吟堿+戊糖4磷酸= 腺嘌吟磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶腺嘌吟+5-PRPP ?AMP+PPi】次黃嘌吟：鳥嘌吟磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶次黃嘌吟（鳥嘌吟）+5-PRPP ?IMP（GMP） +PPi2、 核苷激酶途徑（但在生物體內(nèi)只發(fā)現(xiàn)有腺苷激酶）腺嘌吟在核苷磷酸化酶作用下轉(zhuǎn)化為腺嘌吟核苷，后者在核苷磷酸激酶的作ATP反應(yīng)，生成腺嘌呤核苷酸。核苷磷酸化酶\ 核苷+Pi\腺苷激酶（腺苷+ATP 腺苷酸+ADP< 嘌吟核苷酸的從頭合成與補(bǔ)救途徑之間存在平L衡。h-Nyan綜合癥就是由于次黃嘌吟：鳥嘌吟磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶缺陷,AMP合成增加，大量積累尿酸，腎結(jié)石和痛風(fēng)。第三節(jié)嘧啶核苷酸的合成、從頭合成與嘌吟核苷酸合成不同，在合成嘧啶核苷酸時(shí)，首先合成嘧啶環(huán)，再與磷酸核糖結(jié)合，生成尿嘧啶核苷酸，最后由尿嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)化為胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。合成前體：氨甲酰磷酸Asp（P309圖18-7嘧啶環(huán)的元素來源）1、尿嘧啶核苷酸的合成P310圖18-8氨甲酰磷酸的合成氨甲酰磷酸合成酶 氨甲酰磷酸+Glu+2ADP+Pi1）天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶氨甲酰磷酸+Asp氨甲酰磷酸+Asp天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶2）二氫乳清酸酶氨甲酰天冬氨酸 二氫乳清酸+h2o二氫乳清酸脫氫酶（輔基FARFMN）

二氫乳清酸+NAD+>乳L(zhǎng)清酸+NADH+H5）乳清苷酸焦磷酸化酶乳清苷酸焦磷酸化酶Mg2+乳清苷酸+PPi6二氫乳清酸+NAD+>乳L(zhǎng)清酸+NADH+H5）乳清苷酸焦磷酸化酶乳清苷酸焦磷酸化酶Mg2+乳清苷酸+PPi6）乳清苷酸脫羧酶乳清苷酸乳清苷酸脫羧酶?UMP+CO24 22、胞嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷三磷酸可直接與H3（細(xì)菌）或^ln（植物）反應(yīng)，生成胞嘧啶核苷三磷酸。尿嘧啶核苷酸激酶Mg2+UMP+ATPUDP+ADPUDP+ATP核苷二磷酸激酶Mg2+ ?UTP+ADPUTP+Gln(NH4+)+ATP+HOCTP合成酶3、 嘧啶核苷酸生物合成的調(diào)節(jié)（大腸桿菌）P311圖18-9大腸桿菌嘧啶核苷酸生物合成的調(diào)節(jié)氨甲酰磷酸合成酶：受UMP反饋抑制天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶：STP反饋抑制CTP合成酶： 受CTP反饋抑制4、 藥物對(duì)嘧啶核苷酸合成的影響有多種嘧啶類似物可抑制嘧啶核苷酸的合成。5-氟尿嘧啶抑制胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成。5-氟尿嘧啶在人體內(nèi)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的核苷酸，再轉(zhuǎn)變成脫氧核苷酸，可抑制脫氧胸腺嘧啶核酸合成酶，干擾尿嘧啶脫氧核苷酸經(jīng)甲基化生成脫氧胸苷的過程A合成受阻。二、補(bǔ)救途徑（1）嘧啶核苷激酶途徑（重要途徑）嘧啶堿與1磷酸核糖生成嘧啶核苷，然后由尿苷激酶催化尿苷和胞苷形成和CMP。核苷磷酸化酶嘧啶堿+1磺酸核糖 嘧啶核苷+Pi< 尿苷激酶侗g2+尿苷（胞苷）+ATP UMP（CMP）+ADP （2） 磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑（胞嘧啶不行）尿嘧啶+5-PRPP尿嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶UMP+PPi第四節(jié)脫氧核苷酸的合成脫氧核糖核苷酸是由相應(yīng)的核糖核苷酸衍生而來的。（1） 腺嘌呤、鳥嘌呤和胞嘧啶核糖核苷酸經(jīng)還原，將核糖第二位碳原子的氧脫去，即成為相應(yīng)的脫氧核糖核苷酸。|（2） 胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸：先由尿嘧啶核糖核苷酸還原形成尿嘧啶脫氧核糖核苷酸，然后尿嘧啶再經(jīng)甲基化轉(zhuǎn)變成胸腺嘧啶。一、核糖核苷酸的還原ADP、GDP、CDP、UDP均可分別被還原成相應(yīng)的脫氧核糖核苷酸：P、dGDP、dCDP、dUDP等，其中dUDP甲基化，生成TDP。還原反應(yīng)一般在核苷二磷酸NDP）水平上進(jìn)行,ATP、dATP、dTTP、dGTP是還原酶的變構(gòu)效應(yīng)物，個(gè)別微生物（賴氏乳菌桿菌）在核苷三磷酸水平上還NTP）。

1、核苷酸還原酶系P312圖示由硫氧還蛋白、硫氧還蛋白還原酶和核苷酸還原酶b2）三部分組成。B］、B2亞基結(jié)合后，才具有催化活性。B］上的巰基和B2上的酪氨酸殘基是活性中心的催化基因。另外核苷酸還原酶所需的還原當(dāng)量還可來自谷胱甘肽。圖硫氧還蛋白-SH硫氧還蛋白還原酶、輔IFAd谷胱甘肽氧還蛋白（酶）谷胱甘肽還原酶-SH核苷酸還原酶RR）-SH2、 核苷酸還原酶結(jié)構(gòu)模型及催化機(jī)理（1）、結(jié)構(gòu)模型圖【B1亞基上有兩個(gè)調(diào)節(jié)部位，一個(gè)影響整個(gè)酶的活性（一級(jí)調(diào)節(jié)，部另位一）個(gè)調(diào)節(jié)對(duì)底物的專一性（底物結(jié)合部位）一級(jí)調(diào)節(jié)部位:ATP是生物合成的信號(hào)分子，而TP是核苷酸被還原的信號(hào)。底物調(diào)節(jié)部位:.①與ATP結(jié)合，可促進(jìn)嘧啶類的JDP、CDP還原成dUDP、dCDP；②與dTTP或dGTP結(jié)合，可促使3DP（ADP）還原成dGDP（dADP）（2）、催化機(jī)理自由基催化轉(zhuǎn)換模型。3、 脫氧核苷酸的補(bǔ)救（脫氧核苷激酶途徑）脫氧核苷酸也能利用已有的堿基或核苷進(jìn)行（合補(bǔ)成救途徑，）但只有脫氧核苷激酶途徑不，存在類似的磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑核苷磷酸化酶-堿基+脫氧核糖1磷酸 脫氧核苷+磷酸 脫氧核苷 ATP脫氧核苷激酶脫氧核苷 ATP脫氧核苷激酶脫氧核苷酸+ADP二、胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成由尿嘧啶脫氧核苷酸dUMP）經(jīng)甲基化生成。Ser提供甲基，NADPH提供