《第33章 核酸的降解和核苷酸代謝》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第33章 核酸的降解和核苷酸代謝（47頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第第3333章章核酸降解和核苷酸代謝核酸降解和核苷酸代謝回顧：回顧：核苷酸的生物學功能核苷酸的生物學功能核苷酸是核苷酸是核酸生物合成的前體核酸生物合成的前體。核苷酸衍生物是許多核苷酸衍生物是許多生物合成的活性中間物生物合成的活性中間物。UDP-葡萄糖和葡萄糖和CDP-二脂酰甘油二脂酰甘油分別是糖原和磷酸甘油分別是糖原和磷酸甘油酯合成的中間物酯合成的中間物。ATP是生物能量代謝中通用的高能化合物。是生物能量代謝中通用的高能化合物。腺苷酸是腺苷酸是輔酶輔酶(NAD、NADP、FAD和和CoA)的組分的組分。某些核苷酸是某些核苷酸是代謝的調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)物質(zhì):cAMP和和cGMP是許多激素引起生理
2、反應(yīng)的中間介質(zhì)。是許多激素引起生理反應(yīng)的中間介質(zhì)。知新知新核酸的分解代謝核酸的分解代謝核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成 核糖核糖核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成 脫氧核糖脫氧核糖核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成核酸核酸)(磷磷酸酸二二酯酯酶酶核核酸酸酶酶核苷酸核苷酸)(磷磷酸酸單單酯酯酶酶核核苷苷酸酸酶酶 核苷核苷+Pi堿基堿基+戊糖戊糖-1-P核核苷苷磷磷酸酸化化酶酶1 1 核酸的分解代謝核酸的分解代謝1.1 1.1 核酸的降解核酸的降解核酸酶核酸酶（磷酸二酯酶）（磷酸二酯酶）核糖核酸酶核糖核酸酶(Rnase)脫氧核糖核酸酶脫氧核糖核酸酶(Dnase)根據(jù)底物根據(jù)底物根據(jù)切割部位根據(jù)切割部位
3、核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶核酸外切酶核酸外切酶1.2 1.2 核苷酸的降解核苷酸的降解核苷酸酶核苷酸酶（磷酸單酯酶）（磷酸單酯酶）(2-AMP)(3-AMP)(5-AMP)非專一性非專一性專一性專一性:3-核苷酸酶核苷酸酶,5-核苷酸酶核苷酸酶1.3 1.3 核苷的分解代謝核苷的分解代謝 核苷核苷+Pi 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶堿基堿基+戊糖戊糖-1-P核苷核苷+H2O 核苷水解酶核苷水解酶堿基堿基+戊糖戊糖只對只對植物和微生物植物和微生物核糖核苷核糖核苷作用作用1.4 1.4 嘌呤堿的分解代謝嘌呤堿的分解代謝X（黃嘌呤）（黃嘌呤）黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶AH（次黃嘌呤）（次
4、黃嘌呤）腺腺嘌呤嘌呤脫氨酶脫氨酶G鳥鳥嘌呤嘌呤脫氨酶脫氨酶許多動物許多動物:含有含有腺嘌呤酶和鳥嘌呤酶腺嘌呤酶和鳥嘌呤酶，腺嘌呤腺嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤;鳥嘌呤鳥嘌呤黃嘌呤黃嘌呤。人和大鼠人和大鼠:不含腺嘌呤酶不含腺嘌呤酶腺苷酸腺苷酸次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤次黃嘌呤腺苷腺苷次黃嘌呤核苷次黃嘌呤核苷次黃嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶尿酸氧化酶尿酸氧化酶尿囊素尿囊素靈長類靈長類鳥類鳥類昆蟲昆蟲爬蟲類爬蟲類哺乳動物哺乳動物（人和靈長類除外）（人和靈長類除外）尿囊素酶尿囊素酶尿囊酸尿囊酸某些硬骨魚類某些硬骨魚類尿囊酸酶尿囊酸酶尿素尿素大多數(shù)魚類大多數(shù)魚類兩棲類兩棲類痛風癥的治療機制痛風
5、癥的治療機制別嘌呤醇別嘌呤醇次黃嘌呤次黃嘌呤痛風痛風由于由于尿酸的過量積累尿酸的過量積累而引起而引起自殺作用物自殺作用物：別嘌呤醇別嘌呤醇的結(jié)構(gòu)與次黃嘌呤很相似，可被黃嘌呤氧化的結(jié)構(gòu)與次黃嘌呤很相似，可被黃嘌呤氧化酶氧化成酶氧化成別黃嘌呤別黃嘌呤，它與酶活性中心的，它與酶活性中心的Mo（）牢）牢固結(jié)合，從而使固結(jié)合，從而使Mo（）不易轉(zhuǎn)變成）不易轉(zhuǎn)變成Mo（）。）。它對黃嘌呤氧化酶由很強的抑制作用。它對黃嘌呤氧化酶由很強的抑制作用。這種底物類似物經(jīng)酶作用后成為酶的滅活物，稱為自這種底物類似物經(jīng)酶作用后成為酶的滅活物，稱為自殺作用物。殺作用物。Elian和和Hitchings獲獲1988年諾貝爾
6、獎。年諾貝爾獎。1.5 1.5 嘧啶堿的分解代謝嘧啶堿的分解代謝二氫尿嘧啶脫氫酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫尿嘧啶酶二氫尿嘧啶酶二氫胸腺嘧啶脫氫酶二氫胸腺嘧啶脫氫酶二氫胸腺嘧啶酶二氫胸腺嘧啶酶胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶 H2OCO2+NH3-丙氨酸丙氨酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶-脲基異丁酸脲基異丁酸-氨基異丁酸氨基異丁酸H2O丙二酸單酰丙二酸單酰CoA乙酰乙酰CoATCA肝肝尿素尿素甲基丙二酸單酰甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰琥珀酰CoATCA糖異生糖異生2 2 核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成2.1 核糖核糖核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成 從頭合成從頭合成(de novo synthe
7、sis):生物體內(nèi)用簡單的前體物質(zhì)（如氨基酸）合成生生物體內(nèi)用簡單的前體物質(zhì)（如氨基酸）合成生物分子的途徑。物分子的途徑。部位部位:肝臟肝臟補救途徑補救途徑(salvage pathway):生物分子可以由該類分子降解形成的中間代謝物生物分子可以由該類分子降解形成的中間代謝物（如堿基或核苷）來合成（如堿基或核苷）來合成,是一個再循環(huán)途徑。是一個再循環(huán)途徑。部位部位:腦、骨髓腦、骨髓生理意義生理意義：比從頭合成比從頭合成節(jié)省能量和氨基節(jié)省能量和氨基酸原料酸原料。嘌呤核糖核苷酸的生物合成嘌呤核糖核苷酸的生物合成GMPAMP嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)嘌呤環(huán)的元素來源嘌呤環(huán)的元素來源:從頭合成途
8、徑從頭合成途徑合成原料：合成原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、一碳基團、天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、一碳基團、CO2、磷酸核糖。、磷酸核糖。場所：場所：肝臟的胞液肝臟的胞液主要途徑主要途徑從從5-磷酸核糖焦磷酸（磷酸核糖焦磷酸（PRPP）開始開始分為兩個階段：分為兩個階段：次黃嘌呤核苷酸（次黃嘌呤核苷酸（IMP）的合成的合成 AMP和和GMP的合成的合成共十一步反應(yīng)共十一步反應(yīng)R-5-P（5-5-磷酸核糖）磷酸核糖）ATPAMP磷酸核糖焦磷酸激酶磷酸核糖焦磷酸激酶（5 5磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸）PRPP在在谷氨酰胺、甘氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳一碳單位、二氧化碳及及天冬氨
9、酸天冬氨酸的逐步參與下的逐步參與下IMP AMP GMP（5-5-磷酸核糖胺）磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶轉(zhuǎn)酰胺酶 IMP的合成過程的合成過程H2O合成酶合成酶轉(zhuǎn)甲酰基酶轉(zhuǎn)甲?；负铣擅负铣擅负铣擅负铣擅?AMP和和GMP的生成的生成腺苷酸琥珀酸合成酶腺苷酸琥珀酸合成酶腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸裂解酶裂解酶IMP脫氫酶脫氫酶GMP合成酶合成酶5-磷酸核糖胺磷酸核糖胺5-磷酸核糖磷酸核糖5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸嘌呤核苷酸從頭嘌呤核苷酸從頭合成合成的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)酰胺酶轉(zhuǎn)酰胺酶補救合成途徑補救合成途徑腺嘌呤腺嘌呤 +PRPPAMP+PPi腺嘌呤腺
10、嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶次黃嘌呤次黃嘌呤 +PRPPIMP+PPi次黃嘌呤次黃嘌呤-鳥嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶鳥鳥嘌呤嘌呤 +PRPPGMP+PPi次黃嘌呤次黃嘌呤-鳥嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMP堿基堿基 +1-+1-磷酸核糖磷酸核糖 核苷核苷 +Pi+Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶 嘧啶核糖核苷酸的合成代謝嘧啶核糖核苷酸的合成代謝從頭合成途徑從頭合成途徑補救合成途徑補救合成途徑從頭合成途徑從頭合成途徑嘧啶環(huán)合成的元素來源：嘧啶環(huán)合成的元素來源：氨甲氨甲酰磷酸酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸部位：部位：主要是主要是肝細胞
11、胞液肝細胞胞液原料：原料：谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、CO2、磷酸核糖。、磷酸核糖。嘧啶核苷酸的合成嘧啶核苷酸的合成首先形成嘧啶環(huán)首先形成嘧啶環(huán)與磷酸核糖相連與磷酸核糖相連 尿嘧啶核苷酸（尿嘧啶核苷酸（UMP）的合成）的合成氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸 乳清酸乳清酸+PRPP 乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸谷氨酰胺谷氨酰胺+HCO3-氨甲酰磷氨甲酰磷酸合成酶酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸谷氨酸 +氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸氨基甲酰磷酸的生成氨基甲酰磷酸的生成（動物）（動物）主要控制點主要控制點激活：激活：ATP、PRPP抑制：高濃度的嘧啶核苷酸產(chǎn)物（抑制：高濃度的嘧啶
12、核苷酸產(chǎn)物（UTP、CTP）氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸合成酶合成酶II氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶轉(zhuǎn)氨甲酰酶氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸二氫乳清酸酶二氫乳清酸酶二氫乳清酸二氫乳清酸乳清酸乳清酸焦磷酸化酶焦磷酸化酶脫氫酶脫氫酶脫羧酶脫羧酶 胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶尿苷酸激酶UDP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶ATPADPUTPCTP合成酶合成酶谷氨酰胺谷氨酰胺ATP谷氨酸谷氨酸ADP+Pi嘧啶核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)嘧啶核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)ATP+CO2+谷氨酰胺谷氨酰胺氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸UMP氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸天冬氨酸氨甲
13、酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶天冬氨酸天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶轉(zhuǎn)氨甲酰酶CTP合成酶合成酶補救合成途徑補救合成途徑尿嘧啶尿嘧啶+PRPP尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸+PPiUMP磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶尿嘧啶 +1-磷酸核糖磷酸核糖 尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷 +Pi 尿苷磷酸化酶尿苷磷酸化酶尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶尿苷激酶UMP+ADP胞嘧啶核苷胞嘧啶核苷+ATP尿苷激酶尿苷激酶CMP+ADP2.2 2.2 脫氧核糖核苷酸的生物合成脫氧核糖核苷酸的生物合成1.核糖核苷酸核糖核苷酸的還原的還原在在核苷二磷酸核苷二磷酸水平上進行水平上進行ATP +NMP ADP +NDP核苷一磷酸激酶核苷一
14、磷酸激酶N：A、G、C、U核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶XDP +YTP XTP +YDP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶還原的酶系：還原的酶系：核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶 硫氧化還原蛋白硫氧化還原蛋白 硫氧化還原蛋白還原酶硫氧化還原蛋白還原酶氫來自于氫來自于NADPHNADPH，類似，類似電子傳遞電子傳遞鏈的途徑鏈的途徑傳遞給核糖傳遞給核糖。硫氧化還原硫氧化還原蛋白還原酶蛋白還原酶硫氧化還原硫氧化還原蛋白蛋白核糖核苷核糖核苷還原酶還原酶谷氧化還谷氧化還原蛋白還原蛋白還原酶原酶谷氧化谷氧化還原蛋白還原蛋白核糖核苷核糖核苷還原酶還原酶2.胸腺嘧啶核苷酸胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）的生成：的生
15、成：經(jīng)經(jīng)dUMP甲基化甲基化而形成而形成胸腺嘧啶核苷酸合酶胸腺嘧啶核苷酸合酶dUMPdTMPN5,N10-亞甲基亞甲基四氫葉酸四氫葉酸二氫葉酸二氫葉酸FH2還原酶還原酶FH4NADP+NADPH+H+葉酸的結(jié)構(gòu)類似物（氨基蝶呤、氨甲蝶呤）葉酸的結(jié)構(gòu)類似物（氨基蝶呤、氨甲蝶呤）能與二能與二氫葉酸還原酶發(fā)生不可逆結(jié)合，阻止四氫葉酸的生氫葉酸還原酶發(fā)生不可逆結(jié)合，阻止四氫葉酸的生成，從而抑制了它參與的各種一碳單位的轉(zhuǎn)移反應(yīng)。成，從而抑制了它參與的各種一碳單位的轉(zhuǎn)移反應(yīng)。氨甲蝶呤氨甲蝶呤是一類重要的是一類重要的抗腫瘤藥物抗腫瘤藥物，能抑制腫瘤細，能抑制腫瘤細胞核酸的合成，但對正常細胞亦有影響，故毒性較
16、胞核酸的合成，但對正常細胞亦有影響，故毒性較大，限制了在臨床上的應(yīng)用。大，限制了在臨床上的應(yīng)用。5磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺磷酸核糖胺轉(zhuǎn)酰胺酶轉(zhuǎn)酰胺酶IMPAMP GMPGDP GTPATP ADPdGDPdADPdGTPdATP嘌呤核苷酸的合成代謝總結(jié)嘌呤核苷酸的合成代謝總結(jié)嘧啶核苷酸的合成代謝總結(jié)嘧啶核苷酸的合成代謝總結(jié)ATP+CO2+谷氨酰胺谷氨酰胺氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸UMP氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸天冬氨酸氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶天冬氨酸天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶轉(zhuǎn)氨甲酰酶CTP合成酶合成酶UDPdUDPdUTPdUMPCDPdCDPdCTPdTMP名詞解釋名詞解釋核苷酸的從頭合成核苷酸的從頭合成(de novo synthesis)核苷酸的補救途徑（核苷酸的補救途徑（salvage pathway)
第33章 核酸的降解和核苷酸代謝
