1、核酸结构与功能核酸结构与功能及核苷酸代谢及核苷酸代谢 DNA DNA 染色体染色体 脱氧核糖核脱氧核糖核酸酸核酸核酸 RNA RNA 细胞核细胞核/质质 核糖核核糖核酸酸DNA:DNA:储存细胞所有的遗传信息储存细胞所有的遗传信息RNARNA：在遗传信息的表达及蛋白质合成中在遗传信息的表达及蛋白质合成中 起作用起作用(某些病毒某些病毒RNARNA也可作为遗传信息的载体也可作为遗传信息的载体)。D Deoxyriboeoxyribon nucleic ucleic a acidcidR Riboibon nucleic ucleic a acidcidNucleic Nucleic acidac
2、id第一节第一节 核酸的化学组成核酸的化学组成组成元素：组成元素：C C、H H、O O、N N、P P基本单位（构件分子）：基本单位（构件分子）：核苷酸核苷酸磷酸酯键磷酸酯键磷酸酯键磷酸酯键 碱基碱基 +核糖核糖 +磷酸磷酸嘧啶或嘌呤嘧啶或嘌呤 核糖或脱氧核糖核糖或脱氧核糖 核苷核苷nucleosidenucleoside 核苷酸核苷酸 nucleotide nucleotide组成核酸的基本构件分子：组成核酸的基本构件分子：核苷酸核苷酸一、碱基：含氮的杂环化合物，有一、碱基：含氮的杂环化合物，有嘧啶嘧啶和和 嘌呤嘌呤的衍生物组成的衍生物组成嘌呤：嘌呤：腺嘌呤（腺嘌呤（A A）鸟嘌呤（鸟嘌呤
3、（G G）嘧啶：嘧啶：胞嘧啶胞嘧啶 （C C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）尿嘧啶（尿嘧啶（U U）（C C）（U U）（T T）CHCH3 3二、二、戊糖戊糖构型：构型：-D-D-核糖、核糖、-D-D-脱氧脱氧核糖核糖OHOHOHOHHOCHHOCH2 2HOCHHOCH2 2三、核苷三、核苷 含氮碱（嘌呤或嘧啶）含氮碱（嘌呤或嘧啶）+核糖（脱氧核糖）核糖（脱氧核糖）核苷核苷H H糖苷键糖苷键（N-CN-C）四、核苷酸（核苷四、核苷酸（核苷+磷酸）磷酸）核苷中戊糖核苷中戊糖55碳原子上的羟基与磷酸通过碳原子上的羟基与磷酸通过磷酸磷酸酯键酯键相连形成相连形成种类：种类：核糖核糖核苷酸核苷酸 脱氧
4、核糖脱氧核糖核苷酸核苷酸 磷酸酯键磷酸酯键磷酸酯键磷酸酯键根据连接的磷酸数目分为：根据连接的磷酸数目分为：N NM MP P、dNMPdNMP、N ND DP P、dNDPdNDP、N NT TP P、dNTPdNTP核苷酸作用核苷酸作用：1.1.合成核酸合成核酸的主要原料的主要原料 2.2.在物质代谢中起着供能（在物质代谢中起着供能（ATPATP、活性载体（活性载体（UDPGUDPG、CDP-CDP-胆碱）胆碱）3.3.构成辅酶（构成辅酶（NADNAD+、FADFAD）4.4.作为激素第二信使参与体内信作为激素第二信使参与体内信 号传递（号传递（cAMPcAMP、cGMPcGMP）13信息分
5、子信息分子-cAMP-cAMP能量能量ATPATP活性葡萄糖供体活性葡萄糖供体维生素维生素B B2 2、B B3 3体内活性形式体内活性形式五、核酸中核苷酸的连接方式五、核酸中核苷酸的连接方式l连接键：3-53-5磷酸二酯键磷酸二酯键 一个核苷酸的一个核苷酸的3-OH3-OH与另一个核苷酸的与另一个核苷酸的5-5-磷酸脱水缩合形成多聚核苷酸链。磷酸脱水缩合形成多聚核苷酸链。具有方向性具有方向性55到到33H3,5磷酸二酯键磷酸二酯键 35A C P5 P T PG PC PT P OH 3 书写方法书写方法5 5 p pA Ap pC Cp pT Tp pG Gp pC Cp pT T-OHO
6、H 3 3 5 5 A C T G C TA C T G C T 3 3 线条式线条式字母式字母式思考题：思考题：l什么叫做核酸、核苷酸、核苷？什么叫做核酸、核苷酸、核苷？l参与核酸组成的常用碱基是那些？参与核酸组成的常用碱基是那些？l参与核酸组成的糖有几种？参与核酸组成的糖有几种？l体内有几种核酸？体内有几种核酸？l核酸中连接核苷酸的的共价键是什么？核酸中连接核苷酸的的共价键是什么？lDNADNA分子的一极结构分子的一极结构 多核苷酸链中的多核苷酸链中的脱氧脱氧 核糖核苷酸（碱基）核糖核苷酸（碱基）的排列顺序的排列顺序参与碱基参与碱基：A A、T T、C C、G G第二节第二节 DNA DN
7、A的结构与功能的结构与功能排列顺序？排列顺序？dAMPdAMP、dTMP dTMP、dCMP dCMP、dGMP dGMP 二、.DNA.DNA的二级结构：的二级结构：双螺旋结构模型（双螺旋结构模型（double helix structure)double helix structure)揭示了生物界遗传性状得以遗传的分子奥秘揭示了生物界遗传性状得以遗传的分子奥秘由许多脱氧单核苷酸组成的双螺旋大分子由许多脱氧单核苷酸组成的双螺旋大分子双螺旋结构特点：双螺旋结构特点：（1）由两条长度相同、由两条长度相同、反向平行的反向平行的互补多脱氧互补多脱氧 核苷酸长链为骨架。核苷酸长链为骨架。右旋右旋方式
8、饶一个共同方式饶一个共同 的中轴旋绕，直径的中轴旋绕，直径2nm2nm。（2 2）疏水的碱基平面疏水的碱基平面在螺旋的在螺旋的内侧内侧，垂直于螺，垂直于螺 旋纵轴。旋纵轴。亲水的糖、磷酸亲水的糖、磷酸骨架在螺旋骨架在螺旋外侧外侧，与碱基平面互相垂直。每个螺旋有与碱基平面互相垂直。每个螺旋有1010个碱基，个碱基，两个碱基之间的距离为两个碱基之间的距离为0.34 nm0.34 nm。（3 3）螺旋的表面有）螺旋的表面有大沟大沟(major groove)(major groove)、小沟小沟 (minor groove)(minor groove)。是蛋白质与。是蛋白质与DNADNA互相作用互相
9、作用 部位。部位。（4 4）两条反向平行链以碱基配对而固定在一）两条反向平行链以碱基配对而固定在一 起。起。A=TA=T、G=CG=C，两者之间以，两者之间以氢键氢键相连相连纵向：纵向：碱基堆积力碱基堆积力（上、下碱基平面的（上、下碱基平面的 疏水基团形成的力）疏水基团形成的力）横向：碱基对之间的横向：碱基对之间的氢键氢键（5 5）维持双螺旋结构稳定的两种力）维持双螺旋结构稳定的两种力55553333三、三、DNA DNA的超级结构的超级结构 在双螺旋的基础上进一步盘曲所形成的在双螺旋的基础上进一步盘曲所形成的超螺旋结超螺旋结构构。正超螺旋正超螺旋(positive supercoil)(po
10、sitive supercoil)盘绕方向与盘绕方向与DNADNA双螺旋方同相同双螺旋方同相同负超螺旋负超螺旋(negative supercoil)(negative supercoil)盘绕方向与盘绕方向与DNADNA双螺旋方向相反双螺旋方向相反真核生物真核生物DNADNA的高级结构的高级结构 -DNADNA与蛋白质形成复合物与蛋白质形成复合物 真核生物基因组真核生物基因组DNADNA比较大，通常与蛋白质结合，比较大，通常与蛋白质结合，进行折叠压缩染色体结构。进行折叠压缩染色体结构。DNADNA缠绕在组蛋白上，折叠成缠绕在组蛋白上，折叠成核小体核小体（染色质的基本（染色质的基本组成单位）组
11、成单位）几个核小体组成染色质纤维，染色质纤维几个核小体组成染色质纤维，染色质纤维进一步盘曲，折叠形成染色单体。进一步盘曲，折叠形成染色单体。四、四、DNADNA的功能：的功能：生物遗传信息的携带者，基因复制和基因生物遗传信息的携带者，基因复制和基因表达（转录和翻译）的模板表达（转录和翻译）的模板 是生命遗传的物质基础，也是个是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。体生命活动的信息基础。五、基因与基因组五、基因与基因组 能能编码有功能的编码有功能的蛋白质多肽链或合成蛋白质多肽链或合成 RNARNA所必需的所必需的DNADNA序列，是核酸分子的序列，是核酸分子的功能单位功能单位。（gen
12、egene)l基因基因-DNA-DNA分子中的特定区段分子中的特定区段l基因组（基因组（genome)genome)-一个生物体的全部基因序列（储存了一一个生物体的全部基因序列（储存了一个物种所有的遗传信息。个物种所有的遗传信息。各种生物基因组的大小、结构、基因的种各种生物基因组的大小、结构、基因的种类和数量都是不同的。类和数量都是不同的。lRNARNA的一级结构的一级结构 -RNARNA分子中分子中碱基组成和排列碱基组成和排列顺序顺序l分子量小于分子量小于DNADNA，数量多，数量多，种类多，分子大小不一，种类多，分子大小不一，结构不同结构不同碱基种类：碱基种类：A A、G G、C C、U
13、U、少量的稀有碱基少量的稀有碱基。第三节第三节 RNA RNA的结构与功能的结构与功能AMP、GMP、CMP、UMP分类（参与蛋白质合成中作用不同）分类（参与蛋白质合成中作用不同）tRNAtRNA（transfer RNA)transfer RNA)转运氨基酸和识别密码子转运氨基酸和识别密码子 mRNAmRNA(messenger RNA)(messenger RNA)在蛋白质翻译中提供遗传密码在蛋白质翻译中提供遗传密码 rRNArRNA(ribosomal RNA)(ribosomal RNA)提供蛋白质合成场所提供蛋白质合成场所种类多，种类多，分子大小不一分子大小不一，含量少含量少，约占，
14、约占3%3%结构：真核生物与原核生物结构差异很大结构：真核生物与原核生物结构差异很大一、信使信使RNARNA（mRNA mRNA）lmRNAmRNA的功能：的功能：传递传递DNADNA的遗传信息，作为蛋白质合成的遗传信息，作为蛋白质合成模模板板，指导蛋白质生物合成。分子中相邻的三个核，指导蛋白质生物合成。分子中相邻的三个核苷酸编成一组，作为苷酸编成一组，作为密码子密码子，决定编码某种氨基，决定编码某种氨基酸酸二、tRNA tRNA 的结构的结构l结构特点：结构特点：体内将近有上百种体内将近有上百种tRNAtRNA，大部分核苷酸数都在大部分核苷酸数都在 60-90 60-90 之间之间 含有含有
15、稀有碱基稀有碱基，约占，约占10102020，转录后修饰的，转录后修饰的 所有的所有的tRNAtRNA33末端末端 都是都是-CCA-CCA-氨基酸臂氨基酸臂 二级结构是三叶草型，局部的双螺旋组成的发夹结构二级结构是三叶草型，局部的双螺旋组成的发夹结构 功能区：功能区：氨基酸臂、反密码环氨基酸臂、反密码环 三级结构是倒三级结构是倒L L型，两端是功能型，两端是功能区区三叶草形三叶草形局部的双螺旋局部的双螺旋+非互补区形成的环状结构非互补区形成的环状结构 四个螺旋区、四四个螺旋区、四个环个环 氨基酸臂氨基酸臂：结合氨：结合氨基酸基酸 T-CT-C环环：结合核：结合核蛋白体。含蛋白体。含T T、额
16、外环额外环：数目变异大。：数目变异大。作为作为tRNAtRNA分类标志分类标志 反密码环反密码环：其中三个核：其中三个核苷酸组成苷酸组成反密码子反密码子与与 mRNA mRNA上的密码子形成氢键上的密码子形成氢键 DHUDHU环环：环中含有：环中含有DHUDHU（二（二氢尿嘧啶核苷酸）氢尿嘧啶核苷酸）倒倒L L型型 在二极结构上的一个折叠，形成两端，在二极结构上的一个折叠，形成两端，一端为氨一端为氨基酸臂，另一端为反密码环基酸臂，另一端为反密码环碱基堆积力是稳定碱基堆积力是稳定构型的主要因素构型的主要因素ltRNAtRNA的功能：的功能：通过反密码环通过反密码环识别识别mRNAmRNA的密码子
17、，然后的密码子，然后作为载体作为载体转运转运相应的氨基酸，参与蛋白质的生物相应的氨基酸，参与蛋白质的生物合成合成 结构特点：结构特点：单链与局部双螺旋单链与局部双螺旋 的复杂空间结构的复杂空间结构 三、核糖体三、核糖体RNARNAl细胞内含量最多的细胞内含量最多的RNARNA，80%80%以上以上 组成组成核糖体核糖体：rRNA+rRNA+多种核蛋白体多种核蛋白体 装配形成大、小亚基装配形成大、小亚基目目 录录核核 蛋蛋 白白 体体 的的 组组 成成占占 总总 重重 量量 的的 35%49种种占占 总总 重重 量量 的的 30%31种种蛋蛋 白白 质质4718个个 核核 苷苷 酸酸160个个
18、核核 苷苷 酸酸120个个 核核 苷苷 酸酸28S5.85S5S2940个个 核核 苷苷 酸酸120个个 核核 苷苷 酸酸23S5SrRNA60S50S大大 亚亚 基基占占 总总 重重 量量 的的 50%33种种占占 总总 重重 量量 的的 40%21种种蛋蛋 白白 质质1874个个 核核 苷苷 酸酸18S1542个个 核核 苷苷 酸酸16SrRNA40S30S小小 亚亚 基基真真 核核 生生 物物（以以 小小 鼠鼠 肝肝 为为 例例）原原 核核 生生 物物（以以 大大 肠肠 杆杆 菌菌 为为 例例）lrRNArRNA的功能：的功能：与蛋白质组成核糖体，装配蛋白质，是蛋白质与蛋白质组成核糖体，
19、装配蛋白质，是蛋白质合成场所合成场所 DNADNA和和RNARNA的异同点的异同点lDNADNA的一级结构的一级结构多核苷酸链中的多核苷酸链中的脱氧核脱氧核糖核苷酸（碱基）的排糖核苷酸（碱基）的排列顺序列顺序l参与碱基参与碱基A A、G G、C C、T Tl方向方向5-35-3l连接键连接键3-53-5磷酸二酯键磷酸二酯键l分子大分子大l功能功能:携带遗传信息携带遗传信息l部位部位:细胞核和线粒体细胞核和线粒体lRNARNA的一级结构的一级结构多核苷酸链中的多核苷酸链中的核糖核苷酸（碱基）核糖核苷酸（碱基）的排列的排列顺序顺序l参与碱基参与碱基A A、G G、C C、U U、有少量的稀有碱基、
20、有少量的稀有碱基l方向方向5-35-3l连接键连接键3-53-5磷酸二酯键磷酸二酯键l分子量小于分子量小于DNADNA，数量多，种类多，数量多，种类多，分子大小不一，结构不同分子大小不一，结构不同l功能功能:信息的复制与表达信息的复制与表达l部位部位:核、质、线粒体核、质、线粒体思考题：思考题：lDNADNA双螺旋结构特点。双螺旋结构特点。l三种三种RNARNA分子及功能分子及功能l从一级结构、参与碱基、连接键、分子大从一级结构、参与碱基、连接键、分子大小、方向、存在的部位及功能等方面比较小、方向、存在的部位及功能等方面比较一下一下DNADNA和和RNARNA第四节第四节 核酸的理化性质核酸的
21、理化性质一、核酸的一般性质一、核酸的一般性质 含有较多的磷酸，呈现酸性含有较多的磷酸，呈现酸性 分子很大，溶液中黏度很高，分子很大，溶液中黏度很高，RNARNA分子小于分子小于 DNA DNA，黏度小于，黏度小于DNADNA二、核酸的紫外吸收二、核酸的紫外吸收 核酸中的碱基内的共轭双键，在核酸中的碱基内的共轭双键，在260nm260nm波波长的紫外有较强的吸收，可用于核苷酸、核酸进行长的紫外有较强的吸收，可用于核苷酸、核酸进行定性、定量分析定性、定量分析三、核酸的变性、复性和杂交三、核酸的变性、复性和杂交变性变性：在一定在一定理化因素理化因素作用下，核酸双螺旋等空间结构作用下，核酸双螺旋等空间
22、结构中碱基之间的中碱基之间的氢键断裂氢键断裂，双螺旋结构解开变成，双螺旋结构解开变成单链单链的的现象。现象。理化因素：理化因素：加热加热、化学试剂（酸、碱、有机溶剂）、化学试剂（酸、碱、有机溶剂）DNADNA变性的本质是双链间氢键的断裂变性的本质是双链间氢键的断裂复性（复性（退火退火）：）：DNADNA变性是可逆的，当变性条件缓慢去除后，变性是可逆的，当变性条件缓慢去除后，解解开的双链开的双链经过碱基配对又重新聚合经过碱基配对又重新聚合形成双螺旋结构形成双螺旋结构的的过程。过程。热变性后的复性热变性后的复性-退火退火低色效应：伴随着复性，其核酸的紫外吸收降低的现低色效应：伴随着复性，其核酸的紫
23、外吸收降低的现象象杂交：杂交：具有具有互补序列互补序列的的不同来源不同来源的两条的两条单链核酸分子单链核酸分子，按按碱基配对碱基配对原则结合在一起。原则结合在一起。杂交分子：杂交分子：DNA-DNADNA-DNA、DNA-RNADNA-RNA、RNA-RNARNA-RNA病人病人DNADNA样本样本带标记的含有疾病核苷酸特异序列带标记的含有疾病核苷酸特异序列斑点斑点杂交杂交思考题思考题l什么为什么为DNADNA变性，产生的原因变性，产生的原因l何谓何谓DNADNA复性复性l何谓核酸杂交何谓核酸杂交RNARNA和和DNADNA彻底水解后的产物是彻底水解后的产物是1.1.核糖相同核糖相同,部分碱基
24、不同部分碱基不同2.2.碱基相同碱基相同,核糖不同核糖不同3.3.部分碱基不同部分碱基不同,核糖不同核糖不同4.4.碱基不同碱基不同,核糖相同核糖相同5.5.以上都不是以上都不是 思考题思考题核酸中核苷酸之间的连接方式是核酸中核苷酸之间的连接方式是 l 2,32,3磷酸二酯键磷酸二酯键 l 3,5 3,5磷酸二酯键磷酸二酯键l 2,5-2,5-磷酸二酯键磷酸二酯键 l 糖苷键糖苷键l 氢键氢键 下列哪种碱基只存在于下列哪种碱基只存在于RNARNA而不存在于而不存在于DNADNA中中?l 腺嘌呤腺嘌呤 l 胞嘧啶胞嘧啶l 鸟嘌呤鸟嘌呤 l 尿嘧啶尿嘧啶 l 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 核苷酸的代谢一、嘌呤
25、核苷酸的代谢嘌呤核苷酸的代谢二、嘧啶核苷酸的代谢二、嘧啶核苷酸的代谢核苷酸是核酸的基本组成单位核苷酸是核酸的基本组成单位核苷酸核苷酸碱基碱基磷酸磷酸戊糖戊糖核苷核苷脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖嘌呤（嘌呤（A、G)嘧啶嘧啶(C、U、T)核酸：核酸：是有是有核糖核苷酸核糖核苷酸或或脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸组成的大分子化合物组成的大分子化合物脱氧脱氧脱氧脱氧脱氧脱氧第一节第一节 嘌呤核苷酸代谢嘌呤核苷酸代谢l嘌呤（核酸中参与的碱基是嘌呤）核苷酸嘌呤（核酸中参与的碱基是嘌呤）核苷酸的合成代谢的合成代谢l从头合成从头合成:利用体内一些简单原料（氨基酸、利用体内一些简单原料（氨基酸、1C 1C单位、单位、
26、COCO2 2、磷酸核糖等）经过一系列酶促反应磷酸核糖等）经过一系列酶促反应合成嘌呤。是多数细胞合成核苷酸的主要途径。合成嘌呤。是多数细胞合成核苷酸的主要途径。l补救合成：补救合成：利用体内现成的嘌呤，通过比较简单反应过利用体内现成的嘌呤，通过比较简单反应过程来合成嘌呤核苷酸的过程。主要在脑、骨髓组程来合成嘌呤核苷酸的过程。主要在脑、骨髓组织中。织中。嘌呤核苷酸的结构嘌呤核苷酸的结构l从头合成从头合成l部位：体内大多数细胞部位：体内大多数细胞(脑、骨髓除外）脑、骨髓除外）l关键酶：关键酶：PRPPPRPP合成酶合成酶、酰胺转移酶、酰胺转移酶l合成的特点：合成的特点：在磷酸核糖基础上由小分子物质
27、或基团逐渐在磷酸核糖基础上由小分子物质或基团逐渐 合成嘌呤环部分，首先是合成嘌呤环部分，首先是IMPIMP（次黄嘌呤核苷酸）（次黄嘌呤核苷酸）,然后再进一步转变成然后再进一步转变成 GMPGMP（鸟嘌呤核苷酸、（鸟嘌呤核苷酸、AMPAMP（腺嘌呤核苷酸）（腺嘌呤核苷酸）。l中间产物：中间产物：IMPIMP先有糖的骨架，后有嘌呤环先有糖的骨架，后有嘌呤环IMPIMP合成合成过程过程3）GMPGMP、AMPAMP生成生成67AMP +HAMP +H2 2O IMP O IMP +NH+NH3 3GMPGMP腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶嘌呤核苷酸之间的转换嘌呤核苷酸之间的转换鸟苷酸还原酶鸟苷酸还原酶lA
28、TPATP、GTPGTP生成生成l由由AMPAMP、GMPGMP在激酶的作用下，以在激酶的作用下，以ATPATP为磷酸为磷酸供体，经过两步磷酸化生成供体，经过两步磷酸化生成激酶激酶激酶激酶AMPAMPADPADPATPATPGMPGMPGDPGDPGTPGTP激酶激酶激酶激酶ATPATPATPATPATPATPATPATPADPADPADPADPADPADPADPADPl补救合成补救合成l部位：脑、骨髓部位：脑、骨髓 （从头合成酶系缺乏）（从头合成酶系缺乏）l酶：腺嘌呤磷酸核糖转移酶酶：腺嘌呤磷酸核糖转移酶-APRT-APRT次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶-HGPRT
29、HGPRT l特点：特点：l 合成简单合成简单,消耗消耗ATPATP少，节省原料（来自与少，节省原料（来自与aaaa）l在骨髓、脑组织等中无从头合成酶系，只能以补在骨髓、脑组织等中无从头合成酶系，只能以补救合成为主要途径。救合成为主要途径。腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMPl嘌呤核苷酸合成的抗代谢物嘌呤核苷酸合成的抗代谢物 6-6-巯基嘌呤（巯基嘌呤（6-mercaptopurine,6MP6-mercaptopurine,6MP）结构与结构与IMPIMP相似，在体内转变成相似，在体内转变成6-MP6-MP核苷酸，核苷酸，反馈抑制合成中的几个关键酶（反馈抑制合成中的几个关键
30、酶（PRPPPRPP合成酶、酰合成酶、酰胺转移酶），干扰或阻断胺转移酶），干扰或阻断AMPAMP、GMPGMP合成。起到抗合成。起到抗肿瘤生长的作用。肿瘤生长的作用。腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸 IMP IMP 次黄嘌呤核苷次黄嘌呤核苷 腺苷腺苷 腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶ADAADA核苷酸酶核苷酸酶磷酸磷酸（+）核苷酸酶核苷酸酶+磷酸磷酸腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶嘌呤核苷磷酸化酶嘌呤核苷磷酸化酶，PNPPNP+1-+1-磷酸核磷酸核糖糖黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶5-5-磷酸核糖磷酸核糖磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径PRPPPRPP黄嘌呤黄嘌呤次黄嘌呤次黄嘌呤尿酸尿酸l嘌呤核苷酸的分解
31、代谢嘌呤核苷酸的分解代谢 类似食物核苷酸的消化类似食物核苷酸的消化l尿酸尿酸-是嘌呤核苷酸分解代谢的终产物，正常人尿中是嘌呤核苷酸分解代谢的终产物，正常人尿中排出尿酸量为排出尿酸量为0.25-0.70g,0.25-0.70g,如嘌呤分解过多或肾排如嘌呤分解过多或肾排受阻受阻,可使血中尿酸含量增高可使血中尿酸含量增高.l痛风痛风-尿酸的结晶沉积在关节、软组织、软骨或肾脏尿酸的结晶沉积在关节、软组织、软骨或肾脏,导致关节疼痛导致关节疼痛,临床上临床上称为称为痛风痛风。l 治疗原则治疗原则l 减少尿酸的生成减少尿酸的生成l增加尿酸的排出增加尿酸的排出第二节第二节 嘧啶核苷酸代谢嘧啶核苷酸代谢l从头合
32、成：从头合成：原料：天冬氨酸、氨基甲酰磷酸（谷氨原料：天冬氨酸、氨基甲酰磷酸（谷氨 酰胺和酰胺和COCO2 2）、）、PRPPPRPP关键酶：氨基甲酰磷酸酶关键酶：氨基甲酰磷酸酶II II（CPS-IICPS-II）l嘧啶核苷酸的结构嘧啶核苷酸的结构特点：特点：先合成嘧啶环，再与先合成嘧啶环，再与PRPPPRPP结合，生成乳清酸结合，生成乳清酸 核苷酸，脱羧生成核苷酸，脱羧生成UMPUMP（尿嘧啶核苷酸），（尿嘧啶核苷酸），然后在三磷酸水平转变成然后在三磷酸水平转变成CMP(CMP(胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷酸)。酸酸哺乳动物中，由哺乳动物中，由多功能酶催化多功能酶催化合成过程合成过程CTPCTP
33、是在三磷酸水平生成是在三磷酸水平生成遗传性乳轻酸尿：基因缺失遗传性乳轻酸尿：基因缺失-酶缺陷酶缺陷-乳清酸堆积乳清酸堆积-乳乳 清酸尿、临床症状清酸尿、临床症状l补救合成补救合成 酶酶:磷酸核糖转移酶（主要）、嘧啶核苷激酶磷酸核糖转移酶（主要）、嘧啶核苷激酶l过程过程 嘧啶磷酸核糖转移酶嘧啶磷酸核糖转移酶嘧啶嘧啶+PRPP +PRPP UMP+PPiUMP+PPi 尿苷激酶尿苷激酶 尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATP +ATP UMP+ADPUMP+ADPl脱氧脱氧核苷酸合成代谢核苷酸合成代谢 脱氧核苷酸是由脱氧核苷酸是由二磷酸核苷还原二磷酸核苷还原而成，以而成，以氢原子取代其核糖分子中的氢原子取代
34、其核糖分子中的C C2 2上的羟基上的羟基l酶酶 核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶 l反应反应NDP+NAPH+HNDP+NAPH+H+dNDP+NADP+HdNDP+NADP+H2 2O ORRRRdCMPdCMPdUDPdUDP水解水解脱氨脱氨l脱氧胸脱氧胸腺嘧啶核苷酸（腺嘧啶核苷酸（dTMPdTMP）的生成）的生成l三磷酸腺苷的生成：三磷酸腺苷的生成：激激 酶酶dNDP+ATP dNTP+ADPdNDP+ATP dNTP+ADPl脱氧核苷酸合成的抗代谢物脱氧核苷酸合成的抗代谢物5-5-氟尿嘧啶（氟尿嘧啶（5-Fu5-Fu）结构与胸腺嘧啶相似，结构与胸腺嘧啶相似，5-Fu5-Fu在体内能转
35、变成在体内能转变成FdUMPFdUMP，在结构上与在结构上与dUMPdUMP相似，与相似，与胸苷酸合成酶胸苷酸合成酶结合成复合物，结合成复合物，也可直接参入到也可直接参入到RNARNA分子中，抑制核酸代谢。分子中，抑制核酸代谢。（MTXMTX）氨基碟呤结构与叶酸相似，竞争二氢叶酸还原酶，影响氨基碟呤结构与叶酸相似，竞争二氢叶酸还原酶，影响1C1C单位的转运，使单位的转运，使1C1C单位不能参与核苷酸的合成。单位不能参与核苷酸的合成。l嘧啶核苷酸分解代谢嘧啶核苷酸分解代谢嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸 嘧啶嘧啶 H H3 3POPO4 4 核糖核糖胞嘧啶胞嘧啶 NH NH3 3、COCO2 2、-丙氨酸丙
36、氨酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶NHNH3 3、COCO2 2、-氨基异丁酸氨基异丁酸部分转变成琥珀酰辅酶部分转变成琥珀酰辅酶A A，进入，进入TCATCAl四种核苷酸、脱氧核苷酸合成总途径四种核苷酸、脱氧核苷酸合成总途径IMPIMPAMPAMPGMPGMPADPADPATPATPdADPdADPdATPdATPdAMPdAMPdGMPdGMPdGDPdGDPdGTPdGTPGDPGDPGTPGTP嘌呤嘌呤RNARNA合成的原料合成的原料DNADNA合成的原料合成的原料DNADNA合成的原料合成的原料l四种核苷酸、脱氧核苷酸总途径四种核苷酸、脱氧核苷酸总途径dTMPdTMPdUDPdUDPdTTPdTTP
37、dTDPdTDPCTPCTPdCDPdCDPdUMPdUMPUMPUMP乳清酸乳清酸UDPUDPUTPUTPdCTPdCTPCDPCDPCMPCMPdCMPdCMP嘧啶嘧啶DNADNA合成的原料合成的原料DNADNA合成的原料合成的原料RNARNA合成的原料合成的原料思考题：思考题：l何谓核苷酸的从头合成、补救合成何谓核苷酸的从头合成、补救合成l嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸合成特点嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸合成特点l嘌呤核苷酸分解的终产物是什么嘌呤核苷酸分解的终产物是什么?与临床哪一种疾与临床哪一种疾病有关。病有关。最直接联系核苷酸合成与糖代谢的物质是最直接联系核苷酸合成与糖代谢的物质是l 葡萄糖葡萄糖 l 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 l 1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖l 1 1，6-6-二磷酸葡萄糖二磷酸葡萄糖 l 5-5-磷酸核糖磷酸核糖 体内脱氧核苷酸是由下列哪类物质直接还原生成的体内脱氧核苷酸是由下列哪类物质直接还原生成的l核糖核糖 l核糖核苷核糖核苷 l一磷酸核苷一磷酸核苷l二磷酸核苷二磷酸核苷 l三磷酸核苷三磷酸核苷 91
