1、第十章第十章 氨基酸与核苷酸代谢氨基酸与核苷酸代谢本章内容氨基酸代谢核苷酸代谢蛋白质是表达生物遗传信息、体现生命特征最重要的物质基础。蛋白质是表达生物遗传信息、体现生命特征最重要的物质基础。蛋白质的功能是维持组织细胞的生长、更新、修补，参与催化、蛋白质的功能是维持组织细胞的生长、更新、修补，参与催化、运输、代谢调节，氧化供能，运输、代谢调节，氧化供能，每克蛋白质氧化可释放每克蛋白质氧化可释放17 17 kJkJ能量，成人每日约有能量，成人每日约有18%18%的能量从蛋白质获得。的能量从蛋白质获得。氮平衡氮平衡状态状态进、出氮进、出氮情况情况常见人群常见人群氮的总氮的总平衡平衡摄入氮摄入氮=排排
2、出氮出氮健康成年人健康成年人氮的正氮的正平衡平衡摄入氮摄入氮排出氮排出氮儿童、青春期青少年、孕妇及恢儿童、青春期青少年、孕妇及恢复期病人复期病人氮的负氮的负平衡平衡摄入氮摄入氮排出氮排出氮长期饥饿、消耗性疾病患者长期饥饿、消耗性疾病患者蛋白质的消化蛋白质的消化 胃蛋白酶胃蛋白酶 胰液中的蛋白酶：胰液中的蛋白酶：对肽键有一定的专一性对肽键有一定的专一性内肽酶：胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶内肽酶：胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶外肽酶：羧基肽酶外肽酶：羧基肽酶A和羧基肽酶和羧基肽酶B 小肠粘膜细胞中的氨基肽酶和二肽酶（寡肽酶）。小肠粘膜细胞中的氨基肽酶和二肽酶（寡肽酶）。氨基肽酶氨基肽酶内肽酶内肽
3、酶羧基肽酶羧基肽酶氨基酸氨基酸 +氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶蛋白水解酶作用示意图蛋白水解酶作用示意图第一节第一节 氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢 氨基酸代谢库脱氨基作用脱羧基作用NH3-酮酸酮体氧化供能糖尿素肝胺类CO2转变其他含氮化合物消化吸收分解合成食物蛋白质组织蛋白质 体内合成的非必需氨基酸合成组织蛋白合成组织蛋白氨基酸主要通过三种方式脱氨基，即氨基酸主要通过三种方式脱氨基，即氧化氧化脱氨基脱氨基，联合脱氨基联合脱氨基和和转氨基，转氨基，其中以联其中以联合脱氨基作用最为重要。合脱氨基作用最为重要。（一）、氨基酸的脱氨基作用（一）、氨基酸的脱氨基作用 1、转氨基作用：在转氨酶的作用下，、转
4、氨基作用：在转氨酶的作用下，-氨基酸氨基酸的氨基转移到的氨基转移到-酮酸的酮酸的-碳上，生成相应的氨碳上，生成相应的氨基酸，而原来的氨基酸则转变成基酸，而原来的氨基酸则转变成-酮酸。酮酸。CHNH2R1COOHCR2COOHOCR1COOHOCHNH2R2COOH+转氨酶 特点：特点：反应可逆。体内除反应可逆。体内除LysLys、ProPro和羟脯氨酸和羟脯氨酸外，大多数外，大多数氨基酸都可进行转氨基作用。转氨基作用并未产生游离的氨。氨基酸都可进行转氨基作用。转氨基作用并未产生游离的氨。转氨酶均以转氨酶均以磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛为辅酶。磷酸吡哆醛是为辅酶。磷酸吡哆醛是VB6VB6的衍生物。的衍生
5、物。反应中起传递氨基的作用。反应中起传递氨基的作用。体内重要的转氨酶体内重要的转氨酶丙氨酸氨基转移酶（丙氨酸氨基转移酶（ALTALT或或,GPT,GPT）：）：肝肝中活性最高。中活性最高。天冬氨酸氨基转移酶（天冬氨酸氨基转移酶（ASTAST或或GOTGOT）：）：心肌心肌中活性最高。中活性最高。正常人各组织正常人各组织ALT及及AST活性活性(单位单位/克湿组织克湿组织)组织组织(GOT)(GPT)心心1560007100肝肝14200044000骨骼肌骨骼肌990004800肾肾9100019000胰腺胰腺脾脾肺肺血清血清280002000140001200100007002016ALTAS
6、T组织组织(GOT)(GPT)ALTAST Ala-酮戊二酸-酮戊二酸丙酮酸GluALT草酰乙酸AspGluAST2 2、氧化脱氨基作用、氧化脱氨基作用 NAD+L-谷氨酸脱氢酶NADH+H+ATP、GTPADP、GDP-酮戊二酸L-谷氨酸CCH2CH2CCOOHOOHOCHNH2CH2CH2CCOOHOOHCCH2CH2CCOOHOOHNH+H2O-H2O+NH3(NADP+)(NADPH+H+)指在氨基酸氧化酶作用下，氨基酸脱氢并脱去氨基的过程。体内催化氧化脱氨基的酶中以L-谷氨酸脱氢酶最重要。3、联合脱氨基作用、联合脱氨基作用 在转氨酶和谷氨酸脱氢酶的联合作用下，在转氨酶和谷氨酸脱氢酶的
7、联合作用下，使各种氨基酸脱下氨基的过程。使各种氨基酸脱下氨基的过程。它是体内各种氨基酸脱氨基的主要形式。它是体内各种氨基酸脱氨基的主要形式。其逆反应也是体内生成非必需氨基酸的途其逆反应也是体内生成非必需氨基酸的途径。主要在肝、肾组织进行。径。主要在肝、肾组织进行。+H2OL-谷氨酸脱氢酶+NH3-氨基酸-酮戊二酸L-谷氨酸转氨酶-酮酸NAD+H2N CHRCOOHCRCOOHONADH+H+CCH2CH2CCOOHOOHOH2N CHCH2H2CCCOOHOOH（二）氨基酸的（二）氨基酸的 脱羧基作用脱羧基作用Glu -Glu -氨基丁酸氨基丁酸+CO+CO2 2 (抑制抑制中枢神经传导中枢神
8、经传导)Asp -Ala+COAsp -Ala+CO2 2 (泛酸组分泛酸组分)His His 组胺组胺 CO CO2 2 (降低血压降低血压)Tyr Tyr 酪胺酪胺 CO CO2 2 (升高血压升高血压)Cys Cys 巯基乙胺巯基乙胺 CO CO2 2 (CoA(CoA组分组分)Lys Lys 尸胺尸胺+CO+CO2 2 (促进细胞增殖促进细胞增殖)Org Org 腐胺腐胺+CO+CO2 2 (促进细胞增殖促进细胞增殖)常见氨基酸脱羧基作用转换常见氨基酸脱羧基作用转换1 1、氨的来源去路、氨的来源去路血氨氨基酸脱氨基肠道吸收氨肾脏泌氨合成尿素合成Gln合成氨基酸及其它含氮物（三）氨基酸分
9、解产物的去路（三）氨基酸分解产物的去路体内氨的来源体内氨的来源（1）.氨基酸脱氨基作用：是主要来源。氨基酸脱氨基作用：是主要来源。（2）.肠道吸收的氨：肠道吸收的氨：4g/日日蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用（氨基酸被肠道细菌分解产生氨）（氨基酸被肠道细菌分解产生氨）肠道尿素的水解肠道尿素的水解（尿素经肠道细菌尿素酶水解产生氨）（尿素经肠道细菌尿素酶水解产生氨）尿素肠菌尿素酶2NH3+CO2H2O 肠道对氨的吸收与肠道肠道对氨的吸收与肠道pH有关：有关：NH4+NH3H+OH-排出入血（3 3）.肾小管上皮细胞泌氨肾小管上皮细胞泌氨 GlnGlu谷氨酰胺酶H2ONH3碱酸入血NH4+随尿排出C
10、HNH2COOHCH2CH2COOHCHNH2COOHCH2CH2CONH2 是是肌肉与肝肌肉与肝之间氨的转运形式。之间氨的转运形式。意义：既使肌肉中的氨以无毒的意义：既使肌肉中的氨以无毒的Ala形式运到肝，形式运到肝，肝又为肌肉提供生成丙酮酸的葡萄糖。肝又为肌肉提供生成丙酮酸的葡萄糖。+H2ONADH+H+NH3氨基酸-酮戊 二酸谷氨酸-酮酸NAD+丙酮酸AlaAlaAlaG丙酮酸GG-酮戊 二酸谷氨酸尿素肌肉血液肝丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖糖 肌肉肌肉蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NH3谷氨酸谷氨酸-酮戊酮戊 二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖酵解途径糖酵解途径肌肉肌肉丙丙氨氨
11、酸酸血液血液丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NH3尿素尿素尿素循环尿素循环糖糖异异生生肝肝丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环葡葡萄萄糖糖氨的排泄去路氨的排泄去路氨的去路：鸟氨酸循环-尿素的生成1.生成部位（1）主要是在肝细胞的线粒体及胞液中进行，肾和脑中也可合成极少量的尿素。切除动物肝，动物的血、尿中几乎检测不到尿素。（2）尿素生成的过程由Krebs和Henseleit 于1932年提出，称为鸟氨酸循环(orinithine cycle)，又称尿素循环或Krebs-Henseleit循环。鸟氨酸循环是体内解除氨毒的主要方式。也是体内氨的最主要去路。尿素NH3+
12、CO2H2ONH3鸟氨酸瓜氨酸精氨酸H2OH2O精氨酸酶线粒体胞液Krebs-Henseleit实验：实验：大鼠肝切片与大鼠肝切片与NHNH4 4+保温数小时，保温数小时，NHNH4 4+，尿素，尿素；加入鸟氨酸、瓜氨酸和加入鸟氨酸、瓜氨酸和ArgArg后，尿素后，尿素；上述三种氨基酸结构上彼此相关；上述三种氨基酸结构上彼此相关；早已证实肝中有精氨酸酶。早已证实肝中有精氨酸酶。(1)氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成 CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（N-乙酰谷氨酸，乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸反应
13、在线粒体中进行。反应在线粒体中进行。氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶(carbamoyl phosphate synthetase,CPS-)催化的反应为不可逆反催化的反应为不可逆反应。应。N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA)为其激活剂，反应消为其激活剂，反应消耗耗2分子分子ATP。鸟氨酸循环的详细步骤鸟氨酸循环的详细步骤(2)瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸由鸟氨酸氨基甲酰转移酶由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithine carbamoyl transferase,OCT)催化，催化，OCT常与常与CPS-构成复合体，构成
14、复合体，为不可逆反应。为不可逆反应。反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液胞液。NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3NH2(CH2)3CHCOOHNH2NH2(CH2)3CHCOOHNH2鸟鸟氨氨酸酸NH2COOPO32-NH2COOPO32-(3)精氨酸的合成精氨酸的合成 反应在胞液中进行。反应在胞液中进行。精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶是限速酶。是限速酶。此反应消耗此反应消耗1分子分子ATP，2个高能键能量。个高能键能量。精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiMg2+天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨
15、酸代琥珀酸NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHCOOHCHH2NCH2COOHNHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3此反应在胞液中进行，由精氨酸代琥珀酸裂解酶催化。此反应在胞液中进行，由精氨酸代琥珀酸裂解酶催化。精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸COOHCHCHHOOC+NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH(4)精氨酸水解生成尿素精氨
16、酸水解生成尿素 反应在胞液中进行。反应在胞液中进行。精氨酸酶为肝中特有的酶。精氨酸酶为肝中特有的酶。尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸精氨酸精氨酸C(CH2)3COOHNH2CHNHNH2NH精氨酸酶精氨酸酶CNH2NH2O+(CH2)3COOHNH2CHNH2H2O(1)-(1)-酮酸经氨基化生成非必需氨基酸。酮酸经氨基化生成非必需氨基酸。(3)-(3)-酮酸转变成糖及脂类。酮酸转变成糖及脂类。(2)-(2)-酮酸可通过酮酸可通过TCATCA循环和氧化磷酸化彻循环和氧化磷酸化彻 底氧化为底氧化为H H2 2O O和和COCO2 2，生成，生成ATPATP。甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝
17、氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、
18、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸
19、、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸生糖及生酮氨基酸生糖及生酮氨基酸2 2、-酮酸的代谢去路酮酸的代谢去路 琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸 苏氨酸苏氨酸 缬氨酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 赖氨
20、酸赖氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸CO2CO2二、氨基酸的合成二、氨基酸的合成T C A有C架（-酮酸）有AA提供氨基(最主要为谷AA，领头AA)氨基酸合成的共性 包括：丙(Ala)、缬(Val)、亮(Leu)共同碳架：EMP中的丙酮酸 COOH CH3 C=O-CH2-COOHCH2-CHNH2COOH-COOH CH3 CHNH2-CH2-COOHCH2-C=OCOOH-谷丙转氨酶+丙酮酸谷AA 丙AA -酮戊二酸 1、丙氨酸族氨基酸的合成(GPT)2丙酮酸-酮异戊酸 缩合CO2转氨基缬氨酸-酮异己酸
21、亮氨酸转氨基-CH3C=OCOO-CH2-CH3CH3-CH-C=OCOOH-CH3-CH-酮异戊酸 丙氨酸族其它氨基酸的合成 包括：丝(Ser)、甘(Gly)、半胱(Cys)甘AA碳架：光呼吸乙醇酸途径中的乙醛酸CH2-COOHCH2-CHNH2COOH-COOH CHO-+COOH CH2NH2-CH2-COOHCH2-C=OCOOH-+-酮戊二酸 甘AA 谷AA 乙醛酸 2、丝氨酸族氨基酸的合成 三种氨基酸的关系乙醛酸甘AA丝AA半胱AA3-磷酸甘油酸丝氨酸半胱氨酸的合成途径（植物或微生物中）COOH CH2NH2-COOH CH2OH CHNH2-+NH3+CO2+2H+2e-2H2O
22、 丝AA 甘AA 包括：天冬AA(Asp)、天冬酰胺(Asn)、赖(Lys)、苏(Thr)、甲硫(Met)、异亮(Ile)共同碳架：TCA中的草酰乙酸CH2-COO-C=OCOO-CH2-COO-CH2-CHNH2COO-CH2-COO-CHNH2COO-CH2-COO-CH2-C=OCOO-+转氨天冬AA3、天冬氨酸族氨基酸的合成（植，细)动物天冬酰胺合酶Mg2+Asp+NH3+ATPAsn+H2O+AMP+PPiMg2+Asp+Gln+ATPAsn+Glu+AMP+PPiCH2-COOHCHNH2COOH-ATPADP天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶CH2-C-O-P=OCHNH2COOH-O=O
23、HOHNADPH+H+NADP+天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶天冬氨酰磷酸天冬氨酰磷酸CH2-CHOCHNH2COOH-天冬氨酸半醛天冬氨酸半醛L-高丝氨酸高丝氨酸甲硫氨酸苏氨酸异亮氨酸（4个C来自Asp,2个C来自丙酮酸）,-二氨基庚二酸二氨基庚二酸赖氨酸CO2天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸族其它氨基酸的合成草酰乙酸赖氨酸苏氨酸甲硫氨酸异亮氨酸天冬酰胺天冬氨酸-天冬氨酸半醛几种氨基酸的关系包括：谷AA(Glu)、谷氨酰胺(Gln)、脯(Pro)、羟脯(Hyp)、精(Arg)共同碳架：TCA中的-酮戊二酸 -酮戊二酸 Glu 为还原同化作用+NH3+NADH+NAD+H2O谷AA 脱H酶 （动物和真菌，不
24、普遍）谷氨酰胺+-酮戊二酸2谷AA（普遍）-酮戊二酸谷AA+NH3+ATP谷氨酰胺+ADP+Pi+H2O 合酶 Glu合酶NADPH+H+NADP+4、谷氨酸族氨基酸的合成由谷AA 脯AACH2-COOHCH2-CHNH2COOH-CH2-COOHCH2-CHNH2CHO-NAD(P)H NAD(P)+ATPADPMg2+H2CCH2HCNCHCOOH NADHNAD+H2CCH2H2CNHCHCOOH1/2O2 CCH2H2CNHCHCOOHHHO(谷AA)(谷氨酰半醛)(-二氢吡咯-5-羧酸)(脯AA)(羟脯AA)-酮戊二酸谷AA谷氨酰胺脯AA 羟脯AA鸟AA瓜AA精AA几种氨基酸的关系5
25、、组氨酸族和芳香族氨基酸的合成包括：组AA(His)、色AA(Trp)、酪AA(Tyr)、苯丙AA(Phe)组AA族碳架：PPP中的磷酸核糖芳香族AA碳架：4-磷酸-赤藓糖(PPP)和PEP(EMP)CH2HCCCH-NH2COOH-NHCHN来自核糖来自谷氨酰胺的酰胺基从谷氨酸经转氨作用而来来自ATP芳香族氨基酸的关系色氨酸 PEP4-磷酸赤藓糖莽草酸分支酸预苯酸酪氨酸苯丙氨酸 若将莽草酸看作芳香族氨基酸合成的前体，因此芳香族氨基酸合成时相同的一段过程叫莽草酸途径 儿茶酚胺儿茶酚胺(catecholamine)与黑色素与黑色素(melanin)的合成的合成白化病白化病脑细胞和肾上腺髓质细胞脑
26、细胞和肾上腺髓质细胞黑色素细胞黑色素细胞3,4-二羟苯丙氨酸二羟苯丙氨酸(多巴多巴)多巴醌多巴醌酪氨酸酶酪氨酸酶吲哚醌吲哚醌黑色素黑色素多巴脱羧酶多巴脱羧酶CO23,4-二羟苯乙胺二羟苯乙胺(多巴胺多巴胺)-羟化酶羟化酶VitCO2H2O去甲肾上腺素去甲肾上腺素SAMS-腺苷同型半胱氨酸腺苷同型半胱氨酸转甲基酶转甲基酶肾上腺素肾上腺素儿茶酚胺儿茶酚胺第二节第二节 核苷酸核苷酸代谢代谢一、核酸的酶促降解2 2、核酸酶：、核酸酶：（1 1）.按底物分：按底物分：核糖核酸酶（核糖核酸酶（RNaseRNase）：酶稳定、耐高温，：酶稳定、耐高温，RNA RNA；脱氧核糖核酸酶（脱氧核糖核酸酶（DNas
27、eDNase）：种类多、工具酶，：种类多、工具酶，DNADNA；非特异性核糖核酸酶非特异性核糖核酸酶：有的酶可作用于：有的酶可作用于DNADNA和和RNARNA 1 1、降解方式、降解方式 核酸酶核酸酶 核酸核酸+水水 核苷酸核苷酸 33，5-5-磷酸二酯键水解磷酸二酯键水解 核酸水解核酸水解：DNA DNA 稳定，耐酸碱；稳定，耐酸碱；RNARNA易在碱中水解易在碱中水解（2）.按作用方式分：核酸外切酶：从核酸链的一端逐个水解下核苷酸的酶。（非特异性）外切核酸酶对核酸的水解位点外切核酸酶对核酸的水解位点5 p p p pOHB p p p p3BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶（5
28、5 端外切端外切5 5得得3 3）蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶（3 3 端外切端外切3 3得得5 5）核酸内切酶：水解水解DNADNA或或RNARNA分子内的磷酸二酯键分子内的磷酸二酯键的酶（特异性强）。的酶（特异性强）。5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACU p p pGA3RNAase IRNAase IRNAase T1RNAase T1PyPy嘧啶 PuPu嘌呤RNAase IRNAase I作用于作用于嘧啶与嘌呤、嘧啶与嘧啶间的二酯键 RNAase T1RNAase T1作用于作用于嘌呤与嘌呤间的二酯键 内切核酸酶对内切核酸酶对RNARNA的水解位点示意图的水解
29、位点示意图（3）限制性核酸内切酶 能够识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列，并在特定位点切割DNA双链的核酸内切酶统称为限制性核酸内切酶。特性特性型型型型型型功能功能限制、修饰限制、修饰限制限制限制、修饰限制、修饰蛋白质结构蛋白质结构3 3种不同亚基种不同亚基单一成分单一成分2 2种不同亚基种不同亚基所需辅助因所需辅助因子子ATP,MgATP,Mg2+2+,SAM,SAMMgMg2+2+ATP,MgATP,Mg2+2+,SAMSAM识别序列识别序列EcoEcoB:B:TGA(N)TGA(N)8 8TGCTTGCT4-8bp,4-8bp,旋转对旋转对称称EcoEcoPI:PI:AGACCAGAC
30、C切割位点切割位点距识别位点至少距识别位点至少1000kb1000kb处随机切处随机切割割在识别序列内在识别序列内（或附近）（或附近）距识别位点距识别位点3 3-端端2426bp2426bp处处 磷酸解磷酸解 水解水解 核苷核苷+H2O 核苷水解酶核苷水解酶碱基碱基+核糖核糖 核苷核苷+Pi 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶碱基碱基+核糖核糖-1-P1 1、核苷酸的分解、核苷酸的分解二、核苷酸的分解代谢核苷酸核苷酸核苷酸酶核苷酸酶核苷核苷+Pi+Pi2 2、核苷的分解、核苷的分解腺嘌呤腺嘌呤次黄苷次黄苷脱氨酶脱氨酶次黄嘌呤次黄嘌呤核苷酶核苷酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶
31、核苷酶核苷酶脱氨酶脱氨酶核苷酸酶核苷酸酶鸟苷鸟苷鸟嘌呤鸟嘌呤3 3、嘌呤的分解代谢嘌呤的分解代谢不同种类的生物分解嘌不同种类的生物分解嘌呤的能力不同，产物也呤的能力不同，产物也不同。不同。人、灵长类、鸟人、灵长类、鸟类、某些爬虫类将嘌呤类、某些爬虫类将嘌呤分解成分解成尿酸尿酸，其他生物，其他生物还可将尿酸进一步分解还可将尿酸进一步分解成成尿囊素尿囊素、尿囊酸尿囊酸、尿尿素素、甚至、甚至COCO2 2、NHNH3 3。核酸中的嘌呤主要是核酸中的嘌呤主要是AdeAde、GuaGua首先脱氨，分首先脱氨，分别生成次黄嘌呤和黄嘌别生成次黄嘌呤和黄嘌呤，再进一步代谢生成呤，再进一步代谢生成尿酸。尿酸。尿
32、酸尿酸氧化酶尿囊素尿囊素酶尿囊酸尿囊酸酶尿素酶乙醛酸乙醛酸灵长类鸟类爬虫类昆虫硬骨鱼两栖类软骨鱼海洋瓣腮类甲壳类灵长类外的哺乳类尿酸过多导致痛风高尿酸血症高尿酸血症是痛风的前奏是痛风的前奏曲，喜欢吃肉喝酒的患者，曲，喜欢吃肉喝酒的患者，必须多加节制。否则，痛必须多加节制。否则，痛风发作时，拇趾、足背、风发作时，拇趾、足背、足跟、踝、指、腕等小关足跟、踝、指、腕等小关节都有可能红肿剧痛，反节都有可能红肿剧痛，反复发作，关节畸形，形成复发作，关节畸形，形成痛风石痛风石。血液中的尿酸浓度过高，血液中的尿酸浓度过高，形成尿酸结晶沉积在组织形成尿酸结晶沉积在组织中。如沉积在关节就会引中。如沉积在关节就会
33、引起起关节炎关节炎，沉积在肾脏就，沉积在肾脏就会导致会导致肾结石肾结石。痛风多发。痛风多发生于中老年人、肥胖者和生于中老年人、肥胖者和脑力劳动者。脑力劳动者。结构与次黄嘌呤很结构与次黄嘌呤很相似相似的的别嘌呤醇别嘌呤醇（allopurinol）对）对黄黄嘌呤氧化酶嘌呤氧化酶有很强的抑制作用（竞争性抑制），可用有很强的抑制作用（竞争性抑制），可用来治疗痛风。来治疗痛风。别嘌呤醇别嘌呤醇次黄嘌呤次黄嘌呤痛风症痛风症-血中尿酸血中尿酸8mg RNA：Cyt、Ura 4、嘧啶碱的分解代谢胞嘧啶胞嘧啶尿嘧啶尿嘧啶CO2DNA：Thy 胸腺嘧啶胸腺嘧啶-氨基异丁酸氨基异丁酸CO2乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸
34、3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛（e.g 葡萄糖）葡萄糖）脂肪酸脂肪酸单糖单糖甘油甘油核苷酸核苷酸氨基酸氨基酸糖类糖类脂肪脂肪蛋白质蛋白质核酸核酸NADH+H+,FADH2电子传递链电子传递链氧化磷酸化氧化磷酸化NAD+,FADCO2H2OO2ADPATP分解合成分解合成糖类，脂类糖类，脂类糖类糖类氨基酸氨基酸？三、核酸的生物合成三、核酸的生物合成 从头合成途径（从头合成途径（denovo synthesisdenovo synthesis）：用氨：用氨基酸、一碳单位、二氧化碳和磷酸核糖等简单物质基酸、一碳单位、二氧化碳和磷酸核糖等简单物质原料，经一系列酶促反应，合成嘌呤（或嘧啶）核原料，经一系列酶促
35、反应，合成嘌呤（或嘧啶）核苷酸的途径。苷酸的途径。补救合成途径（补救合成途径（salvage synthesissalvage synthesis）：用现：用现成嘌呤（或嘧啶）作原料，经过简单反应过程，合成嘌呤（或嘧啶）作原料，经过简单反应过程，合成核苷酸的途径。成核苷酸的途径。核苷酸合成的两条途径核糖、氨基酸、核糖、氨基酸、CO2CO2、NH3NH3核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸辅酶辅酶RNARNA核苷核苷碱基碱基脱氧核苷脱氧核苷DNADNA嘌呤、嘧啶环上各原子的来源：嘌呤、嘧啶环上各原子的来源：嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶1、嘌呤核苷酸的合成从头合成途径R-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMP
36、PRPP合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下IMP AMP GMPH2N-1-R-5-P（5-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶IMP生成总反应过程生成总反应过程腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶脱氢酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶合成酶 AMP和和GMP的生成的生成(2)核糖磷酸转移酶核糖磷酸转移酶(1)Pu(1)Pu 嘌呤核苷嘌呤核苷嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸核核苷苷磷磷酸酸化化酶酶核核苷苷磷磷酸酸激激酶酶R-1-PR-1-PPiPiATPATPADPADP(2)补救途径5-磷酸核糖
37、焦磷酸嘌呤核苷酸嘌呤磷酸核糖转移酶嘌呤磷酸核糖转移酶APRTAPRTAMP+PPiAMP+PPi腺嘌呤+PRPP腺嘌呤+PRPP腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶IMP+PPiIMP+PPi次黄嘌呤+PRPP次黄嘌呤+PRPP次黄嘌呤-鸟嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)磷酸核糖转移酶(HGPRT)次黄嘌呤-鸟嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)磷酸核糖转移酶(HGPRT)鸟嘌呤+PRPP鸟嘌呤+PRPPGMP+PPiGMP+PPi节约能量和一些氨基酸的消耗。节约能量和一些氨基酸的消耗。有些组织（如脑、骨髓）不能从头合成嘌呤核苷酸，只能进行有些组织（如脑、骨髓）
38、不能从头合成嘌呤核苷酸，只能进行嘌呤核苷酸的补救合成。嘌呤核苷酸的补救合成。HGPRTHGPRT完全缺失完全缺失的患儿，表现为的患儿，表现为自毁容貌综合症。自毁容貌综合症。嘌呤核苷酸补救合成的生理意义症状症状:尿酸升高尿酸升高 痉挛痉挛 神经失常神经失常 攻击行为攻击行为 自残自残Lesch-NyhanLesch-Nyhan综合症综合症2、嘧啶核苷酸的生物合成（1 1）从头合成途径）从头合成途径 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二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶合成酶谷氨酰胺谷氨酰胺ATP谷氨酸谷氨酸ADP+Pi胸腺嘧啶核苷酸的
39、合成TMP合酶合酶N5,N10-甲烯甲烯FH4FH2FH2还原酶还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸脱氧胸苷一磷酸dTMPUDP脱氧核苷酸还原酶脱氧核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP（2）嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶UMP+ADP胸腺嘧啶核苷+ATP胸苷激酶TMP+ADPp 经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量p Study Constantly,And You Will Know Everything.The More You Know,The More Powerful You Will Be写在最后谢谢你的到来学习并没有结束，希望大家继续努力Learning Is Not Over.I Hope You Will Continue To Work Hard演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
