核酸降解和核苷酸代谢(5)课件

1、关于核酸的降解和核苷酸代谢 (5)第一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第一节 核酸的酶促降解 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。 第二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 一、核酸酶二、限制性内切酶 核酸酶 核苷酸酶核酸 核苷酸 核苷+磷酸核苷磷酸化酶碱基+戊糖-1-P碱基+戊糖核苷水解酶第三张，PPT共四十七页，创作于2022年6

2、月核 酸 酶核酸酶的分类（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第四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月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）第五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月内切核酸酶对RNA的水解位点示意图5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACU p p pGA3RNase IRNase IRNase T1RNase T1Pu ：嘌呤 Py：嘧啶

3、 第六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月限制性内切酶 类型 命名与意义 原核生物中存在着一类能识别外源DNA双螺旋中4-8个碱基对所组成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列，并在此序列的某位点水解DNA双螺旋链，产生粘性末端或平滑末端，这类酶称为限制性内切酶（ristriction endonuclease）。第七张，PPT共四十七页，创作于2022年6月常用的DNA限制性内切酶的专一性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

4、 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，粘端切口第八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月限制性内切酶类型 I型：分子量大于105，多亚基，需S-腺苷蛋氨酸、ATP和Mg2+ ，识别位点与切割位点相差甚远，产物为异质，是限制与修饰相排斥的多功能酶. 型：分子量小于105，仅需Mg2+ ，切割位点位

5、于识别位点上，产物为专一性片段，不具修饰酶功能。现在分子生物学研究所用的限制性内切酶均为此类。 型：识别位点为5-7bp的非对称序列 ，切割位点在顺序之外离识别序列5-10bp，切割双链，个别也切割单链。是限制与修饰相容的多功能酶.第九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月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。第十张，PPT共四十七页

6、，创作于2022年6月第二节 核苷酸的降解二、嘧啶的分解一、嘌呤的分解 核苷酸 核苷+磷酸核苷磷酸化酶碱基+（脱氧）戊糖-1-P碱基+戊糖核苷水解酶核苷酸酶第十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月嘌呤终产物Guanine deaminase第十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 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。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（灵长类除外）、腹足类排尿囊酸动物：一些硬骨鱼类排尿素动物：大多数鱼类、两栖类 某些低等动物能将尿素进一步分解成NH3和CO2排出。

7、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、NH3）。 微生物分解嘌呤类物质，生成NH3、CO2及有机酸（甲酸、乙酸、乳酸等）。第十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月嘧啶的分解二氢尿嘧啶脱氢酶脲基丙酸酶二氢嘧啶酶第十五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第三节 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第十六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月核糖核苷酸的生物合成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(

8、1) 从头合成途径(2) 补救合成途径(3) 药物对嘌呤核苷酸合成的影响 第十七张，PPT共四十七页，创作于2022年6月药物对嘌呤核苷酸合成的影响 羽田杀菌素 与Asp竞争腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黄嘌呤核苷酸转化成AMP。 第十八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 Gln的结构类似物 重氮乙酰丝氨酸、6-重氮-5-氧正亮氨酸，是Gln的结构类似物，抑制Gln参与的反应。 第十九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 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FH4的生成，从而抑制FH4参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，能抑制有叶酸衍

9、生物参加的反应。其中氨基蝶呤在临床上常用于白血病等癌瘤的治疗。叶酸类似物第二十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 5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TMP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。 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。嘧啶类似物第二十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月嘌呤环上各原子的来源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”第二十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第二十三张，PPT共四十七页，创作于

10、2022年6月5-磷酸核糖焦磷酸(PRPP)5-磷酸核糖胺甘氨酸甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸5-氨基咪唑核苷酸5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸IMP的 生物合成5-氨基咪唑-4-琥 珀基-氨甲酰核苷酸5-氨基咪唑-4 -氨甲酰核苷酸5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸次黄嘌呤核苷酸（IMP）N10-甲酰THFA转酰胺酶合成酶转甲酰基酶合成酶合成酶羧化酶合成酶裂解酶fumarate转甲酰基酶N10-甲酰THFATHFA合酶第二十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第二十五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月IMP转变为GMP和AMP第二十六张，PPT共四十七页，创作于

11、2022年6月第二十七张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第二十八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月嘌呤核苷酸合成补救途径嘌呤+核糖-1-P嘌呤核苷 AMPATP ADP（利用已有的碱基和核苷合成核苷酸）Lesch-Nyhan综合症第二十九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 嘌呤核苷酸的从头合成与补救途径之间存在平衡。Lesch-Nyan综合症就是由于次黄嘌呤：鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷，嘌呤核苷酸合成增加，大量积累尿酸，导致肾结石和痛风。第三十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月嘧啶核苷酸从头合成途径c、UMP转变为CTPCTPCTP合成酶 ATPGlnH2OUMP

12、UDPUTP a、嘧啶环上原子的来源b、UMP的从头合成第三十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月嘧啶环上各原子的来源 天冬氨酸CO2NH3NNCCCC654321H2N-CO-P氨甲酰磷酸第三十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月尿嘧啶核苷酸合成途径转氨甲酰酶二氢乳清酸酶二氢乳清酸脱氢酶焦磷酸化酶乳清苷酸脱羧酶第三十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第三十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月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（胞苷酸此途径不可）尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP第三十五张，PPT共四十七页，

13、创作于2022年6月脱氧核苷酸的合成2、胸腺嘧啶核苷酸的合成1、核糖核苷酸的还原第三十六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月核糖核苷酸的还原反应核糖核苷酸还原酶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第三十七张，PPT共四十七页，创作于2022年6月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第三十八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月核糖核苷酸的还原反应FAD核糖核苷酸还原酶ATP 、Mg2+硫氧还

14、蛋白SHSH硫氧还蛋白SS硫氧还蛋白还原酶核糖核苷二磷酸+ H2O脱氧核糖核苷二磷酸FADH2谷氧还蛋白SS谷氧还蛋白SHSHNADP+NADPH+H+谷氧还蛋白还原酶OP-P-CH2NOHOHOP-P-CH2NOHHGSSG2GSH谷胱甘肽还原酶第三十九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第四十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月核糖核苷酸还原酶示意图底物特异性调节位点酶 活 性调节位点活性位点R1亚基R2亚基第四十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第四十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月胸腺嘧啶核苷酸的合成 胸腺嘧啶核苷酸合酶NADPH+H+SerNADP+Gly N5、N10CH2 FH4 FH2二氢叶酸还原酶Ser羟甲基转移酶ONHNOdR-PCH3ONHNOdR-P第四十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第四十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月叶酸和 四氢叶酸（FH4）叶酸四氢叶酸HH105N5，N10-CH2-FH4N5-CHO-FH4CH2CHO第四十五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月一碳基团的来源与转变S-腺苷蛋氨酸N5-CH2-