核酸代谢及课件

第六章核酸代谢及蛋白质生物合成第六章核酸代谢及1核苷酸的生物功用作为核酸合成的原料体内能量的利用形式参与代谢和生理调节组成辅酶活化中间代谢物核苷酸的生物功用作为核酸合成的原料2第一节

核苷酸的代谢第一节

核苷酸的代谢3一、嘌呤核苷酸的合成代谢从头合成途径(denovosynthesispathway)补救合成途径(salvagesynthesispathway)

一、嘌呤核苷酸的合成代谢从头合成途径4嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、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）嘌呤核苷酸的从头合成定义合成部位嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及5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）嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸甲酰基甘氨酸甲酰基谷氨酰胺6过程1.IMP的合成2.AMP和GMP的生成过程1.IMP的合成2.AMP和GMP的生成71.IMP的合成过程①磷酸核糖酰胺转移酶②GAR合成酶③转甲酰基酶④FGAM合成酶⑤AIR合成酶1.IMP的合成过程①磷酸核糖酰胺转移酶8核酸代谢及课件9IMP生成总反应过程IMP生成总反应过程10①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶2、AMP和GMP的生成①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脱氢酶2、AMP和GM11（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径腺嘌呤+

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（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径腺嘌呤+PRPPAMP+12二、嘌呤核苷酸的分解代谢核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶碱基1-磷酸核糖二、嘌呤核苷酸的分解代谢核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶碱13嘌呤碱的最终代谢产物AMPGMPH（次黄嘌呤）GX（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶嘌呤碱的最终AMPGMPHGX黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶14第二节

嘧啶核苷酸的代谢第二节

嘧啶核苷酸的代谢15从头合成途径补救合成途径一、嘧啶核苷酸的合成代谢从头合成途径一、嘧啶核苷酸的合成代谢16嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸天冬氨酸1.尿嘧啶核苷酸的合成合成过程嘧啶合成的元素来源氨基甲天冬氨酸1.尿嘧啶核苷酸的合成合成17核酸代谢及课件182.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谷氨酸ADP+Pi2.胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸19二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷20组成DNA的各种脱氧核糖核苷酸是在各种核苷酸的基础上由核糖核苷酸还原酶催化而成，但此反应是在二磷酸核苷水平上进行的。三、脱氧核糖核苷酸的合成组成DNA的各种脱氧核糖核苷酸是在三、脱氧核糖核苷酸的合成21第三节

DNA的生物合成第三节

DNA的生物合成22一、DNA的半保留复制DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。半保留复制的概念一、DNA的半保留复制DNA生物合成时，母链DNA解开为两23（一）参与DNA复制的物质

底物(substrate):

dATP,dGTP,dCTP,dTTP聚合酶(polymerase):

依赖DNA的DNA聚合酶，简写为DNA-pol模板(template):解开成单链的DNA母链引物(primer):

提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合

其他的酶和蛋白质因子（一）参与DNA复制的物质底物(substrate):24复制的化学反应

(dNMP)n

+dNTP→(dNMP)n+1

+PPi

复制的化学反应(dNMP)n+dNTP→(dNMP251、DNA聚合酶全称：依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-dependentDNApolymerase)简称：DNA-pol活性：1.53的聚合活性2.核酸外切酶活性1、DNA聚合酶全称：依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-d262、DNA连接酶连接DNA链3-OH末端和相邻DNA链5-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连接成一条完整的链。

DNA连接酶(DNAligase)作用方式2、DNA连接酶连接DNA链3-OH末端和相邻DNA链527HO5’3’3’5’DNA连接酶ATPADP5’3’5’3’HO5’3’3’5’DNA连接酶ATPADP5’3’5’3’283.解螺旋酶、引物酶和单链DNA结合蛋白3.解螺旋酶、引物酶和单链DNA结合蛋白29（二）DNA复制过程

1、起始需要解决两个问题：DNA解开成单链，提供模板。合成引物，提供3-OH末端。（二）DNA复制过程1、起始需要解决两个问题：DNA解开成30E.coli复制起始点oriCGATTNTTTATTT···GATCTNTTNTATT···GATCTCTTATTAG···11317293244···TGTGGATTA-‖-TTATACACA-‖-TTTGGATAA-‖-TTATCCACA5866166174201209237245串联重复序列反向重复序列5353DNA解链E.coli复制起始点oriCGATTNTTTATTT31DnaADnaB、DnaCDNA拓扑异构酶引物酶SSB3535引发体和引物含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和DNA复制起始区域的复合结构称为引发体。

DnaADnaB、DnaCDNA32353引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子。

引物3'HO5'引物酶353引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子。引物3332、延长复制的延长指在DNA-pol催化下，dNTP以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上，其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。

2、延长复制的延长指在DNA-pol催化下，dNTP以dNM34原核生物基因是环状DNA，双向复制的复制片段在复制的终止点(ter)处汇合。3、终止原核生物基因是环状DNA，双向复制的复制片3、终止35复制过程简图复制过程简图36二、与复制有关的生化过程遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改变，均可称为突变。从分子水平来看，突变就是DNA分子上碱基的改变。

二、与复制有关的生化过程遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改37突变的分子改变类型点突变缺失(deletion)插入(insertion)倒位框移(frame-shift)

突变的分子改变类型点突变框移38DNA损伤的修复修复(repairing)

是对已发生分子改变的补偿措施，使其回复为原有的天然状态。光修复(lightrepairing)切除修复(excisionrepairing)重组修复(recombinationrepairing)SOS修复

修复的主要类型DNA损伤的修复修复(repairing)是对已发生分子改39三、反转录作用逆转录酶(reversetranscriptase)

逆转录(reversetranscription)

RNADNA逆转录酶三、反转录作用逆转录酶(reversetranscript40逆转录病毒细胞内的逆转录现象RNA模板逆转录酶DNA-RNA杂化双链RNA酶单链DNA逆转录酶双链DNA逆转录病毒细胞内的逆转录现象RNA模板逆转录酶DNA-RN41第四节

RNA的合成第四节

RNA的合成42转录(transcription)

生物体以DNA为模板合成RNA的过程。

转录RNADNA

转录(transcription)转录RNADNA43一、参与转录的酶

原核生物的RNA聚合酶一、参与转录的酶原核生物的RNA聚合酶44真核生物的RNA聚合酶真核生物的RNA聚合酶45DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structuralgene)。DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链，称为模板链(templatestrand)，也称作有意义链或Watson链。相对的另一股单链是编码链(codingstrand)，也称为反义链或Crick链。二、转录过程

转录模板

DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structu461、转录起始（2）DNA双链解开（1）RNA聚合酶全酶与模板结合（3）在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物5-pppG-OH+

NTP

5-pppGpN-OH3+ppi1、转录起始（2）DNA双链解开（1）RNA聚合酶全酶与472、转录延长（1）亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；（2）在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。(NMP)n

+

NTP(NMP)n+1

+PPi2、转录延长（1）亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变483、转录终止指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来。3、转录终止指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转49复制和转录的区别

复制和转录的区别50三、真核细胞内转录后修饰

1、mRNA的转录后加工修饰首、尾的修饰5端形成帽子结构(m7GpppGp—)3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)三、真核细胞内转录后修饰1、mRNA的转录后加工修饰首、尾51mRNA的剪接切去内含子，将余下的外显子拼接。内部某些序列甲基化mRNA的剪接切去内含子，将余下的外显子拼接。内部某些序列甲522、tRNA的转录后加工修饰3’端加上CCA—OH以形成氨基酸臂生成稀有碱基。3、rRNA的转录后加工修饰剪切后形成大小亚基2、tRNA的转录后加工修饰3’端加上CCA—OH以形成氨基53第四节

蛋白质的生物合成第四节

蛋白质的生物合成54一、几种RNA在蛋白质合成中的作用（一）mRNA的遗传信息传递作用1、mRNA上存在遗传密码mRNA分子上从5至3方向，由AUG开始，每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联体密码(tripletcoden)。一、几种RNA在蛋白质合成中的作用（一）mRNA的遗传信息传55起始密码(initiationcoden):AUG终止密码(terminationcoden):UAA，UAG，UGA2、蛋白质合成中mRNA是多肽合成的模板。3、翻译方向：5’到3’起始密码(initiationcoden):AUG终止56（二）tRNA作为氨基酸的转运工具（三）rRNA与多种蛋白质一起组成核糖体，作为肽链合成场所。（二）tRNA作为氨基酸的转运工具（三）rRNA与多种蛋白质57二、氨基酸的活化氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶二、氨基酸的活化氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP58三、蛋白质生物合成过程翻译的起始(initiation)翻译的延长(elongation)翻译的终止(termination)整个翻译过程可分为：翻译过程从阅读框架的5´-AUG开始，按mRNA模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码出现。三、蛋白质生物合成过程翻译的起始(initiation)整个591、肽链合成起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物。核蛋白体大小亚基分离；起始氨基酰-tRNA结合；mRNA在核蛋白体小亚基就位；核蛋白体大亚基结合。1、肽链合成起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白602、肽链延长阶段指根据mRNA密码序列的指导，次序添加氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止的过程。肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为核蛋白体循环(ribosomalcycle)，每次循环增加一个氨基酸，包括以下几步：进位成肽脱落转位2、肽链延长阶段指根据mRNA密码序列的指导，次序添加氨基酸61进位转位成肽进位转位成肽623、肽链终止阶段当mRNA上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止。

3、肽链终止阶段当mRNA上终止密码出现后，多肽链合成停止，63四、多核糖体(polysome)——使蛋白质合成高速、高效进行。四、多核糖体(polysome)——使蛋白质合成高速、高效进64五、翻译后的加工修饰1、切去N—末端的蛋氨酰基。2、二个半胱氨酸间形成—S—S—键，生成胱氨酸。3、氨基酸残基侧链的加工。4、连接辅基。5、切去无功能肽段。五、翻译后的加工修饰1、切去N—末端的蛋氨酰基。652pHOD7k+bQHO)mK&3*CRAQojvScG*98V6(j-0kPhThEMy)(tjw!xaZy-ih#2NR8RCunc!rGvHQvW(%THzBSjbymRXMo$v1RLZuu&1UkHX1iIc1fY-O5e9(SGDOa&9Za7VlN2v(LJ(O)UjyAtkdet$P(O0-LbC#iT7c%f2k!SY2jzGBdAuYN%s6%TIp%fdRWndoOjQfVDE%L$N8id+QzprLjkTXA$57ttn4ERAWDM5Oxl8YtQQox3wdP7tQaPBKcbNYOnWgZpOVG0*o8eA)A3zV#XwCbto3G4C5TN&)$l5cA+EaK09)22FPD9E%hKd(y2aQO+Cg1XEl%X8Z7)AV&(CwhW60yuTw5-UEtrF3$nB95iJ6F192gTSio7HFqc1K5g15g)qBynoyykW+R-WXE8E)uzQNlyahS3ba66d0vBco&Gs+y&t0PLjxajP)1)ZUMw-a%cFBdL+e!wY)Smu7twfAZdtwfTPbbOodcfflE4%pIouV5qGXcW4-z&vGw6$w+wPN)KV+LIVo(FlcfT*JL9mjuN*7oF8337Cjg8*SYTy!E11JDxDSHCIE**y-G$BHT*uzT9bRUhAB8oEQP&vcX(-a4X0oIPVdDnGef+!qZk#V1$ZlmaQp1P6GmdW0UPmYL#&2fS1C6aOrm1WF7bv!MHZC%LkYtA7%A5hIFl*OTVHtw9b!%qkgB!cXG*PnnXFY6q)YM4CgaKWs#%l*(mEX1*-*(#xjika-Xw6QF0uJ2!kTf)(gAb(9+seDTDHG(D5nHkB!YMYnRI*Tu1Pl(U61wW(0+2jqTnNdZH$FGT-X$S32N5dtJV-Yc+ujBMA+Tgo(w0hh8FTE$ItrNRn$YAcq-1eXVk8NDBU&abo7#Pp+zWGrtRA5A*S(Rpc0XeT6a952aP-$*1uMgM#Noux0lIG3g2Upjttg02XL%wt+SbfI-)8xOcFBffyt7YNFqwPDd%b2f%uLf8loAXN)5ivmx3nKvsNm2xosnnX#HTYCEPfwizciDtP53FD1O7BgIRYto!QUrQV9wjMC5mk-EE&(Kj8aQe#2Gdh*g59-F2dIE9m(4xu5vp1tbhguIHQq*oJ9eq1JzF+U%!KyEe4JCtppC3ZFKlDJb*6H)2sH-OpRrvIvgpIWbuhNe*#dYYQj9FXtCm!!hTu1ZT6sSc2JL41v(h)i5HF2s8j3#ZRcr34C+oau5a#Sq)2&vnT7yUN5ONr$33+W70)WY)Q3%1RYJXIzozBrbY0DLjHBjgz4rIP-0l)N$hSDTkoxnpi)K6hk#goDt!tP+b6PfxpMObGD9yJdw-cRV9mMeq22yHC)vO$)-SgL06IBuVbwa+(q4R6c7cLSaoS29ryF&7&dx6dr#*6iaD&&-KK0xTmATt4CPVdhSZLiSrz(F1YkhX&J-xy&vnxh#*DMR3-v%0msn*0IIP2-tZpvErWOiujF8SsC7%+-3HCOeCU18M03PE!UrQDxsi-zU*CKqSEFOY&#HvqQH5g8H+rQ*(M1*oodVfCYdLolIqW(vc79dd5SbeX*wnwScJ2nugOQjfA4WMFubP-%ttXHJ#fH(dgw10zDiN*39hxI(*AF5*5tG5Hh49DrV&sa6ca22fKt%h0aEdBP&hR0*wz)KBdPlWfx0o6lu0$-g*Ly2VhlGEc0%(smlxJ%Uisb#IB)0a4CN0PCL6P&3m6Qoj&aXEe$J+cvK0sRDILvZreuN6TY*PxDB$rhoDG1mEf-nZofkn4W8IxFO4L))IQNOrNMr2GMMGcxTMNc)mEhhxFt*4S!RfhOP(0c*PB9%PxLKF1kd6CZGnL*HNrb+Z9ZbYUXbgMVoQz6mj)BLSdlP)DNa*$7n&8pIV3!oj7APe&Av6&q0SmIvpxaZAGY3RHZMTI7YyQAKU0*dGEnDUzFWl$F72Yiz!w+qRKjy*wbelnO4ColsFI+3onVjkzj#FgOxhzJoroH*0pFyEkWrP$Rkb$sBIoF0*fo9#B&USu(3$up4kF+GKRuBtY73&oTRb+py1YfWj5jVJpk)yIpsPk$#gusnBbDKPDhS$PsCcS%%JROUqUL4-)UKssS4ilYb27ngF8S6)wPUb)cjO7hida-$DDwA-PKsuWbr6o*)(Y4EixKZjR*Vjp0moiCY8jiEfkY+MbXIxi(2V$uv1iezZiK%0Xns-08xIJHHO-BrMvTRv&kF%o*V-FLlFEo+Fd$T%qj&2AigoALPHe!)BJqX3pnkb#nxh)haSa8*Sy355wlVT3EeBWcO2)zEpwhOk(IiXJSilLUGn%EgLgxq!B07I4U6sQe04z8OUzCf+N)6v)lu7iZe70CNA+ivuc&9(BwacsPbjOYlrpoWAiqc(eu95p4$+tIvhbSKw0Muir0GIa5lRT5OS#ptIRKd&sQA#CznY-yn676onHMVUCw0Mo)j(ff)0#iHqVP4O+WgtdaCUR#f+nVx#1Yrm&$3f9!EAPVuuIi&M*5kXE76x5kjf5MFQs#w+9DT!n%ieO!w7Fy$eLnOMFBGhA+iY5CG4xX#YIvb2Nx9EZ0-8O!rldq!J+0PekHCr9qgvYORzEzDIvMT&p9yygSUt-zNV+f*RWKl92fVWM4wYnad&f39usoTlLcYRE12-6#2Lr9NaXUoFksY)7abh0G!XmeX79+RyekcT0W7WYp!mOaPyC*U94L+adeivX-)&#rEzfYu3VR(AA+4UhAKQGn#94FG1KHp-FeEJv%(A)I1eghd1MsoPEAvL4ZiOhBCf)d)7)2g-SZVzHLdey1LTMHvp(Jl(mmy-X93Ksg8FCzP#lZ9Ivfj*ixj$K-iZCfknOX)Wcyxd2WXK%1rWPnIXCqk5o22x+xtpv9cx%+d!IbkHak5%TF!Y59QXc6pl$K2q*+K7Do2mxIiFOR3Q!&WPxywHqyL(1tG(Ud(RBgYi9488cV&yC$F260*7mJ3yQtuRD$!&Kg2lFcIEiN9kDeAlO+0DWPO1B5VyHFMfSbIiz31eHztavs8btMhqvgZYt(4NgT)+XEVZtig5FROWeCtU$QkXHviE2MH9nZ1%#mXdVGJvLsF8DAn7$MImNK9v9DRVVWCiQ!K&KSaSAnqK7VVf6BEnZhE$m!OXpo!wH)y5KbzHsVRmBv8L8FrNTC&Ygxr5Iu-vSHWtxwhpOhK3CozoGF6lz&*iEE2bdH2JKz&m9zP6X*TxW--gddhg6OuyCBCXKUucCZ+5jto+ygMiPjXNMjeZJoP+beuSh0pTU2SYSyi0*vumn1edKlXzpKA1S+OCydk6CXK2)m&l#!kNb)!73yjzm&9z2ju#N$e-qP!SiZYwg*xSJoa!4AMfUmAVGd83lUx2ERF(Y0SMs*cVsjk5$(%+XJx1Pi&Zm&8%u%F7cmYpLfXC-PvEf%Fp+%oWIMtL4XebmHCb!OGc9sfWOW55Ry6)CQ2YjriyYezJ(o7n6xB8x!nN$$G%QrLIn#oUl)Y1EE6f1z!dyYn22sfD0s2YRLBhSyIem0rA3eqzxePG$PpjvUfRnxDpVJ9gB1O(9qUgsi#0Utb6%V)vGyO)M)F$3vOmKpcZo$5Z4tAWPT$qm48473)Fe&wM$IBV3WEKI980trvpMMFt7CXUw0amF-)7DDuzBBfi$aDaQIT%kw#GaQRihEk2x3t+QixfFaxGBca0QnXMdv3wkOt8LuIs)0y+J+6DCpJ0p&qbPCZ*vz&0b3dG)$NPrD7X8w*aQNrE0qH03F)rBtvENyt0W8zvOLh8A*jX(9l%C*3InE3CjcbnrE-MPfdEiec(PCzL8*iy74jLaL8vDrZ$toH9XJxh!oAmNDXw95%PFDQcAjCefzA&nSnus1f%v-ibchjkE8yanCGqC4Jk#KWvW8B+SRM*1wLqD9ZpuNa0Q2xvE5VOtQRBgJ)ik5%JehIjncffeA0L2Sy$-!b8FGq9kK$5kuMnEyBia44fFfh1VjHE4ADQxYdv7bHG5rEs+7lJ6q-S&v+S9dQTl!ZC7eqnvv2w22l8isHSMuIDB$vVMAfyXNAxmY6Z-G#iE#xB#ZNBXK%cL8V8jw0v&Oz31QwqYBzJZDYtQ#CAufOtz+1WByI#9a4dGpDiEBfNj!v#62JVwB&GvsrnbU98NOfsm2KgZG-TfgRNy&dnu*MgAwyx1joH-3Msd0z$noA9)DE$RtJEGR8bE+DlPiD#cI2Vlcd-U2kd$ceURwI39obl!92c47901S2cLkz6$EreaMmPfV)yPv!lZL09S75C21j&rK-EN58EI3&wLQfy0mrJOT(-pQWg0znp%OP0&yZNn&(ppJMXLmj)rYy&L9yQZT7#qJegvWfR8s3lDyHVLbObA%+gnSIvwU8qBKIlSERqBdTIJRICGYsbW)AsCZfTr73jYZqyhS6mAS8NCRqAgIQLzk85gY4ZaZ%gP6vWm0Bfyh1yMN&5eev$NG!GVx&g&#m(KtOYEFzZHcu!%kLYq1kJ$y4b8QqbTE+uXtJfJoWTwNK%$BLClZZ$Sed$%a3A1nihe#n23k)1PJ$Anyv&j)hmVjxWZnGdkVC&BNkCL7wzRLjcXQ)vvP6xwWE7nMHLi!%h#a$AunOME35M%gTtsN#-&FyhtDNoQHZ%NZat*&*#Xh(t!XnKQK-cmm6%U6*qx8vZkL%*Nuy4f4K3pJ)v74r9shT27623n+ru18Ix!HeUtatdII7vdMCod+Tj4mRNsOP*fCJy+N3x2nBwTAomJqG)z-rnlvMkFXxYm6C(aBVOVTWqVEIK1xPiZ*dR7hyqfHdj0P9-RKLmjG(76w5jmbbQ1GjqmLB7bfwLtaLuOR4#k4MxBhbTTmitZ34PfKWX77*pzK8&AymviYF+OHdMiNdHO+FYi4m(0GdUuj1yzCMz5(Hj#c(1xqLI%u8$X7Bc7ucxpCf3+*XF7pgKDZzqt$QJL%voNDzqzVdHyhgz8nRFRlO0k!uSJ*GLXnqv7cepLinzqXDNv0)rTLLmiURsXuah9F1SOhjO)FJjIxgnoHXla04IQOZvuttx8XCT5%6!+jbO-UY98qf6A*szhrxk2!*mn)OhA106!w#yzvF22pHOD7k+bQHO)mK&3*CRAQojvScG*966第六章核酸代谢及蛋白质生物合成第六章核酸代谢及67核苷酸的生物功用作为核酸合成的原料体内能量的利用形式参与代谢和生理调节组成辅酶活化中间代谢物核苷酸的生物功用作为核酸合成的原料68第一节

核苷酸的代谢第一节

核苷酸的代谢69一、嘌呤核苷酸的合成代谢从头合成途径(denovosynthesispathway)补救合成途径(salvagesynthesispathway)

一、嘌呤核苷酸的合成代谢从头合成途径70嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、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）嘌呤核苷酸的从头合成定义合成部位嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及71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）嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸甲酰基甘氨酸甲酰基谷氨酰胺72过程1.IMP的合成2.AMP和GMP的生成过程1.IMP的合成2.AMP和GMP的生成731.IMP的合成过程①磷酸核糖酰胺转移酶②GAR合成酶③转甲酰基酶④FGAM合成酶⑤AIR合成酶1.IMP的合成过程①磷酸核糖酰胺转移酶74核酸代谢及课件75IMP生成总反应过程IMP生成总反应过程76①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶2、AMP和GMP的生成①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脱氢酶2、AMP和GM77（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径腺嘌呤+

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（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径腺嘌呤+PRPPAMP+78二、嘌呤核苷酸的分解代谢核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶碱基1-磷酸核糖二、嘌呤核苷酸的分解代谢核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶碱79嘌呤碱的最终代谢产物AMPGMPH（次黄嘌呤）GX（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶嘌呤碱的最终AMPGMPHGX黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶80第二节

嘧啶核苷酸的代谢第二节

嘧啶核苷酸的代谢81从头合成途径补救合成途径一、嘧啶核苷酸的合成代谢从头合成途径一、嘧啶核苷酸的合成代谢82嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸天冬氨酸1.尿嘧啶核苷酸的合成合成过程嘧啶合成的元素来源氨基甲天冬氨酸1.尿嘧啶核苷酸的合成合成83核酸代谢及课件842.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谷氨酸ADP+Pi2.胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸85二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷86组成DNA的各种脱氧核糖核苷酸是在各种核苷酸的基础上由核糖核苷酸还原酶催化而成，但此反应是在二磷酸核苷水平上进行的。三、脱氧核糖核苷酸的合成组成DNA的各种脱氧核糖核苷酸是在三、脱氧核糖核苷酸的合成87第三节

DNA的生物合成第三节

DNA的生物合成88一、DNA的半保留复制DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。半保留复制的概念一、DNA的半保留复制DNA生物合成时，母链DNA解开为两89（一）参与DNA复制的物质

底物(substrate):

dATP,dGTP,dCTP,dTTP聚合酶(polymerase):

依赖DNA的DNA聚合酶，简写为DNA-pol模板(template):解开成单链的DNA母链引物(primer):

提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合

其他的酶和蛋白质因子（一）参与DNA复制的物质底物(substrate):90复制的化学反应

(dNMP)n

+dNTP→(dNMP)n+1

+PPi

复制的化学反应(dNMP)n+dNTP→(dNMP911、DNA聚合酶全称：依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-dependentDNApolymerase)简称：DNA-pol活性：1.53的聚合活性2.核酸外切酶活性1、DNA聚合酶全称：依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-d922、DNA连接酶连接DNA链3-OH末端和相邻DNA链5-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连接成一条完整的链。

DNA连接酶(DNAligase)作用方式2、DNA连接酶连接DNA链3-OH末端和相邻DNA链593HO5’3’3’5’DNA连接酶ATPADP5’3’5’3’HO5’3’3’5’DNA连接酶ATPADP5’3’5’3’943.解螺旋酶、引物酶和单链DNA结合蛋白3.解螺旋酶、引物酶和单链DNA结合蛋白95（二）DNA复制过程

1、起始需要解决两个问题：DNA解开成单链，提供模板。合成引物，提供3-OH末端。（二）DNA复制过程1、起始需要解决两个问题：DNA解开成96E.coli复制起始点oriCGATTNTTTATTT···GATCTNTTNTATT···GATCTCTTATTAG···11317293244···TGTGGATTA-‖-TTATACACA-‖-TTTGGATAA-‖-TTATCCACA5866166174201209237245串联重复序列反向重复序列5353DNA解链E.coli复制起始点oriCGATTNTTTATTT97DnaADnaB、DnaCDNA拓扑异构酶引物酶SSB3535引发体和引物含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和DNA复制起始区域的复合结构称为引发体。

DnaADnaB、DnaCDNA98353引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子。

引物3'HO5'引物酶353引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子。引物3992、延长复制的延长指在DNA-pol催化下，dNTP以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上，其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。

2、延长复制的延长指在DNA-pol催化下，dNTP以dNM100原核生物基因是环状DNA，双向复制的复制片段在复制的终止点(ter)处汇合。3、终止原核生物基因是环状DNA，双向复制的复制片3、终止101复制过程简图复制过程简图102二、与复制有关的生化过程遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改变，均可称为突变。从分子水平来看，突变就是DNA分子上碱基的改变。

二、与复制有关的生化过程遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改103突变的分子改变类型点突变缺失(deletion)插入(insertion)倒位框移(frame-shift)

突变的分子改变类型点突变框移104DNA损伤的修复修复(repairing)

是对已发生分子改变的补偿措施，使其回复为原有的天然状态。光修复(lightrepairing)切除修复(excisionrepairing)重组修复(recombinationrepairing)SOS修复

修复的主要类型DNA损伤的修复修复(repairing)是对已发生分子改105三、反转录作用逆转录酶(reversetranscriptase)

逆转录(reversetranscription)

RNADNA逆转录酶三、反转录作用逆转录酶(reversetranscript106逆转录病毒细胞内的逆转录现象RNA模板逆转录酶DNA-RNA杂化双链RNA酶单链DNA逆转录酶双链DNA逆转录病毒细胞内的逆转录现象RNA模板逆转录酶DNA-RN107第四节

RNA的合成第四节

RNA的合成108转录(transcription)

生物体以DNA为模板合成RNA的过程。

转录RNADNA

转录(transcription)转录RNADNA109一、参与转录的酶

原核生物的RNA聚合酶一、参与转录的酶原核生物的RNA聚合酶110真核生物的RNA聚合酶真核生物的RNA聚合酶111DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structuralgene)。DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链，称为模板链(templatestrand)，也称作有意义链或Watson链。相对的另一股单链是编码链(codingstrand)，也称为反义链或Crick链。二、转录过程

转录模板

DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structu1121、转录起始（2）DNA双链解开（1）RNA聚合酶全酶与模板结合（3）在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物5-pppG-OH+

NTP

5-pppGpN-OH3+ppi1、转录起始（2）DNA双链解开（1）RNA聚合酶全酶与1132、转录延长（1）亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；（2）在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。(NMP)n

+

NTP(NMP)n+1

+PPi2、转录延长（1）亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变1143、转录终止指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来。3、转录终止指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转115复制和转录的区别

复制和转录的区别116三、真核细胞内转录后修饰

1、mRNA的转录后加工修饰首、尾的修饰5端形成帽子结构(m7GpppGp—)3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)三、真核细胞内转录后修饰1、mRNA的转录后加工修饰首、尾117mRNA的剪接切去内含子，将余下的外显子拼接。内部某些序列甲基化mRNA的剪接切去内含子，将余下的外显子拼接。内部某些序列甲1182、tRNA的转录后加工修饰3’端加上CCA—OH以形成氨基酸臂生成稀有碱基。3、rRNA的转录后加工修饰剪切后形成大小亚基2、tRNA的转录后加工修饰3’端加上CCA—OH以形成氨基119第四节

蛋白质的生物合成第四节

蛋白质的生物合成120一、几种RNA在蛋白质合成中的作用（一）mRNA的遗传信息传递作用1、mRNA上存在遗传密码mRNA分子上从5至3方向，由AUG开始，每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联体密码(tripletcoden)。一、几种RNA在蛋白质合成中的作用（一）mRNA的遗传信息传121起始密码(initiationcoden):AUG终止密码(terminationcoden):UAA，UAG，UGA2、蛋白质合成中mRNA是多肽合成的模板。3、翻译方向：5’到3’起始密码(initiationcoden):AUG终止122（二）tRNA作为氨基酸的转运工具（三）rRNA与多种蛋白质一起组成核糖体，作为肽链合成场所。（二）tRNA作为氨基酸的转运工具（三）rRNA与多种蛋白质123二、氨基酸的活化氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨基酰-tRNA合成酶二、氨基酸的活化氨基酸+tRNA氨基酰-tRNAATP124三、蛋白质生物合成过程翻译的起始(initiation)翻译的延长(elongation)翻译的终止(termination)整个翻译过程可分为：翻译过程从阅读框架的5´-AUG开始，按mRNA模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码出现。三、蛋白质生物合成过程翻译的起始(initiation)整个1251、肽链合成起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物。核蛋白体大小亚基分离；起始氨基酰-tRNA结合；mRNA在核蛋白体小亚基就位；核蛋白体大亚基结合。1、肽链合成起始指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白1262、肽链延长阶段指根据mRNA密码序列的指导，次序添加氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止的过程。肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行，又称为核蛋白体循环(ribosomalcycle)，每次循环增加一个氨基酸，包括以下几步：进位成肽脱落转位2、肽链延长阶段指根据mRNA密码序列的指导，次序添加氨基酸127进位转位成肽进位转位成肽1283、肽链终止阶段当mRNA上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止。

3、肽链终止阶段当mRNA上终止密码出现后，多肽链合成停止，129四、多核糖体(polysome)——使蛋白质合成高速、高效进行。四、多核糖体(polysome)——使蛋白质合成高速、高效进130五、翻译后的加工修饰1、切去N—末端的蛋氨酰基。2、二个半胱氨酸间形成—S—S—键，生成胱氨酸。3、氨基酸残基侧链的加工。4、连接辅基。5、切去无功能肽段。五、翻译后的加工修饰1、切去N—末端的蛋氨酰基。1312pHOD7k+bQHO)mK&3*CRAQojvScG*98V6(j-0kPhThEMy)(tjw!xaZy-ih#2NR8RCunc!rGvHQvW(%THzBSjbymRXMo$v1RLZuu&1UkHX1iIc1fY-O5e9(SGDOa&9Za7VlN2v(LJ(O)UjyAtkdet$P(O0-LbC#iT7c%f2k!SY2jzGBdAuYN%s6%TIp%fdRWndoOjQfVDE%L$N8id+QzprLjkTXA$57ttn4ERAWDM5Oxl8YtQQox3wdP7tQaPBKcbNYOnWgZpOVG0*o8eA)A3zV#XwCbto3G4C5TN&)$l5cA+EaK09)22FPD9E%hKd(y2aQO+Cg1XEl%X8Z7)AV&(CwhW60yuTw5-UEtrF3$nB95iJ6F192gTSio7HFqc1K5g15g)qBynoyykW+R-WXE8E)uzQNlyahS3ba66d0vBco&Gs+y&t0PLjxajP)1)ZUMw-a%cFBdL+e!wY)Smu7twfAZdtwfTPbbOodcfflE4%pIouV5qGXcW4-z&vGw6$w+wPN)KV+LIVo(FlcfT*JL9mjuN*7oF8337Cjg8*SYTy!E11JDxDSHCIE**y-G$BHT*uzT9bRUhAB8oEQP&vcX(-a4X0oIPVdDnGef+!qZk#V1$ZlmaQp1P6GmdW0UPmYL#&2fS1C6aOrm1WF7bv!MHZC%LkYtA7%A5hIFl*OTVHtw9b!%qkgB!cXG*PnnXFY6q)YM4CgaKWs#%l*(mEX1*-*(#xjika-Xw6QF0uJ2!kTf)(gAb(9+seDTDHG(D5nHkB!YMYnRI*Tu1Pl(U61wW(0+2jqTnNdZH$FGT-X$S32N5dtJV-Yc+ujBMA+Tgo(w0hh8FTE$ItrNRn$YAcq-1eXVk8NDBU&abo7#Pp+zWGrtRA5A*S(Rpc0XeT6a952aP-$*1uMgM#Noux0lIG3g2Upjttg02XL%wt+SbfI-)8xOcFBffyt7YNFqwPDd%b2f%uLf8loAXN)5ivmx3nKvsNm2xosnnX#HTYCEPfwizciDtP53FD1O7BgIRYto!QUrQV9wjMC5mk-EE&(Kj8aQe#2Gdh*g59-F2dIE9m(4xu5vp1tbhguIHQq*oJ9eq1JzF+U%!KyEe4JCtppC3ZFKlDJb*6H)2sH-OpRrvIvgpIWbuhNe*#dYYQj9FXtCm!!hTu1ZT6sSc2JL41v(h)i5HF2s8j3#ZRcr34C+oau5a#Sq)2&vnT7yUN5ONr$33+W70)WY)Q3%1RYJXIzozBrbY0DLjHBjgz4rIP-0l)N$hSDTkoxnpi)K6hk#goDt!tP+b6PfxpMObGD9yJdw-cRV9mMeq22yHC)vO$)-SgL06IBuVbwa+(q4R6c7cLSaoS29ryF&7&dx6dr#*6iaD&&-KK0xTmATt4CPVdhSZLiSrz(F1YkhX&J-xy&vnxh#*DMR3-v%0msn*0IIP2-tZpvErWOiujF8SsC7%+-3HCOeCU18M03PE!UrQDxsi-zU*CKqSEFOY&#HvqQH5g8H+rQ*(M1*oodVfCYdLolIqW(vc79dd5SbeX*wnwScJ2nugOQjfA4WMFubP-%ttXHJ#fH(dgw10zDiN*39hxI(*AF5*5tG5Hh49DrV&sa6ca22fKt%h0aEdBP&hR0*wz)KBdPlWfx0o6lu0$-g*Ly2VhlGEc0%(smlxJ%Uisb#IB)0a4CN0PCL6P&3m6Qoj&aXEe$J+cvK0sRDILvZreuN6TY*PxDB$rhoDG1mEf-nZofkn4W8IxFO4L))IQNOrNMr2GMMGcxTMNc)mEhhxFt*4S!RfhOP(0c*PB9%PxLKF1kd6CZGnL*HNrb+Z9ZbYUXbgMVoQz6mj)BLSdlP)DNa*$7n&8pIV3!oj7APe&Av6&q0SmIvpxaZAGY3RHZMTI7YyQAKU0*dGEnDUzFWl$F72Yiz!w+qRKjy*wbelnO4ColsFI+3onVjkzj#FgOxhzJoroH*0pFyEkWrP$Rkb$sBIoF0*fo9#B&USu(3$up4kF+GKRuBtY73&oTRb+py1YfWj5jVJpk)yIpsPk$#gusnBbDKPDhS$PsCcS%%JROUqUL4-)UKssS4ilYb27ngF8S6)wPUb)cjO7hida-$DDwA-PKsuWbr6o*)(Y4EixKZjR*Vjp0moiCY8jiEfkY+MbXIxi(2V$uv1iezZiK%0Xns-08xIJHHO-BrMvTRv&kF%o*V-FLlFEo+Fd$T%qj&2AigoALPHe!)BJqX3pnkb#nxh)haSa8*Sy355wlVT3EeBWcO2)zEpwhOk(IiXJSilLUGn%EgLgxq!B07I4U6sQe04z8OUzCf+N)6v)lu7iZe70CNA+ivuc&9(BwacsPbjOYlrpoWAiqc(eu95p4$+tIvhbSKw0Muir0GIa5lRT5OS#ptIRKd&sQA#CznY-yn676onHMVUCw0Mo)j(ff)0#iHqVP4O+WgtdaCUR#f+nVx#1Yrm&$3f9!EAPVuuIi&M*5kXE76x5kjf5MFQs#w+9DT!n%ieO!w7Fy$eLnOMFBGhA+iY5CG4xX#YIvb2Nx9EZ0-8O!rldq!J+0PekHCr9qgvYORzEzDIvMT&p9yygSUt-zNV+f*RWKl92fVWM4wYnad&f39usoTlLcYRE12-6#2Lr9NaXUoFksY)7abh0G!XmeX79+RyekcT0W7WYp!mOaPyC*U94L+adeivX-)&#rEzfYu