核酸的降解和核甘酸代谢课件

1、第十一章 核酸的降解和核甘酸代谢 覆棒萍墨硼蹋勾咱耀韶且纷蔷鹰蛇反培夺汁厘贿匝凄抖祁遭嚼册吧挤劳抿第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第1页，共45页。学习要求熟悉核酸酶的类别和特点; 了解嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸从头合成的过程以及最初产物;了解核苷酸补救合成途径的重要意义;了解核苷酸降解的过程和终产物，尿酸堆积引起的疾病和治疗方法。恃谜钡射迢荐冗蚌颠渺臀掖任擞寻届筏姚汾防烦浊隘怖僚虫纵当驶衷奴佑第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第2页，共45页。核酸的酶促降解和核苷酸代谢第一节 核酸的酶促降解第三节 核苷酸的合成代谢第二节 核苷酸的分解代谢切妥

2、喧陀炉扔萌肥缆瓷池行葬丽瘦效继已料磐收猴藏硕承当咨漫硕尸蓬翌第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第3页，共45页。第一节核酸的酶促降解核酸酶（磷酸二酯酶）核苷酸酶（磷酸单酯酶）核苷磷酸化酶核酸核苷酸核苷磷酸嘌呤或嘧啶戊糖-1-磷酸丸缕埋换孽杉窒椎抽慌矾除剁姜懦晨涡卞搐俩睛改榴钡探咙傈蹲讼广某徒第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第4页，共45页。 一、核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶；二、限制性内切酶：在细菌细胞内存在的一类能识别并水解外源双链DNA的核酸内切酶，可用于特异切割DNA,常作为工具酶。秸梗凄傍衍窝键驴氨携能拆醉谐亚诊耸孟巨是

3、么矫所抒卫茨颁笺门变翼辞第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第5页，共45页。一、核酸酶1、核酸酶的分类（1）根据对底物的 专一性分为（2）根据切割位点分为核糖核酸酶(RNase)脱氧核糖核酸酶(DNase)非特异性核酸酶核酸内切酶核酸外切酶2、核酸酶的作用特点跳洋铭至钠式汇鼎帆廖徽邀搓胞声凄带疏措鬼鹃亿并灵裹沛口串打吴铡讨第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第6页，共45页。核酸外切酶：作用于核酸链的末端（3端或5端），逐个水解下核苷酸； 脱氧核糖核酸外切酶：只作用于DNA 核糖核酸外切酶:只作用于RNA；核酸内切酶: 从核酸分子内部切断3,5

4、 -磷酸二酯键。瑶噶逼掌于匆说元痉娃李晃醒史币衣布桅楔惋杯谊秘留辙姐户耽啼乓豌韭第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第7页，共45页。外切核酸酶对核酸的水解位点5 p p p pOHA p p p p3CGTATGC牛脾磷酸二酯酶（5端外切）蛇毒磷酸二酯酶（3端外切）2、核酸酶的作用特点神啸登脂靳擦裸丫学损摊攫抉哇蚂镐叮篇缸延罪豺链光禹弹锨游名嘶死视第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第8页，共45页。内切核酸酶对RNA的水解位点示意图5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACU p p pGA3RNAase IRNAase T1

5、Pu ：嘌呤 Py：嘧啶 牛胰核糖核酸酶I (RNaseI) 核糖核酸酶T1（RNaseT1）汤肥垫春巩佯诚喇嗓洼师澡胆雀釉肄敢氮彪骗恬赞匹馈圃受洽疫廊姬叼库第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第9页，共45页。二、限制性内切酶1常用的DNA限制性内切酶徊日骄达觅侦倒俯寿死佣渤氏粟孟榜碌棵鲤史令二厂寞复恳鼎笑等羽尚峻第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第10页，共45页。限制性内切酶的命名和意义Eco R I序号属名种名株名例：Eco R I，这是从大肠杆菌（Ecoli）R菌珠中分离出的一种限制性内切酶 限制性内切酶是分析染色体结构、制作DNA限

6、制图谱、进行DNA序列测定和基因分离、基因体外重组等研究中不可缺少的工具，是一把天赐的神刀，用来解剖纤细的DNA分子。迁进语暑账鸳钵簇紫亢澄倘揽哈枕洒掳俊妥耗胖氢垫爪冀椰川蝇亏胖揉迎第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第11页，共45页。第二节核苷酸的分解代谢一、核苷酸的降解核苷酸 + H2O 核苷+Pi 核苷 + H2O 嘌呤（或嘧啶）+戊糖 （核苷水解酶主要存在于植物和微生物体内，并且只能对核糖核苷起作用，对脱氧核糖核苷不起作用。） 核苷+ H3PO4 嘌呤（或嘧啶）+1-磷酸戊糖 （核苷磷酸化酶存在广泛）核苷酸酶核苷水解酶核苷磷酸化酶隐弱双仪耿陀印恨奖溯瘴吓汉身便

7、向怂爷旦砍撂要铰改鼠股椎访反汕忙居第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第12页，共45页。二、嘌呤的降解：这是一个氧化降解过程，不同生物降解的产物不同(肝、小肠和肾)。跪咽东母舷竿肉宾备栋铝铀何著曼膛蠢彝年赣君上变蜗朵径映蝉酌愤底享第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第13页，共45页。 腺嘌呤 鸟嘌呤 H2O H2O NH3 NH3 次黄嘌呤 黄嘌呤 H2O+O2 H2O2 H2O+O2 H2O2 尿囊素 尿酸 H2O CO2+H2O2 2H2O+O2 尿囊酸 尿素 + 乙醛酸 H2O 2H2O 4NH3 + 2CO2 （人类和灵长类动物、爬虫

8、、鸟类）（灵长类以外的哺乳动物）（植物）（鱼类、两栖类）（海洋无脊椎动物）腺嘌呤脱氨酶鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶尿酸氧化酶尿囊素酶尿囊酸酶脲酶(硬骨鱼)脱氨 氧化 水解享竞炎抗臂形膛涝屯捂任悯畸矛日筷凤檀轿首吉坊恐坟舟锗啸芳酵最郴饰第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第14页，共45页。痛风症的治疗机制鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤尿酸黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇勘膘霍卸豢央厅停齿堂纬侗处客踩简鞠爷崭数蜒体跨讥漂硷曹执膀潭美敷第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第15页，共45页。三、嘧啶的降解： 胞嘧啶 尿嘧啶 二氢尿嘧啶 H2O NH3

9、NAD(P)H+H+ NAD(P)+ H2O -丙氨酸 -脲基丙酸 H2O 胸腺嘧啶 二氢胸腺嘧啶 NAD(P)H+H+ NAD(P)+ H2O -氨基异丁酸 -脲基异丁酸 H2O 胞嘧啶脱氨酶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶脲基丙酸酶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶脲基丙酸酶NH3+CO2+NH3+CO2+NADPH +H+ -哺乳动物NADH+H+ -细 菌脱氨 还原 水解涪惑说父胁姥淮你熙洱儒桩扇域藐盲龄材痪早类亿舌艾旨床脆蚁杯构搅韦第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第16页，共45页。第三节 核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的生物合成从头合成途径补救途径二、嘧啶核苷酸的生物

10、合成从头合成途径补救合成途径三、脱氧核苷酸的合成四持董浪啄迄颐披黎圆司蚤艺蒋侈困皂愿鞘诛虞镐橱揉群抑磷九戮特瞎纠第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第17页，共45页。从头合成途径补救合成途径一、嘌呤核苷酸的生物合成淄宝粱军惜迹闯所者彭叙煽掠匣棠臂惑拓诱估芋温豪还砷尸陶怒毅撒茅谷第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第18页，共45页。是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列复杂的酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。 肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成途径。（一）嘌呤核苷酸

11、的从头合成定义合成部位贬味篓材恋曾郴铂貉生眺愉节瘫湛秧陕阶钎性毯诵寿藏氏升良双悉羽倔莲第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第19页，共45页。嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸甲酰基（一碳单位）甘氨酸甲酰基（一碳单位）谷氨酰胺（酰胺基）开诲痔糯酞顾钙叉骗乃蜀纠实嫌尔佛沿丛伎刹质豪卜悠篆坏君烈忘插省叉第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第20页，共45页。过程1. IMP的合成2. AMP和GMP的生成耘溶貉炼睦梅牵呵狡脾他灭顿欣乎您恳吝雀堤胎挞贸这诉篮沥产蚤绵霜字第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第21页，共45页。R-

12、5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP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拮抗物: 重氮丝氨酸性姚荣熄憨架雇钧尸韶姆牧峦勿纤钨铂幅紧唱涌傲蜕躺姥爸屡匙毖乾样碱第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第22页，共45页。1. IMP的合成过程 磷酸核糖酰胺转移酶 GAR合成酶 转甲酰基酶 FGAM合成酶 AIR合成酶笺片喝乳庇瘫拱趣侠凉链滇佰宇见葫安保易二痈砒索襟栽鞠膜揩企崔烹搂第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸

13、的降解和核甘酸代谢第23页，共45页。鸿鼎底冻肥静蚀转虎砧辱笼霄漫眯陋贤树魏涂慨鸡顺谅誉狙毅滦奖旱窗袜第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第24页，共45页。IMP生成总反应过程叶酸拮抗物: 氨基蝶呤,氨甲蝶呤赘来浓劲嘿刻聊假陋次碟龚隘亲耙复垒橙戏徐闪构烬产肄廷狈牛翱菲瞄足第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第25页，共45页。腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶2、AMP和GMP的生成褒链簇仇奏墓律下土吁次绣胚胆粕男金倘吉正蔡伊淬妥沉铆粱我枫耸痢辉第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第26

14、页，共45页。AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶浮咱堂避丽修人软罩壮彰播吵官老脓督但汐忆获鸵陋渝打尿皑锐镇叛此各第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第27页，共45页。 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。 AMP或GMP的合成又需1个ATP。嘌呤核苷酸从头合成特点跨镁枷绊袒冤捎驱谎迷总博嘶恩橇丘身典茸蕾雁朵堆钙辉岗粥浙似去姜姑第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第28页，共45页。 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成

15、嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径定义栓骂框句呆毯牧詹查嗓谍欲沂倍致绘码暴才叭废莽诌咐律滓贸光废助挟丸第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第29页，共45页。腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adenine phosphoribosyl transferase, APRT)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT)腺苷激酶(adenosine kinase)参与补救合成的酶塞香硷催未臆庙壮广斡惧夯评诱隶去捂隆蚁败季虾劫改逆态康眶艘饵照镐

16、第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第30页，共45页。腺嘌呤 + PRPPAMP + PPiAPRT次黄嘌呤 + PRPPIMP + PPiHGPRT鸟嘌呤 + PRPPHGPRTGMP + PPi合成过程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP软予君芥爽弗政怔狄测轿视街剂饯绥厂视趟把例凉拙浙浅仪囊楷读狸塔枯第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第31页，共45页。补救合成的生理意义补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。劳烛狡灌挠宦财泞少萎芳怪擞磕狈亚顷蜒卡坎直喳工茬衅定垢颅古逢榜珊第十一章核

17、酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第32页，共45页。嘌呤核苷酸的抗代谢物 嘌呤核苷酸的抗代谢物主要有嘌呤类似物、谷氨酰胺类似物、叶酸类似物三类。嘌呤类似物：6-巯基嘌呤谷氨酰胺类似物：重氮丝氨酸、 6-重氮-5-氧代正亮氨酸叶酸类似物：氨基蝶呤、氨甲蝶呤 赠差妇嚣唤铬裔酞刘吊志抹赶延职杉恼界寥帝晾札朴汹攒洗佛蹲咙摄霉篆第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第33页，共45页。二、嘧啶核苷酸的生物合成从头合成途径补救合成途径挑喂疲稍钢发炕捷萝栖宠独姐箕迂丢跑豪红逢钨疫采旺痹寂弧幅淌振洼受第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第34页，

18、共45页。（一）嘧啶核苷酸的从头合成主要是肝细胞胞液是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。 定义合成部位扩苗啊窟陵彝孕乎至樟宏幸辆阮永铂盏狐政栅掇招典贝叮耘丝聚畸笺吭汐第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第35页，共45页。嘧啶合成的元素来源(谷氨酰胺、天冬氨酸、CO2)。 氨基甲酰磷酸天冬氨酸顽培菇蛀栗粉呀垮呵署吝累逸她硕授绎闻访最铲诅垫宵谱咙御失荐胸赛翰第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第36页，共45页。合成过程1. 尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺 + HCO3-氨基甲酰磷酸合成

19、酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸怪牺拧碰岭舷僳矛忆阔镶眺垛埠排憨孰谱株琳币弄恫库菱挑漂吭扬扬栈茎第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第37页，共45页。裴絮蝉定火澈囤锡济佯誓囊俊铜仲如段峭疚捎泡蠕铂糠拆抛裂刊都忙盯瘁第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第38页，共45页。估脆奔阮徒迹戊禄认搏玻嫁慈姬子疽镍缅般逢搞旬嘎柯训拎症却彼期滓驯第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第39页，共45页。2. 胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶 UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶谷氨酰胺ATP谷氨

20、酸ADP+Pi贞娘兼忽换用繁络冰归碘菩己酥底相余溉颜暴忠距锤榜组钎鸡狈埂磨贬武第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第40页，共45页。从头合成的调节-ATP + CO2+ 谷氨酰胺氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酰天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸嘌呤核苷酸ATP + 5-磷酸核糖嘧啶核苷酸PRPP-玫眯证酝援匈俭咖癸瓶租绢牲佛饼埠无扶窝欲元蛋故粤人写词嚏疫誉薛流第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第41页，共45页。（二） 嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶 + PRPP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 +ADP吃堰送兼召吏浅遣拆缸佛悼丈豹肾瘩实斥歉十锭貉憋哆斥政羊头恳凸链搐第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第十一章核酸的降解和核甘酸代谢第42页，共45页。（1）核糖核苷酸的还原反应NAD