核酸的降解和核苷酸代谢-4

1、 食物中的核酸，经肠道酶系降解成各种核苷酸，食物中的核酸，经肠道酶系降解成各种核苷酸，再在相关酶作用下，分解产生嘌呤、嘧啶、核糖、再在相关酶作用下，分解产生嘌呤、嘧啶、核糖、脱氧核糖和磷酸，然后被吸收。脱氧核糖和磷酸，然后被吸收。 吸收到体内的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部吸收到体内的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部分可再利用，合成核苷酸。分可再利用，合成核苷酸。 人和动物所需的核酸无须直接依赖于食物，只要人和动物所需的核酸无须直接依赖于食物，只要食物中有足够的磷酸盐、糖和蛋白质，核酸就能在食物中有足够的磷酸盐、糖和蛋白质，核酸就能在体内正常合成。体内正常合成。 核酸酶核酸酶 核苷酸酶核苷酸酶核

2、酸核酸 核苷酸核苷酸 核苷核苷+磷酸磷酸核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶碱基碱基+戊糖戊糖-1-P碱基碱基+戊糖戊糖核苷水解酶核苷水解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 BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶（ 5 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）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 RNase IRNase IRNase T1RNase T1Pu ：嘌呤：嘌呤

3、Py：嘧啶：嘧啶 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 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

4、，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 核苷酸核苷酸 核苷核苷+磷酸磷酸核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶碱基碱基+（脱氧）戊糖（脱氧）戊糖-1-P碱基碱基+戊糖戊糖核苷水解酶核苷水解酶核苷酸酶核苷酸酶嘌呤终产物嘌呤终产物Guanine deaminase 不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，因此，终不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，因此，终产物也不同。产物也不同。排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、一些爬虫类排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、一些爬虫类排尿囊素动物：哺乳动物

5、（灵长类除外）、腹足类排尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类排尿囊酸动物：一些硬骨鱼类排尿囊酸动物：一些硬骨鱼类排尿素动物：大多数鱼类、两栖类排尿素动物：大多数鱼类、两栖类 某些低等动物能将尿素进一步分解成某些低等动物能将尿素进一步分解成NH3和和CO2排排出。出。 植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产物（尿囊素、尿囊酸、尿素、物（尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）。）。 微生物分解嘌呤类物质，生成微生物分解嘌呤类物质，生成NH3、CO2及有机酸及有机酸（甲酸、乙酸、乳酸等）。（甲酸、乙酸、乳酸等）。嘧嘧啶啶的的分分解解二氢尿嘧啶脱氢酶二氢

6、尿嘧啶脱氢酶脲基丙酸酶脲基丙酸酶二氢嘧啶酶二氢嘧啶酶第三节 核苷酸的合成代谢一、核糖核苷酸的生物合成二、脱氧核糖核苷酸的生物合成三、单核苷酸转变成核苷二磷酸和核苷 三磷酸（自学）四、各种核苷酸的相互转变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) 补救合成途径补救合成途径(3) 药物对嘌呤核苷酸合成的影响 药物对嘌呤核苷酸合成的影响药物对嘌呤核苷酸合成的影响 羽田杀菌素羽田杀菌素 与与Asp竞争腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黄嘌呤核苷酸转竞争腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黄嘌呤核苷酸转

7、化成化成AMP。 Gln的结构类似物的结构类似物 重氮乙酰丝氨酸、重氮乙酰丝氨酸、6-重氮重氮-5-氧正亮氨酸，是氧正亮氨酸，是Gln的结构的结构类似物，抑制类似物，抑制Gln参与的反应。参与的反应。 叶酸的结构类似物，能与二氢叶酸还原酶发生不可逆结叶酸的结构类似物，能与二氢叶酸还原酶发生不可逆结合，阻止合，阻止FH4的生成，从而抑制的生成，从而抑制FH4参与的各种一碳单位转参与的各种一碳单位转移反应。氨基蝶呤、氨甲基蝶呤等与叶酸结构相似，能抑制移反应。氨基蝶呤、氨甲基蝶呤等与叶酸结构相似，能抑制有叶酸衍生物参加的反应。其中氨基蝶呤在临床上常用于白有叶酸衍生物参加的反应。其中氨基蝶呤在临床上常

8、用于白血病等癌瘤的治疗。血病等癌瘤的治疗。叶酸类似物叶酸类似物 5氟尿嘧啶结构与胸腺嘧啶相似，在体内转化为相应的氟尿嘧啶结构与胸腺嘧啶相似，在体内转化为相应的核苷一磷酸及核苷三磷酸后，可阻断核苷一磷酸及核苷三磷酸后，可阻断TMP的合成，或掺入的合成，或掺入RNA分子破坏其结构与功能。是临床上使用较多的抗癌药。分子破坏其结构与功能。是临床上使用较多的抗癌药。 此外，某些改变了核糖结构的核苷类似物，如阿糖胞苷、此外，某些改变了核糖结构的核苷类似物，如阿糖胞苷、环胞苷等也是重要的抗癌药。环胞苷等也是重要的抗癌药。嘧啶类似物嘧啶类似物嘌呤环上各原子的来源嘌呤环上各原子的来源来自谷氨酰胺的酰胺氮来自谷氨

9、酰胺的酰胺氮来自来自“甲酸盐甲酸盐”来自天冬氨酸来自天冬氨酸来自甘氨酸来自甘氨酸来自来自CO2来自来自“甲酸盐甲酸盐”5-5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸(PRPP)(PRPP)5-5-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-羧酸核苷酸羧酸核苷酸IMP的的 生物合成生物合成5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-琥琥 珀基珀基- -氨甲酰核苷酸氨甲酰核苷酸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

10、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）N N1010- -甲酰甲酰THFATHFA转酰胺酶转酰胺酶合成酶合成酶转甲酰基酶转甲酰基酶合成酶合成酶合成合成酶酶羧化酶羧化酶合成酶合成酶裂解酶裂解酶fumarate转甲酰基酶转甲酰基酶N N1010- -甲酰甲酰THFATHFATHFATHFA合酶合酶IMP转变为转变为GMP和和AMP嘌呤核苷酸合成补救途径嘌呤核苷酸合成补救途径嘌呤嘌呤+核糖核糖-1-P嘌呤核苷嘌呤核苷 AMPATP ADP（利用已有的碱基和核苷合成核苷酸）Lesch-NyhanLesch-Nyhan综合症综合症 嘌呤核苷酸的从头合嘌呤

11、核苷酸的从头合成与补救途径之间存在成与补救途径之间存在平衡。平衡。Lesch-Nyan综合综合症就是由于次黄嘌呤症就是由于次黄嘌呤：鸟嘌呤磷酸核糖转移酶鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷，嘌呤核苷酸合成缺陷，嘌呤核苷酸合成增加，大量积累尿酸，增加，大量积累尿酸，导致肾结石和痛风。导致肾结石和痛风。嘧啶核苷酸从头合成途径c、UMP转变为CTPCTPCTP合成酶合成酶 ATP GlnH2OUMPUDPUTP a、嘧啶环上原子的来源嘧啶环上原子的来源b、UMP的从头合成嘧啶环上各原子的来源嘧啶环上各原子的来源 天冬氨酸天冬氨酸CO2NH3NNCCCC654321H2N-CO-P氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸尿嘧啶核苷酸

12、合成途径尿嘧啶核苷酸合成途径转氨甲酰酶转氨甲酰酶二氢乳清酸酶二氢乳清酸酶二氢乳清酸脱氢酶二氢乳清酸脱氢酶焦磷酸化酶焦磷酸化酶乳清苷酸脱羧酶乳清苷酸脱羧酶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-核糖核糖尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATPUMP+PPi（胞苷酸此途径不可）（胞苷酸此途径不可）尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP2、胸腺嘧啶核苷酸的合成胸腺嘧啶核苷酸的合成1、核糖核苷酸的还原核糖核苷酸的还原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 、Mg

13、2+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-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+ H2O脱氧核糖核苷二磷酸脱氧核糖核苷二磷酸硫氧还蛋白硫氧还蛋白核糖核酸还原酶系核糖核酸还原酶系硫氧还蛋白还原酶硫氧还蛋白还原酶核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸的还原反应核糖核苷酸的还原反应FAD核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶ATP 、Mg2+硫氧还蛋白硫氧还蛋白SHSH硫氧还蛋白硫氧还蛋白SS硫氧还蛋白硫氧还蛋白还原酶还原酶核糖核苷二磷酸核糖核苷二磷酸+ H2O脱氧核糖核苷二磷酸脱氧核糖核苷二磷酸FADH2谷氧还蛋白谷氧还蛋白SS谷氧还蛋白谷氧还蛋白SHSHNADP+NADPH+H+谷氧还蛋白谷氧还蛋白还原酶还原酶OP-P-CH2NOH OHOP-P-CH2NOH HGSSG2GSH谷胱甘肽谷胱甘肽还原酶还原酶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