1、 核酸酶核酸酶 核苷酸酶核苷酸酶 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶 核酸核酸 核苷酸核苷酸 核苷核苷 碱基碱基+戊糖戊糖-1-P-1-P磷酸磷酸作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶（nuclease）。P254核酸外切酶：核酸外切酶：作用于核酸链一端，逐个水解下核作用于核酸链一端，逐个水解下核苷酸，为苷酸，为非特异性非特异性的磷酸二酯酶的磷酸二酯酶核酸内切酶：核酸内切酶：特异特异水解多核苷酸内部的键，是水解多核苷酸内部的键，是特特异性较强异性较强的磷酸二酯酶。的磷酸二酯酶。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 p3 BBB
2、BBBB牛脾牛脾磷酸二酯酶磷酸二酯酶（5 5 端外切端外切5 5得得3 3）蛇毒蛇毒磷酸二酯酶磷酸二酯酶（3 3 端外切端外切3 3得得5 5）嘌呤或嘧啶碱基内切核酸酶对内切核酸酶对RNA的水解位点示意图的水解位点示意图5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACU p p pGA3 RNAase IRNAase IRNAase T1RNAase T1Pu：嘌呤嘌呤 Py：嘧啶嘧啶 P255常用的常用的DNA限制性内切酶的专一性限制性内切酶的专一性酶酶辨认的序列和切口辨认的序列和切口说明说明 A G C T T C G A G G A T C C C C T A G G A G
3、A T C T T C T A G A G A A T T C C T T A A G A A G C T T T T C G A A G T C G A C C A G C T G C C C G G G G G G C C C Bam H IAlu IBgl IEco R IHind Sal ISma I四核苷酸，平端切口四核苷酸，平端切口六核苷酸，平端切口六核苷酸，平端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口核苷酸的代谢动态核苷酸的代谢动态核苷酸
4、核苷酸食物核酸生物合成组织核酸NTP组织核酸某些辅酶 活性中间物质 cAMP与cGMP 核苷酸酶核苷酸酶 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶核苷酸核苷酸 核苷核苷 碱基碱基+（脱氧）戊糖（脱氧）戊糖-1-P磷酸磷酸嘌嘌呤呤的的分分解解P257尿囊酸尿囊酸尿素乙醛酸NH3+H2O动物植物嘌呤分解发生在老叶及贮藏性胚乳中,胚和幼苗不发生分解.鱼与两栖类低等动物正常人：正常人：血尿酸血尿酸 119-357 mol/L（2-6 mg/dl）男男 267.7 mol/L（4.5 mg/dl）女女 208.2 mol/L（3.5 mg/dl）血尿酸血尿酸 8 mg/dl结晶结晶 沉积组织沉积组织痛风（痛风（gout
5、）嘌呤的分解嘌呤的分解1.嘌呤核苷酸的分解代谢部位嘌呤核苷酸的分解代谢部位肝、肾、小肠肝、肾、小肠2.终产物终产物尿酸尿酸（uric acid)尿酸过量或尿酸排泄不充分造成，在软骨和软组织特别肾脏、尿酸过量或尿酸排泄不充分造成，在软骨和软组织特别肾脏、舌、关节形成结晶。舌、关节形成结晶。O|C N N C|CHHC C N NH 次黄嘌呤次黄嘌呤 OH|H C C N C|NHC C N NH 别嘌呤醇别嘌呤醇 痛风治疗痛风治疗：N-7，C-8换位鸟嘌呤鸟嘌呤 黄嘌呤黄嘌呤 尿酸尿酸 次黄嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇别嘌呤醇表示抑制表示抑制嘧嘧啶啶的的分
6、分解解脱氨脱氨还原还原水解开环水解开环O2 CH3COOH核苷酸的分解代谢小结核苷酸的分解代谢小结 一、嘌呤核苷酸的分解代谢 1、分解代谢、分解代谢 最终产物最终产物：尿酸：尿酸、尿囊素、尿囊酸、氨与、尿囊素、尿囊酸、氨与CO2关键酶关键酶：黄嘌呤氧化酶：黄嘌呤氧化酶代谢抑制剂代谢抑制剂别嘌呤醇别嘌呤醇 2、嘌呤代谢障碍导致的相关疾病、嘌呤代谢障碍导致的相关疾病痛风痛风 痛风的机理：尿酸生成过量或尿酸排出过少。如：次痛风的机理：尿酸生成过量或尿酸排出过少。如：次黄嘌呤黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）不完全缺乏）不完全缺乏促使嘌呤核苷酸促使嘌呤核苷酸过度生成过度生
7、成 别嘌呤醇治疗痛风的机理别嘌呤醇治疗痛风的机理：次黄嘌呤类似物，竞争性：次黄嘌呤类似物，竞争性抑制黄嘌呤氧化酶；或转变为别嘌呤醇核苷酸，抑制嘌抑制黄嘌呤氧化酶；或转变为别嘌呤醇核苷酸，抑制嘌呤核苷酸从头合成呤核苷酸从头合成 二、嘧啶核苷酸的分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢 最终产物：-氨基酸、CO2、NH3 U、C -Ala、CO2、NH3 T-氨基丁酸、CO2、NH3（-Ala、-氨基丁酸均属于氨基酸）第六节 核苷酸的合成1 1、嘌呤核苷酸的生物合成、嘌呤核苷酸的生物合成(1)从头合成途径(2)补救途径2 2、嘧啶核苷酸的生物合成、嘧啶核苷酸的生物合成(1)从头合成途径(2)补救途径核苷酸
8、的合成代谢核苷酸的合成代谢从头合成从头合成(de novo synthesis)途径途径：利用简单物质为原料，：利用简单物质为原料，经过一系列酶促反应（复杂过程），合成核苷酸。经过一系列酶促反应（复杂过程），合成核苷酸。补救合成补救合成(或重新利用或重新利用，salvage pathway)途径：利用体内途径：利用体内游离的碱基或核苷（现成原料），经过比较简单的反应过游离的碱基或核苷（现成原料），经过比较简单的反应过程，合成核苷酸。程，合成核苷酸。1、嘌呤核苷酸的合成代谢、嘌呤核苷酸的合成代谢(1)从头合成途径从头合成途径：从头合成是体内嘌呤核苷酸合成的主要途：从头合成是体内嘌呤核苷酸合成的主
9、要途径径v原料原料：磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、：磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2及一碳单位及一碳单位 v部位部位：胞液：胞液.【记忆记忆】“竹竿竹竿”（Gly）立中央，）立中央，“谷子谷子”(Gln)下面下面长，二氧化碳长，二氧化碳“天天”(Asp)上飘，上飘，“假仙假仙”（甲酰）在（甲酰）在两旁两旁来自来自“甲酸盐甲酸盐”来自来自“甲酸盐甲酸盐”嘌呤环上各原子的来源嘌呤环上各原子的来源v 活性磷酸核糖形式活性磷酸核糖形式：磷酸核糖焦磷酸（：磷酸核糖焦磷酸（PRPP）v 两个阶段两个阶段：首先合成：首先合成IMP(次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸)，再，再由由IMP转变成转
10、变成AMP与与GMPv 嘌呤核苷酸是在嘌呤核苷酸是在一磷酸水平一磷酸水平上合成的上合成的v在合成嘌呤核苷酸的过程中在合成嘌呤核苷酸的过程中逐步合成嘌呤环逐步合成嘌呤环v调节酶调节酶：磷酸核糖焦磷酸激酶、磷酸核糖酰氨氨：磷酸核糖焦磷酸激酶、磷酸核糖酰氨氨基转移酶基转移酶 5-5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸PRPPPRPP5-5-磷酸磷酸核糖胺核糖胺甘氨酸甘氨酸甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸5-5-氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-羧核苷酸羧核苷酸IMP的的 生物生物合成合成5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4
11、-4-琥珀琥珀基基-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-氨甲酰核苷酸氨甲酰核苷酸5-5-甲酰氨基咪唑甲酰氨基咪唑-4-4-氨甲酰核苷酸氨甲酰核苷酸次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸（IMPIMP）甲酰四氢叶酸甲酰四氢叶酸THFATHFA【举例举例3 3】磺胺类药物的抑菌机制：磺胺类药物的抑菌机制：与与对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸竞争竞争二氢叶酸合成酶二氢叶酸合成酶二氢蝶呤啶二氢蝶呤啶 对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸 谷氨酸谷氨酸二氢叶酸二氢叶酸合成酶合成酶二氢叶酸二氢叶酸COOH H2N SO2NHR H2N 磺磺 胺胺 类类 药药 物物人体能利用食物中的叶酸（人体能利用食物中的叶酸（嘌
12、呤核苷酸合成嘌呤核苷酸合成重要辅酶四氢叶酸重要辅酶四氢叶酸的前身），细菌只能在体内合成。的前身），细菌只能在体内合成。对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸二氢蝶呤二氢蝶呤FH2 FH4谷氨酸谷氨酸二氢叶酸合成酶二氢叶酸合成酶 二氢叶酸还原酶二氢叶酸还原酶磺胺药磺胺药(-)氨甲蝶呤氨甲蝶呤(-)FH2IMP转变为转变为GMP和和AMPAMPGMP（2）嘌呤核苷酸合成补救途径：）嘌呤核苷酸合成补救途径：脑、骨髓等只能进行补救合成 磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶嘌呤嘌呤+PRPPA(G)MP+PPi嘌呤嘌呤+1-P-+1-P-核糖核糖嘌呤核苷嘌呤核苷 A(G)MPATP ADP核糖磷酸化酶5-磷酸核糖焦磷酸核苷磷
13、酸激酶自毁容貌症（Lesch-Nyhan）：伴性隐性遗传性状，主要为男性，完全缺少次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT），嘌呤不能及时合成核苷酸,导致积累,降解,产生过量尿酸，导致肾结石和痛风，严重者招致自残肢体。别嘌呤醇无效。别嘌呤醇无效。次黄嘌呤次黄嘌呤+PRPP 磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶（G）IMP+PPi5-磷酸核糖焦磷酸HGPRT（鸟嘌呤）（1）嘧啶核苷酸从头合成途径 a a、嘧啶环上原子的来源、嘧啶环上原子的来源原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2 部位：胞液部位：胞液与嘌呤核苷酸从头合成途径不同与嘌呤核苷酸从头合成途径不同,嘧啶核苷酸的嘧啶核苷酸的合
14、成是先合成嘧啶环合成是先合成嘧啶环,再与磷酸核糖基团结合再与磷酸核糖基团结合.2 2、嘧啶核苷酸的生物合成、嘧啶核苷酸的生物合成两个阶段两个阶段：首先合成：首先合成UMP，再由，再由UMP转变成转变成CTP与与dTMP 胞嘧啶核苷酸的生成发生在胞嘧啶核苷酸的生成发生在三磷酸三磷酸水平，由水平，由UTP转变为转变为CTP先合成嘧啶环，再合成嘧啶核苷酸先合成嘧啶环，再合成嘧啶核苷酸(与嘌呤合成与嘌呤合成相反相反)调节酶调节酶：磷酸核糖焦磷酸激酶（：磷酸核糖焦磷酸激酶（PRPP合成合成酶）、氨甲酰磷酸合成酶酶）、氨甲酰磷酸合成酶（CPS，位于细胞，位于细胞液中）液中）嘧啶环上各原子的来源嘧啶环上各原
15、子的来源 天冬氨酸天冬氨酸CO2NH3NNCCCC654321H2N-CO-P氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸P262尿嘧啶核苷酸合成途径尿嘧啶核苷酸合成途径P263UMPCTPCTPCTP合成酶合成酶 ATPGlnH2OUMPUDPUTP b b、UMPUMP转变为转变为CTPCTP（2）嘧啶核苷酸补救合成途径）嘧啶核苷酸补救合成途径尿嘧啶尿嘧啶+PRPP尿嘧啶尿嘧啶+1-P-+1-P-核糖核糖尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATPUMP+PPi尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶尿苷磷酸化酶尿苷磷酸化酶尿苷激酶尿苷激酶（2 2）脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成）脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成（
16、1 1）脱氧核苷酸的合成）脱氧核苷酸的合成核糖核苷酸的还原反应核糖核苷酸的还原反应核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶NADP+NADPH+H+硫氧还蛋白硫氧还蛋白还原酶还原酶FADATP、Mg2+硫氧还蛋白硫氧还蛋白（还原型）（还原型）SHSH硫氧还蛋白硫氧还蛋白（氧化型）（氧化型）SSOP-P-CH2OHOH核糖核苷二磷酸核糖核苷二磷酸OP-P-CH2N OHH+H2O脱氧核糖核苷二磷酸脱氧核糖核苷二磷酸N碱基 核糖核苷酸还原酶示意图核糖核苷酸还原酶示意图底物特异性底物特异性调节位点调节位点酶酶 活活 性性调节位点调节位点活性位点活性位点R1亚基亚基R2亚基亚基脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成脱氧胸腺
17、嘧啶核苷酸的合成 胸腺嘧啶核苷酸合成酶胸腺嘧啶核苷酸合成酶NADPH+H+SerNADP+Gly（甘氨酸甘氨酸）N5、N10CH2 FH4 FH2二氢叶酸二氢叶酸还原酶还原酶SerSer羟甲基羟甲基转移酶转移酶ONHNOdR-PCH3ONHNOdR-PdUMPdTMP（丝氨酸丝氨酸）核核苷苷酸酸的的合合成成及及相相互互关关系系P266原料：原料：NDP（dTMP的直接原料为的直接原料为dUMP）脱氧（还原）过程发生在脱氧（还原）过程发生在二磷酸二磷酸水平水平dTMP的生成发生在一磷酸水平，但脱氧（还的生成发生在一磷酸水平，但脱氧（还原）过程仍然发生在二磷酸水平原）过程仍然发生在二磷酸水平 脱氧
18、核糖核苷酸的生成脱氧核糖核苷酸的生成抗代谢物（癌症化疗药物）抗代谢物（癌症化疗药物）：竞争性抑制：竞争性抑制1、6巯基嘌呤巯基嘌呤（6MP）：次黄嘌呤（）：次黄嘌呤（I）的类）的类似物，抑制似物，抑制磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶(HGPRT)及嘌呤核及嘌呤核苷酸的补救合成。在体内可转变为苷酸的补救合成。在体内可转变为6巯基嘌呤巯基嘌呤核苷酸，抑制核苷酸，抑制嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸的从头合成。的从头合成。O|C NHN C|CHHC C N N H 次黄嘌呤次黄嘌呤 SH|C NHN C|CHHC C N N H 6巯基嘌呤巯基嘌呤（6MP）SH|C N N C|CH C C|N NH2N H 6
19、巯基鸟嘌呤巯基鸟嘌呤 O|C N HN C|N HC C|N NH2N H8氮杂鸟嘌呤氮杂鸟嘌呤 2、5氟尿嘧啶（氟尿嘧啶（5FU）：胸腺嘧啶的类似物，抑制胸腺嘧啶核）：胸腺嘧啶的类似物，抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成。苷酸的合成。3、阿糖胞苷：胞苷的类似物，抑制、阿糖胞苷：胞苷的类似物，抑制dCDP的生成的生成。NH2|R O COOH C N|H|N C CCH2-N-CN-CH|C C CH CH2|N N|H2N CH2|COOHR=H 氨蝶呤氨蝶呤 R=CH3 氨甲蝶呤（氨甲蝶呤（MTX）4、氨甲蝶呤（、氨甲蝶呤（MTX）：叶酸类似物，抑制四氢叶酸的合成，）：叶酸类似物，抑制四氢叶酸的合成
20、，从而同时抑制从而同时抑制嘌呤嘌呤核苷酸和核苷酸和胸腺嘧啶胸腺嘧啶核苷酸的从头合成核苷酸的从头合成 O NH2|H2N-C-CH2-CH2-CH-COOH 谷氨酰胺谷氨酰胺 O NH2|氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸 N+=N-CH2-C-O-CH2-CH-COOH （重氮乙酰丝氨酸）（重氮乙酰丝氨酸）O NH2|6重氮重氮5氧正亮氨酸氧正亮氨酸 N+=N-CH2-C-CH2-CH2-CH-COOH5、氮杂丝氨酸：、氮杂丝氨酸：Gln类似物，同时抑制嘌呤核苷酸和嘧啶核苷类似物，同时抑制嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成酸的从头合成 PRPP PRA 甘氨酰胺甘氨酰胺 甲酰甘氨酰甲酰甘氨酰 甲酰甘氨甲酰甘氨
21、谷氨酰胺谷氨酰胺 核苷酸核苷酸 胺核苷酸胺核苷酸 脒核苷酸脒核苷酸 5-氨基咪唑氨基咪唑 5甲酰氨基咪唑甲酰氨基咪唑 IMP -4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸 -4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸 AMP 腺嘌呤腺嘌呤 PPi PRPP IMP 次黄嘌呤次黄嘌呤 PPi PRPP GMP 鸟嘌呤鸟嘌呤6MP6MP6MP6MP6MPMTXMTX氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸嘌呤核苷酸抗代谢物的作用嘌呤核苷酸抗代谢物的作用MTX：氨甲蝶呤：氨甲蝶呤UMP UTP CTP CDP dCDPUDP dUDP dUMP dTMP氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸阿糖胞苷阿糖胞苷氨甲喋呤氨甲喋呤5FU嘧啶核苷酸类似物的作用环节嘧啶核苷酸类似物的作用环节
