生物化学核酸酶促降解和核苷酸代谢课件

1、11第十章 核酸酶促降解与核苷酸代谢 核酸怎样分解成核苷酸 核苷酸又怎样进一步分解 生物怎样合成核苷酸 主要内容22核酸中的含氮碱基3 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、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。第一节 核酸的酶促降解44 一、核酸酶二、限制性内切酶 核酸酶 核苷酸酶 核苷磷酸化酶 核酸 核苷酸 核苷 碱基+戊糖-1-P磷酸第一节 核酸酶和核酸的降解 66核 酸 酶(磷

2、酸二酯酶） 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7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（ 5端外切5得3）蛇毒磷酸二酯酶（ 3端外切3得5）9910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（E.coli）R菌珠中分离出的一种限制性内切酶限制酶的命名：E.coR I第一位： 属名E（大写）第二、三位：种名的头两个字母小写co第四位： 菌株R第五位： 从该细菌中分离出来的这一

3、类酶的编号1111酶辨认的序列和切口说明 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，粘端切口常用的DNA限制性内切酶的专一性1

4、2 限制性内切酶是分析染色体结构、制作DNA限制图谱、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。1313第二节 核苷酸的降解二、嘧啶的降解一、嘌呤的降解 核苷酸酶 核苷磷酸化酶核苷酸 核苷 碱基+（脱氧）戊糖-1-P磷酸1414核苷酸的降解过程16嘌呤的分解1717 尿酸是嘌呤核苷酸在人体内分解代谢的终产物。 痛风症患者由于体内嘌呤核苷酸分解代谢异常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸钠晶体沉积于软骨、关节、软组织及肾脏，临床上表现为皮下结节，关节疼痛等。 19嘧啶的分解2020第二节 核苷酸的生物合成代谢 21一、核糖核苷酸的生物

5、合成1、嘌呤核苷酸的生物合成(1) 从头合成途径(2) 补救途径2、嘧啶核苷酸的生物合成(1) 从头合成途径(2) 补救合成途径221、嘌呤核苷酸的生物合成(1) 从头合成途径由5-磷酸核糖-1-焦磷酸（5-PRPP）开始，先合成次黄嘌呤核苷酸，然后由次黄嘌呤核苷酸（IMP）转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。嘌呤环合成的前体：CO2 、甲酸盐、Gln、Asp、Gly嘌呤环的元素来源及掺入顺序A. Gln提供-NH2：N 9B. Gly：C4、C5、N7C. 5.10-甲川FHFA：C8D. Gln提供-NH2：N3闭环E CO2：C 6F. Asp提供-NH2：N 1G 10-甲酰THFA：C

6、 2 23来自谷氨酰胺的酰胺氮来自“甲酸盐”来自天冬氨酸来自甘氨酸来自CO2来自“甲酸盐”24 IMP合成概况： R-5-P5-氨基咪唑核苷酸，形成了咪唑环，第一阶段: 5-氨基咪唑核苷酸IMP，在5-氨基咪唑核苷酸分子上形成另一个环状结构（嘧啶环），形成IMP。 第二阶段:26IMP转变为GMP和AMP27（2）补救途径（salvage pathway） 利用已有的碱基和核苷合成核苷酸 磷酸核糖转移酶途径（重要途径）嘌呤碱和5-PRPP在特异的磷酸核糖转移酶的作用下生成嘌呤核苷酸 phosphoribosyl transferase 29核苷激酶途径腺嘌呤在核苷磷酸化酶作用下转化为腺嘌呤核苷

7、，后者在核苷磷酸激酶的作用下与ATP反应，生成腺嘌呤核苷酸。 碱基 + 核糖-1-磷酸核苷磷酸化酶核苷 + Pi腺苷 + ATP腺苷激酶腺苷酸 + ADP30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，只能进行嘌呤核苷酸的补救合成。HGPRT完全缺失的患儿，表现为自毁容貌综合症。嘌呤核苷酸补救合成的生理意义31先合成嘧啶环，然后再和PRPP作用形成核苷酸。 相同处：都有从头合成途径和补救途径。 UMP CMPTMP与嘌呤核苷酸合成的显著不同处：2 嘧啶核苷酸的生物合成 32嘧啶环上各原子的来源 天冬氨酸CO2NH3NNCCCC654321H2N-CO-P氨甲酰磷酸

8、合成前体：氨甲酰磷酸、Asp 33（1） 尿苷酸（UMP）的合成： 从头合成途径（De novo synthesis） 第一阶段：合成氨甲酰磷酸 第二阶段: 嘧啶核的形成第三阶段：形成尿苷酸, 34尿嘧啶核苷酸合成途径35 补救途径（salvage pathway） 尿苷磷酸化酶UraR-1-PPiU（尿苷）尿苷激酶UMPATPADP 尿嘧啶磷酸核糖转移酶 UraPRPPPPi36嘧啶核苷酸补救合成途径尿嘧啶+PRPP尿嘧啶+1-P-核糖尿嘧啶核苷+ATPUMP+PPi尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP37（2） 胞苷酸（CMP）的合成UMP CMP + NH338补救途径 Cyt + PRPP

9、CMP + PPi 胞苷激酶CMPCATPADP (胞苷)39（3） 脱氧核苷酸的合成 核苷二磷酸的还原 40核糖核苷酸的还原反应硫氧还蛋白核糖核酸还原酶系硫氧还蛋白还原酶核糖核苷酸还原酶核苷二磷酸还原酶NADP+NADPH+H+硫氧还蛋白还原酶FADATP 、Mg2+硫氧还蛋白（还原型）SHSH硫氧还蛋白（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+ H2O脱氧核糖核苷二磷酸41 脱氧胸苷酸（dTMP）的合成 UMPdTMP 要解决二个问题: 糖基的脱氧 碱基的甲基化，先脱氧后甲基化，高等动物中 在DP水平上脱氧，在MP水平上甲基化 UMP UDP dUDP

10、 dUMP dTMP -(O)+ CH342核苷酸的合成及相互关系43433、嘌呤核苷酸合成代谢的调节4444核苷酸合成抑制剂4545甘氨酸谷氨酰胺酰胺基甲酸盐CO2甲酸盐天冬氨酸4646氨甲酰磷酸天冬氨酸一、选择题1、嘌呤环中第4位和第5位碳原子来自下列哪种化合物？（ ） A、甘氨酸 B、天冬氨酸 C、丙氨酸 D、谷氨酸 2、嘌呤核苷酸的嘌呤核上第1位N原子来自（ ） A、Gly B、Gln C、ASP D、甲酸 3、dTMP合成的直接前体是：（ ）A dUMP B、TMP C、TDP D、dUDP二、名词解释核苷酸的从头合成和补救途径 4748核苷酸代谢1嘌呤核苷酸从头合成时首先合成的前体

11、是（ ）A.CMP B.AMP C.IMPD.XMP E.ADP2下列关于嘌呤核甘酸从头合成的叙述哪项是正确的（ ）A.嘌呤环的氨原子于均来自氨基酸的氨基B.合成过程中不会产生自由嘌呤碱C.氨基甲酰磷酸为嘌呤环提供氨甲酰基D.由IMP合成AMP和GMP均由ATP供能E.次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶催化IMP转变成CMP48493人体内嘌呤苷酸分解代谢的主要终产物是（ ）A.尿素 B.肌酸 C.肌酸肝D.尿酸 E.-丙氨酸4最直接联系核苷酸合成与糖代谢的物质是（ ）A .葡萄糖 B.6-磷酸葡萄糖 C.1-磷葡萄糖 D.1.6-二磷酸果糖 E.5-磷酸核糖5嘧啶环中的两个氮原子来自（ ）A.谷氨

12、酰胺和氨 B.谷氨酰胺和天冬酰胺C.谷氨胺和谷氨酸 D.谷氨酸和氨基甲酰磷酸E.天冬氨酸和氨基甲酰磷酸49506下列哪种物质不是嘌呤核苷从头合成的直接原料（ ）A.甘氨酸 B.天冬氨酸 C.谷氨酸D.CO2 E.一碳单位7HGPRT（次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶）参与下哪种反应（ ）A.嘌呤核苷酸从头合成 B.嘧啶核苷酸从头合成C.嘌呤核苷酸补救合成 D.嘧啶按苷酸补救合成E.嘌呤核苷酸分解代谢8嘧啶核苷酸合成中，生成氨基甲酰磷酸的部位是（ ）A.线粒体 B.微粒体 C.胞浆D.溶酶体 E.细胞核50519能在全内分解产生-氨基异丁酸的核苷酸是（ ）A.CMP B.AMP C.TMPD.UMP E.IMP10嘧啶核苷酸从头合成的特点是（ ）A.在5-磷酸核糖上合成碱基 B.由FH4提供一碳单位C.先合成氨基甲酰磷酸 D.甘氨酸完整地参入11. 下列哪种物质的合成需要谷氨酰胺分子上的酰胺基（ ）A.TMP上的两个氮原子 B.嘌呤环上的两个氮原子C.UMP上的两个氮原子 D.嘧啶环上的两个氮原子E.腺嘌呤上的氨基51521下列哪些情况可能与痛风症的产生有关（ ）A.嘌呤核苷酸分解增加 B.嘧啶核苷酸合成增加 C.尿酸生成过多 D.尿酸排泄障碍 E.以上说法均正确2嘌呤核苷酸合成和嘧核苷酸合成共同需要的物质是（ ）A.延胡索酸