生化6核酸的降解与核苷酸代谢课件.ppt

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1、第7章核酸的降解和核苷酸代谢一、核酸和核苷酸的分解代谢二、核苷酸的生物合成三、辅酶核苷酸的生物合成核苷酸的作用核酸生物合成前体是生物合成的活性中间物ATP是三种辅酶的组分是代谢调节物一、核酸和核苷酸的分解代谢核酸的分解过程：核酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶核酸核苷酸核苷+磷酸（磷酸二酯酶）（磷酸单酯酶）嘌呤碱和嘧啶碱+戊糖-1-磷酸核酸的解聚作用核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶5’-核酸外切酶核酸酶核酸外切酶3’-核酸外切酶核酸内切酶核苷酸的降解非特异性的核苷酸酶（或磷酸单酯酶）特异性的核苷的降解核苷磷酸化酶：核苷+磷酸碱基+戊糖-1-磷酸存在广泛，催化的反应是可逆

2、的核苷酶核苷水解酶：核苷+H2O碱基+戊糖主存在于植物和微生物，只对核糖核苷酸起作用，反应不可逆嘌呤碱的分解腺嘌呤核苷酸脱氨酶腺嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷脱氨酶核苷磷酸化酶腺嘌呤核苷次黄嘌呤核苷次黄嘌呤鸟嘌呤脱氨酶鸟嘌呤核苷鸟嘌呤黄嘌呤鸟嘌呤核苷酸尿酸尿囊酸酶尿囊素酶尿素+乙醛尿囊酸尿囊素NH3+CO2黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶尿酸氧化酶缺乏腺嘌呤核苷酸脱氨酶导致严重联合免疫缺陷症(SCID)嘧啶碱的分解胞嘧啶脱氨酶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶胞嘧啶尿嘧啶二氢尿嘧啶尿基丙酸酶β–尿基丙酸β-丙氨酸二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶β-尿

3、基异丁酸尿基丙酸酶β-氨基异丁酸二、核苷酸的生物合成从头合成途径：不以现成的含氮碱基作原料，而是由氨基酸、一碳单位和二氧化碳等小分子合成嘌呤（或嘧啶）核苷酸。补救合成途径：用现成的嘌呤碱或嘧啶碱作原料合成核苷酸的途径。（一）嘌呤核苷酸的生物合成1.从头合成：嘌呤碱的合成是从5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）开始，经过一系列酶促反应，生成次黄嘌呤核苷酸，然后再转变成其他嘌呤核苷酸。次黄嘌呤核苷酸的合成：首先由谷氨酰胺、甘氨酸、N10-甲酰四氢叶酸在PRPP基础上合成5-氨基咪唑核苷酸后者再经羧化，由天冬氨酸供应氨基、N10-甲酰四氢叶酸供应甲酰基，然后脱水环

4、化而成次黄嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸的合成：由天冬氨酸提供氨基取代次黄嘌呤核苷酸上C6的羟基生成。鸟嘌呤核苷酸的合成：由次黄嘌呤核苷酸氧化成黄嘌呤，再由谷氨酰胺提供氨基，使C2氨基化生成。2.补救途径途径一：除腺苷酸激酶外，缺乏其他嘌呤核苷的激酶核苷磷酸化酶碱基+1-磷酸核糖核苷+Pi核苷磷酸化激酶核苷+ATP核苷酸+ADP途径二：更重要磷酸核糖转移酶腺嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸腺嘌呤核苷酸+Ppi磷酸核糖转移酶次黄嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸腺嘌呤核苷酸+PPi(或鸟嘌呤）（鸟嘌呤核苷）缺乏”磷酸核糖转移酶”会导致Lesch-Nyhan综合征(P396),即自

5、毁容貌症3.嘌呤核苷酸生物合成的调节（二）嘧啶核糖核苷酸的合成1.从头合成：其特点是首先将原料合成嘧啶环，然后与PRPP反应生成乳清苷酸，再生成尿嘧啶核苷酸。其他嘧啶核苷酸则由尿嘧啶核苷酸而成。第一步需氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ催化谷胺酰胺和HCO3-形成氨甲酰磷酸胞嘧啶核苷酸的合成由尿嘧啶核苷酸转变成胞嘧啶核苷酸是在核苷酸三磷酸水平上进行的。UMP经相应的激酶催化而生成UDP和UTP，由谷氨酰胺（动物中）提供氨基，使UTP转变为CTP。２.补救途径（１）通过磷酸核糖转移酶催化，使各种嘧啶碱接受PRPP供给的核糖磷酸基直接生成嘧啶核苷酸（２）在核苷磷酸化酶催化

6、下，嘧啶碱先与核糖-１-磷酸反应生成嘧啶核苷，再在嘧啶核苷激酶催化下，被磷酸化生成核苷酸。3.嘧啶核苷酸生物合成的调节（三）脱氧核糖核苷酸的合成1.腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶核糖核苷酸经还原，将其中核糖第二位碳原子上的氧脱去，即成为相应的脱氧核苷酸。2.胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸的形成需要经过两个步骤，首先由尿嘧啶核糖核苷酸还原形成尿嘧啶脱氧核糖核苷酸，然后尿嘧啶再经甲基化（由四氢叶酸提供）转变成胸腺嘧啶。抗代谢物：嘌呤、氨基酸、叶酸等的类似物作用方式：以竞争性抑制，“以假乱真”干扰或阻断嘌呤核苷酸的合成代谢重要的抗代谢物嘌呤类似物：6-巯基嘌呤（6MP）叶酸

7、类似物：氨蝶呤、甲氨蝶呤（MTX）谷氨酰胺类似物：氮杂丝氨酸•6MP核苷酸反馈抑制PRPP酰胺转移酶从而抑制嘌呤核苷酸的从头合成•6MP核苷酸抑制IMP转变为AMP和GMP的反应•6MP直接抑制HGPRT，阻断嘌呤核苷酸的补救合成嘧啶类似物：5-F-尿嘧啶（5-FU）谷氨酰胺类似物：氨杂丝氨酸类叶酸类似物：氨甲蝶呤（MTX）核苷类似物：阿糖胞苷、环胞苷•5-FU在体内活化为FdUMP和FUTP•FdUMP竞争性抑制dTMP合成酶，使dTMP生成减少•FUTP以FUMP的形式掺入RNA分子，影响其代谢三.辅酶核苷酸的生物合成烟酰胺核苷酸的合成黄素核苷酸的

8、合成辅酶A的合成小结嘌呤核苷酸从头合成途径和补救合成途径掌握嘌呤合成时的元素来源、熟悉嘌呤核苷