核酸分解代谢.课件.ppt

1、第十七章第十七章 核核 苷苷 酸酸 代代 谢谢 核酸代谢与蛋白质的生物合成核酸代谢与蛋白质的生物合成 n核酸就是遗传基因，它担负着生命信息核酸就是遗传基因，它担负着生命信息的储存和传递。的储存和传递。n蛋白质的生物合成必须依赖于核酸才能蛋白质的生物合成必须依赖于核酸才能实现。实现。核苷酸的重要生理功能核苷酸的重要生理功能核酸的基本组成的单位核酸的基本组成的单位核苷酸核苷酸 n1 1） DNA DNA和和RNARNA的前体的前体n2 2） G G的活化形式的活化形式UDPG UDPG 合成糖原（淀粉）合成糖原（淀粉）n3 3）CDP-CDP-甘油二酯甘油二酯 合成磷脂合成磷脂 SAMSAM（卵磷

2、脂）（卵磷脂） CDP-CDP-胆碱胆碱 n4 4）辅基：）辅基：NADNAD+ +，NADPNADP+ +，CoACoASHSH，FADFAD，FMNFMN等等 腺苷酸的衍生物腺苷酸的衍生物n5 5）cAMPcAMP，第二信使，第二信使n6 6）GTPGTP，生物大分子移位反应的主动力，生物大分子移位反应的主动力 胃酸胃酸 蛋白质蛋白质核蛋白核蛋白 核酸酶核酸酶 核苷酸酶核苷酸酶 磷酸磷酸 核酸核酸 单核苷酸单核苷酸 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶 戊糖戊糖-1-1-磷酸磷酸 ( (胰液胰液, ,小肠小肠) () (小肠小肠) ) 核苷核苷 磷酸二酯酶磷酸二酯酶 含氮碱含氮碱 各组分均可被小肠上皮

3、细胞吸收各组分均可被小肠上皮细胞吸收 核酸合成核酸合成 进一步分解进一步分解 第一节、核酸的消化与吸收第一节、核酸的消化与吸收 核酸代谢核酸代谢 除食物核酸外，组织核酸也在不断地更新，代谢除食物核酸外，组织核酸也在不断地更新，代谢. . 第二节、核酸的分解代谢第二节、核酸的分解代谢 一核酸的酶促降解一核酸的酶促降解 1 1 核酸酶核酸酶降解核酸中磷酸二酯键的酶降解核酸中磷酸二酯键的酶 DnaseDnase 核酸内切酶核酸内切酶底物底物 ( (内切酶内切酶) ) 作用方式作用方式 Rnase Rnase 核酸外切酶核酸外切酶 核酸酶核酸酶 B B B B B B B p p p p p p 53

4、DnaseDnase (restriction endonulease (restriction endonulease) ) 只作用于只作用于双链双链DNADNA，只在特定核苷酸顺序处切开核苷酸的，只在特定核苷酸顺序处切开核苷酸的连接，多数酶可交错地切断两链，（产生两条连接，多数酶可交错地切断两链，（产生两条互补单链，称粘性末端）互补单链，称粘性末端）基因工程的工具酶基因工程的工具酶 3-CTTAAG-55-GAATTC-3二单核苷酸的分解二单核苷酸的分解 核苷酸酶核苷酸酶 核苷酸核苷酸 核苷核苷+Pi+Pi H H2 2O O 核苷酸酶特异性不强，可水解核苷酸酶特异性不强，可水解3 3或或

5、5 5- -核苷酸核苷酸 核苷磷酸化核苷磷酸化( (分布广分布广) ) +H +H3 3POPO4 4 嘌呤碱或嘧啶碱嘌呤碱或嘧啶碱+ +戊糖戊糖-1-1-磷酸磷酸核苷核苷 +H+H2 2O O 嘌呤碱或嘧啶碱嘌呤碱或嘧啶碱 + +戊糖戊糖 核苷水解酶核苷水解酶( (植物，微生物植物，微生物) ) 分解分解 HMSHMS途径途径 三嘌呤的分解三嘌呤的分解 n嘌呤最终分解产物嘌呤最终分解产物 尿酸尿酸（具嘌呤环，（具嘌呤环，仅取代基发生氧化）仅取代基发生氧化） 尿酸是人，灵长类，鸟类，爬行类及大多尿酸是人，灵长类，鸟类，爬行类及大多数昆虫的嘌呤代谢终产物。数昆虫的嘌呤代谢终产物。 尿中尿酸排泄量

6、为尿中尿酸排泄量为200-400mg/d200-400mg/d。n其它的哺乳动物终产物是尿素。其它的哺乳动物终产物是尿素。 腺腺嘌嘌呤呤核核苷苷A A鸟鸟嘌嘌呤呤核核苷苷G G的的分分解解 鸟嘌呤鸟嘌呤黄嘌呤黄嘌呤次黄嘌呤次黄嘌呤腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷尿酸尿酸次黄苷次黄苷,肌苷肌苷尿酸酶尿酸酶尿囊素尿囊素核酸代谢障碍的疾病核酸代谢障碍的疾病 n痛风痛风嘌呤分解过盛，尿酸嘌呤分解过盛，尿酸，或排泄，或排泄受阻，血中尿酸受阻，血中尿酸，尿酸盐沉积在关节，尿酸盐沉积在关节，软组织等处，可被吞噬细胞吞噬，其盐软组织等处，可被吞噬细胞吞噬，其盐能破坏吞噬细胞的溶酶体膜，导致一些能破坏吞噬细胞的溶酶体膜，导

7、致一些水解酶等释放水解酶等释放- -产生炎症产生炎症- -痛风性关节炎。痛风性关节炎。n治疗药：治疗药：7 7碳碳8-8-氮次黄嘌呤氮次黄嘌呤 与与PRPP(5-PRPP(5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸) )反应，反应， 消耗消耗PRPP PRPP 抑制嘌呤核苷酸的合成抑制嘌呤核苷酸的合成 NNNNOH12345678四、四、嘧嘧啶啶的的分分解解 嘧嘧啶啶环环打打开开 NH3 + CO2 + H2O NNHNH2OHNNHOOO2NH3U CH2N CH2H2C COOH乙酰乙酰CoACoA 琥珀琥珀酸酸CoACoATCoASH移位移位还原还原开环开环CO2 NH3转氨转氨移位移位CoASH

8、-氨基异丁酸氨基异丁酸核酸代谢障碍的疾病核酸代谢障碍的疾病n-氨基异丁酸部分从尿中排出，它成氨基异丁酸部分从尿中排出，它成反映细胞反映细胞DNADNA的破坏程度的破坏程度n尿中尿中-氨基异丁酸浓度可作为白血病氨基异丁酸浓度可作为白血病患者的辅助指标。患者的辅助指标。 第三节、核苷酸的生物合成第三节、核苷酸的生物合成 体内的核苷酸可来自食物，但主要由机构自身合成体内的核苷酸可来自食物，但主要由机构自身合成 n核苷酸在细胞内合成有两条途径核苷酸在细胞内合成有两条途径： “ “从头合成从头合成”途径途径：从：从AAAA，磷酸核糖（磷酸脱氧，磷酸核糖（磷酸脱氧核糖），核糖），COCO2 2 ，NHNH

9、3 3 等合成核苷酸。等合成核苷酸。 “补救补救”途径途径：利用核酸分解产生的碱基，核苷：利用核酸分解产生的碱基，核苷等转变成核苷酸等转变成核苷酸 n因遗传，疾病甚至生理紧张都可能造成因遗传，疾病甚至生理紧张都可能造成“从头合从头合成成”途径中某种酶的缺乏，此时途径中某种酶的缺乏，此时“补救补救”途径就途径就成为维持生命所必需的。骨髓、脑组织不能成为维持生命所必需的。骨髓、脑组织不能“从从头合成头合成”，依靠肝中运来的嘌呤或核苷。，依靠肝中运来的嘌呤或核苷。 一、一、5-5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸PRPPPRPP的生成的生成 合成的起始物质合成的起始物质G-6-P HMS途径途径R-5-

10、PR-5-PR-5-P焦磷酸激酶焦磷酸激酶二、嘌呤核苷酸的合成二、嘌呤核苷酸的合成 1 1、 嘌呤核苷酸的嘌呤核苷酸的“从头合成从头合成”n嘌呤核苷酸的合成：从嘌呤核苷酸的合成：从PRPPPRPP开始，与合成嘌开始，与合成嘌呤碱的原料相结合，经一系列变化呤碱的原料相结合，经一系列变化IMPIMP（次（次黄）黄） AMPAMP GMP GMP na.IMPa.IMP的合成的合成nb.AMPb.AMP和和GMPGMP的合成的合成 嘌呤核苷酸从头合成嘌呤核苷酸从头合成 嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸从从头头合合成成全全过过程程 2 2、补救途径、补救途径 嘌呤核苷酸合成的补救途径有两种嘌呤核苷酸合成的补救途径

11、有两种 nA A、嘌呤嘌呤 + PRPP+ PRPP 腺嘌呤腺嘌呤+PRPP +PRPP 腺苷酸腺苷酸+PPi+PPi 鸟嘌呤鸟嘌呤+PRPP +PRPP 鸟苷酸鸟苷酸+PPi+PPi 由由PRPPPRPP提供磷酸核糖，合成嘌呤核苷酸提供磷酸核糖，合成嘌呤核苷酸nB B、嘌呤嘌呤 + 1-+ 1-磷酸核糖磷酸核糖 + ATP+ ATP 由由1-1-磷酸核糖提供核糖，再由磷酸核糖提供核糖，再由ATPATP提供磷酸提供磷酸 嘌呤嘌呤+1-+1-磷酸核糖磷酸核糖 嘌呤核苷嘌呤核苷+Pi+Pi 嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶腺苷激酶，腺苷激酶，ATPATP腺苷酸焦磷酸化酶腺苷酸焦磷酸化酶

12、鸟苷酸焦磷酸化酶鸟苷酸焦磷酸化酶三、三、 嘧啶核苷酸的合成嘧啶核苷酸的合成 1 1、尿嘧啶核苷酸、尿嘧啶核苷酸“从头合成从头合成” ” n分三阶段：分三阶段： H H2 2N-CO-P (N-CO-P (胞浆胞浆) ) 和和Asp Asp 缩合缩合乳清酸乳清酸 乳清酸乳清酸+PRPPUMP(+PRPPUMP(尿尿) ) 2、胞嘧啶核苷酸的合成、胞嘧啶核苷酸的合成 ATP ATP GlnUMP UDP UTP CTP ATP NNHNH2OHNNHOONNH2NCHCOOHCH2COHOH2NCPOU C氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸 Asp(Gln)UMPCTP乳清酸乳清酸3 3、嘧啶核苷酸的补救途径、

13、嘧啶核苷酸的补救途径 n 二种途径：二种途径： 尿嘧啶尿嘧啶+ +PRPP 尿苷酸尿苷酸+ +PPi 嘧啶嘧啶+1-+1-磷酸核糖磷酸核糖 U-R+Pi UMP磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶尿苷激酶尿苷激酶四、脱氧核糖核苷酸的合成 n脱氧核糖核苷酸是由核糖核苷酸转变而来的，脱氧核糖核苷酸是由核糖核苷酸转变而来的，这种转变对大多数生物来说都是在二磷酸核这种转变对大多数生物来说都是在二磷酸核糖核苷水平上进行的糖核苷水平上进行的 1 1、ADPdADPADPdADP；GDPdGDPGDPdGDP； CDPdCDPCDPdCDP； UDPdTDPUDPdTDP 核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶核糖核苷二

14、磷酸（核糖核苷二磷酸（NDPNDP） dNDPdNDP SH SSH S 硫氧还蛋白硫氧还蛋白 硫氧还蛋白硫氧还蛋白 SH SSH S 硫氧还蛋白还原酶硫氧还蛋白还原酶 NADPNADP+ + NADPH + H NADPH + H+ + ATP+Mg2+ 2、dTMP的合成的合成 甲基化甲基化nUMP dd UMP dTMP FH4 N5N10-CH2-n也可以由也可以由T T直接合成直接合成（dR-1-P,dR-1-P,磷酸化磷酸化）HNNOOCH3Rd -5-P问答题n嘌呤与嘧啶在体内的分解方式有什么嘌呤与嘧啶在体内的分解方式有什么根本不同之处？根本不同之处？n阐述别嘌呤醇的作用原理。阐述别嘌呤醇的作用原理。n合成嘌呤核甘酸和嘧啶核甘酸的原料合成嘌呤核甘酸和嘧啶核甘酸的原料有哪些？有哪些？