生物化学 第十四章核酸降解与核苷酸代谢课件

第十四章核酸降解

与核苷酸代谢

第十四章核酸降解1核酸的基本结构单位是核苷酸，核酸代谢与核苷酸代谢密切相关，细胞内存在多种游离的核苷酸，是代谢中极为重要的物质，几乎参加细胞内所有的生化过程：1、核苷酸是核酸生物合成的前体。2、核苷酸衍生物是许多生物合成的中间物。如：UDP-葡萄糖是糖原合成的中间物。

CDP-二脂酰甘油是磷酸甘油酯合成的中间物。核酸的基本结构单位是核苷酸，核酸代谢与核苷酸代谢密切相关，细23、ATP是生物能量代谢中通用的高能化合物。4、腺苷酸是三种重要辅酶：烟酰胺核苷酸（NADNADP)、黄素嘌呤二核苷酸（FAD)和辅酶A（CoA）的组分。5、某些核苷酸是代谢的调节物质。cAMP,cGMP是许多激素引起的胞内信使3、ATP是生物能量代谢中通用的高能化合物。3核酸降解为核苷酸，核苷酸还能进一步分解，在生物体内核苷酸可由其他化合物合成，某些辅酶的合成与核酸的代谢亦有关。讲授内容：第一节核酸的降解第二节核苷酸分解代谢第三节核苷酸的合成代谢第四节核苷酸代谢调控核酸降解为核苷酸，核苷酸还能进一步分解，在生物体内核苷酸可由4第一节核酸的降解一、核酸的消化吸收二、核酸降解中的酶类第一节核酸的降解5一、核酸的消化吸收食物中的核酸多与蛋白质结合成核蛋白。在胃中，受胃酸的作用核蛋白可分解成核酸和蛋白质。然后，核酸进入小肠被逐步分解。核酸是由许多核苷酸以3′,5′-磷酸二酯键连接而成的生物大分子。核酸分解代谢的第一步反应是水解连接核苷酸之间的磷酸二酯键，生成低聚多核苷酸或单核苷酸。来自胰液的核酸酶和小肠粘膜细胞分泌的核酸酶，属于磷酸二酯酶类，两者协同作用，使进入小肠的核酸水解成单核苷酸。单核苷酸及其水解产物均可被细胞吸收利用。一、核酸的消化吸收食物中的核酸多与蛋白质结合成核蛋白。在胃中6二、核酸降解中的酶类核酸外切酶:

非特异性的磷酸二酯酶，对DNA和RNA都起作用，催化核酸从3’端或5’端解聚,形成5’-核苷酸和3’-核苷酸。核酸内切酶:

水解核酸分子内的磷酸二酯键。限制性内切酶:

专一识别并水解外源双链DNA上特定位点的核酸内切酶。专一性强，有的切口是齐头的而产生平头末端；有的切口是交错的而产生彼此配对的粘性末端。限制性内切酶是测定DNA碱基顺序和制定基因图所必须的工具酶。二、核酸降解中的酶类核酸外切酶:7某些限制性内切酶的专一性某些限制性内切酶的专一性8牛胰RNA酶Ⅰ专一水解RNA分子内部的嘧啶核苷酸键，产物为：3′-嘧啶核苷酸和以3′-嘧啶核苷酸结尾的寡核苷酸。RNA酶T1（存在于霉菌）作用于RNA分子内部的5′-连接，要求其3′-连接与鸟苷酸相连，产物为：3′-GMP和以3′-GMP为末端的寡核苷酸。RNA酶T2作用于RNA分子内部的5′-连接，产物为：3′-AMP为3′末端的核苷酸片段。RNA酶H（内切酶）作用于RNA-DNA杂交分子中的RNA，产生5′末端带磷酸基的单核苷酸或寡核苷酸。牛胰RNA酶Ⅰ专一水解RNA分子内部的嘧啶核苷酸键，产物为：9核酸酶促水解的作用部位通过上述核酸外切酶和核酸内切酶的作用，核酸可降解为各种单核苷酸，单核苷酸则可进一步分解代谢。核酸酶促水解的作用部位通过上述核酸外切酶和核酸内切酶的作用，10第二节核苷酸的分解代谢一、核苷酸的酶水解二、嘌呤碱的分解代谢三、嘧啶碱的分解代谢第二节核苷酸的分解代谢一、核苷酸的酶水解11核苷酸降解酶：核苷酸酶:核苷酸水解为核苷和磷酸。核苷酸+H2O核苷+Pi核苷磷酸化酶:水解核苷为碱基和戊糖-1-磷酸。核苷+磷酸核苷磷酸化酶碱基+戊糖-1-磷酸一、核苷酸的酶水解核苷酸降解酶：一、核苷酸的酶水解12核苷水解酶:水解核苷为碱基和戊糖。存在于植物和微生物中。核糖核苷+H2O核苷水解酶碱基+戊糖

只对核糖核苷作用，反应不可逆。核苷水解酶:水解核苷为碱基和戊糖。13核酸核酸酶核苷酸磷酸二酯酶核苷碱基+戊糖-1-磷酸核苷酸酶磷酸单酯酶核苷磷酸化酶小肠粘膜细胞用于核酸合成少量大量核糖+碱基核苷水解酶戊糖-1-磷酸分解核酸核酸酶核苷酸磷酸二酯酶核苷碱基+戊糖-1-磷酸核苷酸酶磷14二.嘌呤碱的分解1.脱氨动物组织腺嘌呤脱氨酶含量极少，人体中不含腺嘌呤酶，而腺嘌呤核苷酸脱氨酶和腺嘌呤核苷脱氨酶的活性高，腺嘌呤的脱氨可在其核苷和核苷酸水平上进行。二.嘌呤碱的分解1.脱氨15黄嘌呤

尿酸黄嘌呤尿酸16鸟嘌呤脱氨在鸟嘌呤水平上。鸟嘌呤脱氨酶存在于动物肝、胰、肾组织中，猪肝和猪脾中没有，但其它组织有。鸟嘌呤核苷鸟嘌呤黄嘌呤鸟嘌呤+H2O鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤+NH3⒉转变为尿酸次黄嘌呤+O2+H2O黄嘌呤氧化酶黄嘌呤+H2O2黄嘌呤+O2+H2O黄嘌呤氧化酶尿酸+H2O2

鸟嘌呤脱氨在鸟嘌呤水平上。鸟嘌呤脱氨酶存在于动物肝、胰、肾组17嘌呤的分解代谢途径嘌呤的分解代谢途径18痛风：嘌呤代谢障碍有关,正常血液：2-6mg/100ml,大于8mg/100ml,（男平均：5.7mg、女平均：4.3mg%）尿酸钾盐或钠盐沉积于软组织、软骨及关节等处,形成尿酸结石及关节炎,沉积于肾脏为肾结石,基本特征为高尿酸血症。引起血尿酸升高的原因:疾病引起体内嘌呤类物质大量分解;肾脏疾病使尿酸排出受阻;长期摄入富含核酸的食物,甜面包,肝,酵母,沙丁鱼等。痛风：嘌呤代谢障碍有关,19药物：别嘌呤醇别嘌呤醇结构与次黄嘌呤相似，对黄嘌呤氧化酶有很强的抑制作用，与酶活性中心Mo(IV)牢固结合，自杀底物，成为酶的灭活物，经别嘌呤醇治疗的患者排泄黄嘌呤和次黄嘌呤以代替尿酸。另：使用排尿药物：水杨酸、辛可芬、丙磺舒等),减少肾小管对尿酸的重吸收）。药物：别嘌呤醇别嘌呤醇结构与次黄嘌呤相似，对黄嘌呤氧化20黄嘌呤氧化酶黄嘌呤21嘌呤与其核苷及核苷酸的相互转变嘌呤与其核苷及核苷酸的相互转变22⒊尿酸降解途径因物种存在差异灵长类,鸟类,爬行类动物尿酸哺乳类(除灵长类),腹足类尿囊素硬骨鱼尿囊酸大多数鱼类,两栖类尿素甲壳类,咸水瓣鳃类氨植物多种产物

⒊尿酸降解途径因物种存在差异23不同物种的尿酸降解途径差异不同物种的尿酸降解途径差异24尿囊酸尿囊酸25三.嘧啶碱的分解核苷酸分解产物嘧啶碱可以在生物体内进一步被分解，不同种类生物对嘧啶分解过程也不完全相同，一般具有氨基的嘧啶需先水解脱氨。胞嘧啶脱氨酶尿嘧啶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢尿嘧啶开环

β-脲基丙氨酸NH3+

CO2

+β-丙氨酸三.嘧啶碱的分解核苷酸分解产物嘧啶碱可以在生物体内进一步被26胸腺嘧啶分解与尿嘧啶相似胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶β-尿基异丁酸

NH3+CO2+β-氨基异丁酸胸腺嘧啶分解与尿嘧啶相似27胞嘧啶和尿嘧啶的分解途径加水开环位置胞嘧啶和尿嘧啶的分解途径285-甲基胞嘧啶和胸腺嘧啶的分解途径加水开环位置5-甲基胞嘧啶和胸腺嘧啶的分解途径29某些微生物体内可通过氧化作用将嘧啶分解为尿素书上P383巴比妥酸分子式有错误（Barbituricacid）某些微生物体内可通过氧化作用将嘧啶分解为尿素书上P383巴比30第三节核苷酸的合成代谢一.嘌呤核糖核苷酸的合成二.嘧啶核糖核苷酸的合成三.脱氧核糖核苷酸的生成第三节核苷酸的合成代谢31一.嘌呤核糖核苷酸的合成

5-磷酸核糖焦磷酸开始逐步合成次黄嘌呤核苷酸转变为腺嘌呤核糖核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸。5-P-核糖-PP次黄嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸鸟嘌呤核苷酸一.嘌呤核糖核苷酸的合成

5-磷酸核糖焦磷酸321.次黄嘌呤核苷酸的生成.次黄嘌呤核苷酸的酶促合成过程，主要是以鸽肝的酶系统为材料研究清楚的。以后在其他动物、植物、微生物中也找到类似的酶和中间产物，由此可以推测它们的合成过程也大致相同。1.次黄嘌呤核苷酸的生成.次黄嘌呤核苷酸的酶促合成过程，主33.次黄嘌呤核苷酸的合成首先需要由5-磷酸核糖焦磷酸供给核苷酸的磷酸核糖部分，在其上再完成嘌呤环的装配。核糖-5-P+ATP磷酸核糖焦磷酸激酶5-P-核糖焦磷酸+AMP

次黄嘌呤核苷酸的合成过程共有十步反应，分成二个阶段。.次黄嘌呤核苷酸的合成首先需要由5-磷酸核糖焦磷酸供给核34第一阶段:5-氨基咪唑核苷酸的合成GlnGlu+PPi转酰胺酶（1）5-磷酸核糖焦磷酸+谷氨酰胺

转酰胺酶

5-磷酸核糖胺+谷氨酸+PPi第一阶段:5-氨基咪唑核苷酸的合成GlnGlu+PPi转酰胺35甘氨酸ATPADPPi合成酶(2)5-磷酸核糖胺+甘氨酸+ATP甘氨酰胺核苷酸+ADP+Pi合成酶甘氨酸ADP合成酶(2)5-磷酸核糖胺+甘氨酸+A36N5,N10-甲川FH4THFA转甲酰基酶(3)甘氨酰胺核苷酸+N5,N10-甲川FH4+水

转甲酰基酶

甲酰甘氨酰胺核苷酸+FH4N5,N10-甲川FH4THFA转甲酰基酶(3)甘氨酰胺核37ATPGlnH2OADPGluPi合成酶(4)甲酰甘氨酰胺核苷酸+谷氨酰胺+ATP+水甲酰甘氨脒核苷酸+谷氨酸+ADP+Pi合成酶ATPADP合成酶(4)甲酰甘氨酰胺核苷酸+谷氨酰胺+AT38ATPADPPi合成酶(5)甲酰甘氨脒核苷酸+ATP

5-氨基咪唑核苷酸+ADP+Pi合成酶ATPADPPi合成酶(5)甲酰甘氨脒核苷酸+ATP39生物化学第十四章核酸降解与核苷酸代谢课件40生物化学第十四章核酸降解与核苷酸代谢课件41CO2羧化酶第二阶段：形成次黄嘌呤核苷酸(6)5-氨基咪唑核苷酸+CO2

5-氨基-4-羧酸咪唑核苷酸羧化酶CO2羧化酶第二阶段：形成次黄嘌呤核苷酸(6)5-氨基咪唑42生物化学第十四章核酸降解与核苷酸代谢课件43ATPAspADPPi合成酶(7)5-氨基-4-羧酸咪唑核苷酸+天冬氨酸+ATP

5-氨基-4-(N-琥珀酸）氨甲酰咪唑核苷酸合成酶ATPADP合成酶(7)5-氨基-4-羧酸咪唑核苷酸+天44延胡索酸裂解酶(8)5-氨基-4-(N-琥珀酸）氨甲酰咪唑核苷酸5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸+延胡索酸裂解酶延胡索酸裂解酶(8)5-氨基-4-(N-琥珀酸）氨甲酰咪45N10-甲酰FH4THFA转甲酰基酶(9)5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸+N10

-甲酰FH4

5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸+FH4转甲酰基酶N10-甲酰FH4THFA转甲酰基酶(9)5-氨基-4-氨46H2O环水解酶(10)5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸

次黄嘌呤核苷酸+水

环水解酶（脱水环化)H2O环水解酶(10)5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸环47掌握嘌呤环元素的来源67239415、10步环合，8步脱延胡索酸掌握嘌呤环元素的来源67239415、10步环合，482.腺嘌呤和鸟嘌呤核糖核苷酸的合成合成酶裂解酶脱氢酶合成酶2.腺嘌呤和鸟嘌呤核糖核苷酸的合成合成酶裂解酶脱氢酶合成酶493.嘌呤碱和核苷合成核糖核苷酸生物体内除以简单前体物质“从头合成”核苷酸外，可由碱基和核苷合成核苷酸，“补救途径”。3.嘌呤碱和核苷合成核糖核苷酸50主要的补救途径：嘌呤碱与5-磷酸核糖焦磷酸在磷酸核糖转移酶催化作用下形成嘌呤核苷酸腺嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸腺嘌呤核苷酸+PPi次黄嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸次黄嘌呤核苷酸+PPi鸟嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸鸟嘌呤核苷酸+PPi腺苷酸焦磷酸化酶鸟苷酸焦磷酸化酶次黄苷酸焦磷酸化酶主要的补救途径：嘌呤碱与5-磷酸核糖焦磷酸在磷酸核糖转移酶催51腺嘌呤腺嘌呤5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）腺嘌呤腺嘌呤5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）52人类该途径具重要的作用，大脑中腺嘌呤和次黄嘌呤核苷酸合成主要依赖该途径。嘌呤还可在核苷磷酸化酶作用下，与1-磷酸核糖生成嘌呤腺苷，然后再在核苷磷酸激酶作用下，与ATP生成嘌呤核苷酸：人类该途径具重要的作用，大脑中腺嘌呤和次黄嘌呤核苷酸合成主要53二.嘧啶核糖核苷酸的合成嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸合成不同。先合成嘧啶环。嘧啶环+磷酸核糖乳氢苷酸尿嘧啶核苷酸二.嘧啶核糖核苷酸的合成嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸合成不同。54⒈尿嘧啶核苷酸的生物合成（1）氨甲酰磷酸的形成Gln+2ATP+HCO3-合成酶Ⅱ氨甲酰磷酸+2ADP+Pi+Glu（2）氨甲酰磷酸+Asp转氨甲酰酶氨甲酰天冬氨酸+Pi（3）氨甲酰天冬氨酸二氢乳清酸酶二氢乳清酸+

H2O

⒈尿嘧啶核苷酸的生物合成（1）氨甲酰磷酸的形成55（4）二氢乳清酸+NAD+二氢乳清酸脱氢酶

乳清酸+NADH+H+（5）乳清酸+5-磷酸核糖焦磷酸焦磷酸化酶乳清苷酸尿嘧啶核苷酸-co2（4）二氢乳清酸+NAD+二氢乳清酸脱氢酶-co256CO2和谷氨酰胺合成氨基甲酰磷酸CCO2和谷氨酰胺合成氨基甲酰磷酸C57转氨甲酰酶二氢乳清酸酶由氨基甲酰磷酸开始合成尿嘧啶核苷酸转氨甲酰酶二氢乳清酸酶由氨基甲酰磷酸开始合成尿嘧啶核苷酸58脱氢酶焦磷酸化酶脱氢酶焦磷酸化酶59脱羧酶脱羧酶60嘧啶环的元素来源嘧啶环的元素来源61⒉胞嘧啶核糖核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸转变为胞嘧啶核苷酸在尿嘧啶核苷三磷酸水平上进行.UMP+ATP尿嘧啶核苷酸激酶UDP+ADPUDP+ATP核苷二磷酸激酶UTP+ADPUTP+谷氨酰胺+ATP+H2OCTP合成酶

CTP+谷氨酸+ADP+Pi细菌直接利用氨合成胞嘧啶核苷三磷酸,动物组织由Glu供给氨基。⒉胞嘧啶核糖核苷酸的合成623、嘧啶碱和核苷合成核糖核苷酸

——补救途径生物体利用外源或分解代谢中产生的嘧啶碱、核苷或嘧啶核苷合成嘧啶核苷酸。3、嘧啶碱和核苷合成核糖核苷酸

——补救途径生物体利用63尿嘧啶核苷酸：

（１）UMP磷酸核糖转移酶催化生成尿嘧啶核苷酸U+5-磷酸核糖焦磷酸

ＵＭＰ磷酸核糖转移酶

尿嘧啶核苷酸+PPi(2)尿苷磷酸化酶和尿苷激酶催化形成尿嘧啶核苷酸U+1-磷酸核糖尿苷磷酸化酶尿嘧啶核苷+Pi尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶

尿嘧啶核苷酸+ADP尿嘧啶核苷酸：

（１）UMP磷酸核糖转移酶催化生成尿嘧啶64胞嘧啶核苷酸胞嘧啶不能直接与5-磷酸核糖焦磷酸生成胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷+ATP尿苷激酶

胞嘧啶核苷酸+ADP胞嘧啶核苷酸65核糖核苷酸还原酶三.脱氧核糖核苷酸的合成⒈核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶三.脱氧核糖核苷酸的合成66生物化学第十四章核酸降解与核苷酸代谢课件67核糖核苷酸还原为脱氧核糖核苷酸，多在二磷酸核糖核苷酸水平上进行。ADPdADPGDPdGDPCDPdCDPUDPdUDP核糖核苷酸还原为脱氧核糖核苷酸，多在二磷酸核糖核苷酸水平上进68生物化学第十四章核酸降解与核苷酸代谢课件69生物化学第十四章核酸降解与核苷酸代谢课件70UDPdUDPdUMP2.胸腺嘧啶脱氧核苷酸的合成UDPdUDPdU71⒊利用已有碱基和戊糖合成(1)碱基+脱氧核糖-1-P核苷磷酸化酶

脱氧核糖核苷(2)脱氧核糖核苷+ATP脱氧核糖核苷激酶

脱氧核糖核苷酸(3)碱基间互换合成新的脱氧核苷酸dXDP+dYTP核苷二磷酸激酶dXTP+dYDP⒊利用已有碱基和戊糖合成72生物化学第十四章核酸降解与核苷酸代谢课件73第四节核苷酸代谢调控一.嘌呤核糖核苷酸生物合成的调节二.嘧啶核糖核苷酸合成的调节第四节核苷酸代谢调控一.嘌呤核糖核苷酸生物合成的调节74一.嘌呤核糖核苷酸生物合成的调节AMP，GMP，IMP反馈抑制磷酸核糖焦磷酸转酰氨酶活性，即抑制了合成过程的第一步。AMP，GMP分别反馈抑制从IMP开始的分支部位的酶，即抑制了转变为相应的核苷酸过程的第一步。一.嘌呤核糖核苷酸生物合成的调节AMP，GMP，IMP反馈75生物化学第十四章核酸降解与核苷酸代谢课件76二.嘧啶核糖核苷酸合成的调节反馈抑制氨甲酰磷酸合成酶UMP天冬氨酸转氨甲酰酶CTPCTP合酶合成过程的第一步合成过程的第二步胞苷酸合成过程的第三步二.嘧啶核糖核苷酸合成的调节合成过程合成过程胞苷酸合成过程77

78第十四章核酸降解

与核苷酸代谢

第十四章核酸降解79核酸的基本结构单位是核苷酸，核酸代谢与核苷酸代谢密切相关，细胞内存在多种游离的核苷酸，是代谢中极为重要的物质，几乎参加细胞内所有的生化过程：1、核苷酸是核酸生物合成的前体。2、核苷酸衍生物是许多生物合成的中间物。如：UDP-葡萄糖是糖原合成的中间物。

CDP-二脂酰甘油是磷酸甘油酯合成的中间物。核酸的基本结构单位是核苷酸，核酸代谢与核苷酸代谢密切相关，细803、ATP是生物能量代谢中通用的高能化合物。4、腺苷酸是三种重要辅酶：烟酰胺核苷酸（NADNADP)、黄素嘌呤二核苷酸（FAD)和辅酶A（CoA）的组分。5、某些核苷酸是代谢的调节物质。cAMP,cGMP是许多激素引起的胞内信使3、ATP是生物能量代谢中通用的高能化合物。81核酸降解为核苷酸，核苷酸还能进一步分解，在生物体内核苷酸可由其他化合物合成，某些辅酶的合成与核酸的代谢亦有关。讲授内容：第一节核酸的降解第二节核苷酸分解代谢第三节核苷酸的合成代谢第四节核苷酸代谢调控核酸降解为核苷酸，核苷酸还能进一步分解，在生物体内核苷酸可由82第一节核酸的降解一、核酸的消化吸收二、核酸降解中的酶类第一节核酸的降解83一、核酸的消化吸收食物中的核酸多与蛋白质结合成核蛋白。在胃中，受胃酸的作用核蛋白可分解成核酸和蛋白质。然后，核酸进入小肠被逐步分解。核酸是由许多核苷酸以3′,5′-磷酸二酯键连接而成的生物大分子。核酸分解代谢的第一步反应是水解连接核苷酸之间的磷酸二酯键，生成低聚多核苷酸或单核苷酸。来自胰液的核酸酶和小肠粘膜细胞分泌的核酸酶，属于磷酸二酯酶类，两者协同作用，使进入小肠的核酸水解成单核苷酸。单核苷酸及其水解产物均可被细胞吸收利用。一、核酸的消化吸收食物中的核酸多与蛋白质结合成核蛋白。在胃中84二、核酸降解中的酶类核酸外切酶:

非特异性的磷酸二酯酶，对DNA和RNA都起作用，催化核酸从3’端或5’端解聚,形成5’-核苷酸和3’-核苷酸。核酸内切酶:

水解核酸分子内的磷酸二酯键。限制性内切酶:

专一识别并水解外源双链DNA上特定位点的核酸内切酶。专一性强，有的切口是齐头的而产生平头末端；有的切口是交错的而产生彼此配对的粘性末端。限制性内切酶是测定DNA碱基顺序和制定基因图所必须的工具酶。二、核酸降解中的酶类核酸外切酶:85某些限制性内切酶的专一性某些限制性内切酶的专一性86牛胰RNA酶Ⅰ专一水解RNA分子内部的嘧啶核苷酸键，产物为：3′-嘧啶核苷酸和以3′-嘧啶核苷酸结尾的寡核苷酸。RNA酶T1（存在于霉菌）作用于RNA分子内部的5′-连接，要求其3′-连接与鸟苷酸相连，产物为：3′-GMP和以3′-GMP为末端的寡核苷酸。RNA酶T2作用于RNA分子内部的5′-连接，产物为：3′-AMP为3′末端的核苷酸片段。RNA酶H（内切酶）作用于RNA-DNA杂交分子中的RNA，产生5′末端带磷酸基的单核苷酸或寡核苷酸。牛胰RNA酶Ⅰ专一水解RNA分子内部的嘧啶核苷酸键，产物为：87核酸酶促水解的作用部位通过上述核酸外切酶和核酸内切酶的作用，核酸可降解为各种单核苷酸，单核苷酸则可进一步分解代谢。核酸酶促水解的作用部位通过上述核酸外切酶和核酸内切酶的作用，88第二节核苷酸的分解代谢一、核苷酸的酶水解二、嘌呤碱的分解代谢三、嘧啶碱的分解代谢第二节核苷酸的分解代谢一、核苷酸的酶水解89核苷酸降解酶：核苷酸酶:核苷酸水解为核苷和磷酸。核苷酸+H2O核苷+Pi核苷磷酸化酶:水解核苷为碱基和戊糖-1-磷酸。核苷+磷酸核苷磷酸化酶碱基+戊糖-1-磷酸一、核苷酸的酶水解核苷酸降解酶：一、核苷酸的酶水解90核苷水解酶:水解核苷为碱基和戊糖。存在于植物和微生物中。核糖核苷+H2O核苷水解酶碱基+戊糖

只对核糖核苷作用，反应不可逆。核苷水解酶:水解核苷为碱基和戊糖。91核酸核酸酶核苷酸磷酸二酯酶核苷碱基+戊糖-1-磷酸核苷酸酶磷酸单酯酶核苷磷酸化酶小肠粘膜细胞用于核酸合成少量大量核糖+碱基核苷水解酶戊糖-1-磷酸分解核酸核酸酶核苷酸磷酸二酯酶核苷碱基+戊糖-1-磷酸核苷酸酶磷92二.嘌呤碱的分解1.脱氨动物组织腺嘌呤脱氨酶含量极少，人体中不含腺嘌呤酶，而腺嘌呤核苷酸脱氨酶和腺嘌呤核苷脱氨酶的活性高，腺嘌呤的脱氨可在其核苷和核苷酸水平上进行。二.嘌呤碱的分解1.脱氨93黄嘌呤

尿酸黄嘌呤尿酸94鸟嘌呤脱氨在鸟嘌呤水平上。鸟嘌呤脱氨酶存在于动物肝、胰、肾组织中，猪肝和猪脾中没有，但其它组织有。鸟嘌呤核苷鸟嘌呤黄嘌呤鸟嘌呤+H2O鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤+NH3⒉转变为尿酸次黄嘌呤+O2+H2O黄嘌呤氧化酶黄嘌呤+H2O2黄嘌呤+O2+H2O黄嘌呤氧化酶尿酸+H2O2

鸟嘌呤脱氨在鸟嘌呤水平上。鸟嘌呤脱氨酶存在于动物肝、胰、肾组95嘌呤的分解代谢途径嘌呤的分解代谢途径96痛风：嘌呤代谢障碍有关,正常血液：2-6mg/100ml,大于8mg/100ml,（男平均：5.7mg、女平均：4.3mg%）尿酸钾盐或钠盐沉积于软组织、软骨及关节等处,形成尿酸结石及关节炎,沉积于肾脏为肾结石,基本特征为高尿酸血症。引起血尿酸升高的原因:疾病引起体内嘌呤类物质大量分解;肾脏疾病使尿酸排出受阻;长期摄入富含核酸的食物,甜面包,肝,酵母,沙丁鱼等。痛风：嘌呤代谢障碍有关,97药物：别嘌呤醇别嘌呤醇结构与次黄嘌呤相似，对黄嘌呤氧化酶有很强的抑制作用，与酶活性中心Mo(IV)牢固结合，自杀底物，成为酶的灭活物，经别嘌呤醇治疗的患者排泄黄嘌呤和次黄嘌呤以代替尿酸。另：使用排尿药物：水杨酸、辛可芬、丙磺舒等),减少肾小管对尿酸的重吸收）。药物：别嘌呤醇别嘌呤醇结构与次黄嘌呤相似，对黄嘌呤氧化98黄嘌呤氧化酶黄嘌呤99嘌呤与其核苷及核苷酸的相互转变嘌呤与其核苷及核苷酸的相互转变100⒊尿酸降解途径因物种存在差异灵长类,鸟类,爬行类动物尿酸哺乳类(除灵长类),腹足类尿囊素硬骨鱼尿囊酸大多数鱼类,两栖类尿素甲壳类,咸水瓣鳃类氨植物多种产物

⒊尿酸降解途径因物种存在差异101不同物种的尿酸降解途径差异不同物种的尿酸降解途径差异102尿囊酸尿囊酸103三.嘧啶碱的分解核苷酸分解产物嘧啶碱可以在生物体内进一步被分解，不同种类生物对嘧啶分解过程也不完全相同，一般具有氨基的嘧啶需先水解脱氨。胞嘧啶脱氨酶尿嘧啶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢尿嘧啶开环

β-脲基丙氨酸NH3+

CO2

+β-丙氨酸三.嘧啶碱的分解核苷酸分解产物嘧啶碱可以在生物体内进一步被104胸腺嘧啶分解与尿嘧啶相似胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶β-尿基异丁酸

NH3+CO2+β-氨基异丁酸胸腺嘧啶分解与尿嘧啶相似105胞嘧啶和尿嘧啶的分解途径加水开环位置胞嘧啶和尿嘧啶的分解途径1065-甲基胞嘧啶和胸腺嘧啶的分解途径加水开环位置5-甲基胞嘧啶和胸腺嘧啶的分解途径107某些微生物体内可通过氧化作用将嘧啶分解为尿素书上P383巴比妥酸分子式有错误（Barbituricacid）某些微生物体内可通过氧化作用将嘧啶分解为尿素书上P383巴比108第三节核苷酸的合成代谢一.嘌呤核糖核苷酸的合成二.嘧啶核糖核苷酸的合成三.脱氧核糖核苷酸的生成第三节核苷酸的合成代谢109一.嘌呤核糖核苷酸的合成

5-磷酸核糖焦磷酸开始逐步合成次黄嘌呤核苷酸转变为腺嘌呤核糖核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸。5-P-核糖-PP次黄嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸鸟嘌呤核苷酸一.嘌呤核糖核苷酸的合成

5-磷酸核糖焦磷酸1101.次黄嘌呤核苷酸的生成.次黄嘌呤核苷酸的酶促合成过程，主要是以鸽肝的酶系统为材料研究清楚的。以后在其他动物、植物、微生物中也找到类似的酶和中间产物，由此可以推测它们的合成过程也大致相同。1.次黄嘌呤核苷酸的生成.次黄嘌呤核苷酸的酶促合成过程，主111.次黄嘌呤核苷酸的合成首先需要由5-磷酸核糖焦磷酸供给核苷酸的磷酸核糖部分，在其上再完成嘌呤环的装配。核糖-5-P+ATP磷酸核糖焦磷酸激酶5-P-核糖焦磷酸+AMP

次黄嘌呤核苷酸的合成过程共有十步反应，分成二个阶段。.次黄嘌呤核苷酸的合成首先需要由5-磷酸核糖焦磷酸供给核112第一阶段:5-氨基咪唑核苷酸的合成GlnGlu+PPi转酰胺酶（1）5-磷酸核糖焦磷酸+谷氨酰胺

转酰胺酶

5-磷酸核糖胺+谷氨酸+PPi第一阶段:5-氨基咪唑核苷酸的合成GlnGlu+PPi转酰胺113甘氨酸ATPADPPi合成酶(2)5-磷酸核糖胺+甘氨酸+ATP甘氨酰胺核苷酸+ADP+Pi合成酶甘氨酸ADP合成酶(2)5-磷酸核糖胺+甘氨酸+A114N5,N10-甲川FH4THFA转甲酰基酶(3)甘氨酰胺核苷酸+N5,N10-甲川FH4+水

转甲酰基酶

甲酰甘氨酰胺核苷酸+FH4N5,N10-甲川FH4THFA转甲酰基酶(3)甘氨酰胺核115ATPGlnH2OADPGluPi合成酶(4)甲酰甘氨酰胺核苷酸+谷氨酰胺+ATP+水甲酰甘氨脒核苷酸+谷氨酸+ADP+Pi合成酶ATPADP合成酶(4)甲酰甘氨酰胺核苷酸+谷氨酰胺+AT116ATPADPPi合成酶(5)甲酰甘氨脒核苷酸+ATP

5-氨基咪唑核苷酸+ADP+Pi合成酶ATPADPPi合成酶(5)甲酰甘氨脒核苷酸+ATP117生物化学第十四章核酸降解与核苷酸代谢课件118生物化学第十四章核酸降解与核苷酸代谢课件119CO2羧化酶第二阶段：形成次黄嘌呤核苷酸(6)5-氨基咪唑核苷酸+CO2

5-氨基-4-羧酸咪唑核苷酸羧化酶CO2羧化酶第二阶段：形成次黄嘌呤核苷酸(6)5-氨基咪唑120生物化学第十四章核酸降解与核苷酸代谢课件121ATPAspADPPi合成酶(7)5-氨基-4-羧酸咪唑核苷酸+天冬氨酸+ATP

5-氨基-4-(N-琥珀酸）氨甲酰咪唑核苷酸合成酶ATPADP合成酶(7)5-氨基-4-羧酸咪唑核苷酸+天122延胡索酸裂解酶(8)5-氨基-4-(N-琥珀酸）氨甲酰咪唑核苷酸5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸+延胡索酸裂解酶延胡索酸裂解酶(8)5-氨基-4-(N-琥珀酸）氨甲酰咪123N10-甲酰FH4THFA转甲酰基酶(9)5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸+N10

-甲酰FH4

5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸+FH4转甲酰基酶N10-甲酰FH4THFA转甲酰基酶(9)5-氨基-4-氨124H2O环水解酶(10)5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸

次黄嘌呤核苷酸+水

环水解酶（脱水环化)H2O环水解酶(10)5-甲酰氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸环125掌握嘌呤环元素的来源67239415、10步环合，8步脱延胡索酸掌握嘌呤环元素的来源67239415、10步环合，1262.腺嘌呤和鸟嘌呤核糖核苷酸的合成合成酶裂解酶脱氢酶合成酶2.腺嘌呤和鸟嘌呤核糖核苷酸的合成合成酶裂解酶脱氢酶合成酶1273.嘌呤碱和核苷合成核糖核苷酸生物体内除以简单前体物质“从头合成”核苷酸外，可由碱基和核苷合成核苷酸，“补救途径”。3.嘌呤碱和核苷合成核糖核苷酸128主要的补救途径：嘌呤碱与5-磷酸核糖焦磷酸在磷酸核糖转移酶催化作用下形成嘌呤核苷酸腺嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸腺嘌呤核苷酸+PPi次黄嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸次黄嘌呤核苷酸+PPi鸟嘌呤+5-磷酸核糖焦磷酸鸟嘌呤核苷酸+PPi腺苷酸焦磷酸化酶鸟苷酸焦磷酸化酶次黄苷酸焦磷酸化酶主要的补救途径：嘌呤碱与5-磷酸核糖焦磷酸在磷酸核糖转移酶催129腺嘌呤腺嘌呤5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）腺嘌呤腺嘌呤5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）130人类该途径具重要的作用，大脑中腺嘌呤和次黄嘌呤核苷酸合成主要依赖该途径。嘌呤还可在核苷磷酸化酶作用下，与1-磷酸核糖生成嘌呤腺苷，然后再在核苷磷酸激酶作用下，与ATP生成嘌呤核苷酸：人类该途径具重要的作用，大脑中腺嘌呤和次黄嘌呤核苷酸合成主要131二.嘧啶核糖核苷酸的合成嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸合成不同。先合成嘧啶环。嘧啶环+磷酸核糖乳氢苷酸尿嘧啶核苷酸二.嘧啶核糖核苷酸的合成嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸合成不同。132⒈尿嘧啶核苷酸的生物合成（1）氨甲酰磷酸的形成Gln+2ATP+HCO3-合成酶Ⅱ氨甲酰磷酸+2ADP+Pi+Glu（2）氨甲酰磷酸+Asp转氨甲酰酶氨甲酰天冬氨酸+Pi（3）氨甲酰天冬氨酸二氢乳清酸酶二氢乳清酸+

H2O

⒈尿嘧啶核苷酸的生物合成（1）氨甲酰磷酸的形成133（4）二氢乳清酸+NAD+二氢乳清酸脱氢酶

乳清酸+NADH+H+（5）乳清酸+5-磷酸核糖焦磷酸焦磷酸化酶乳清苷酸尿嘧啶核苷酸-co2（4）二氢乳清酸+NAD+二氢乳清酸脱氢酶-co2134CO2和谷氨酰胺合成氨基甲酰磷酸CCO2和谷氨酰胺合成氨基甲酰磷酸C135转氨甲酰酶二氢乳清酸酶由氨基甲酰磷酸开始合成尿嘧啶核苷酸转氨甲酰酶二氢乳清酸酶由氨基甲酰磷酸开始合成尿嘧啶核苷酸136脱氢酶焦磷酸化酶脱氢酶焦磷酸化酶137脱羧酶脱羧酶138嘧啶环的元素来源嘧啶环的元素来源139⒉胞嘧啶核糖核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸转变为胞嘧啶核苷