核酸的降解和核苷酸代谢课件

第33章

核酸降解和核苷酸代谢回顾：核苷酸的生物学功能核苷酸是核酸生物合成的前体。核苷酸衍生物是许多生物合成的活性中间物。UDP-葡萄糖和CDP-二脂酰甘油分别是糖原和磷酸甘油酯合成的中间物。ATP是生物能量代谢中通用的高能化合物。腺苷酸是辅酶(NAD、NADP、FAD和CoA)的组分。某些核苷酸是代谢的调节物质:cAMP和cGMP是许多激素引起生理反应的中间介质。核酸核苷酸

核苷+Pi碱基+戊糖-1-P1核酸的分解代谢1.1核酸的降解核酸酶（磷酸二酯酶）核糖核酸酶(Rnase)脱氧核糖核酸酶(Dnase)根据底物根据切割部位核酸内切酶核酸外切酶1.2核苷酸的降解核苷酸酶（磷酸单酯酶）(2´-AMP)(3´-AMP)(5´-AMP)非专一性专一性:3ˊ-核苷酸酶,5ˊ-核苷酸酶1.3核苷的分解代谢核苷+Pi

核苷磷酸化酶碱基+戊糖-1-P核苷+H2O

核苷水解酶碱基+戊糖只对植物和微生物核糖核苷作用许多动物:含有腺嘌呤酶和鸟嘌呤酶，腺嘌呤→次黄嘌呤;鸟嘌呤→黄嘌呤。人和大鼠:不含腺嘌呤酶腺苷酸→次黄嘌呤核苷酸→次黄嘌呤腺苷→次黄嘌呤核苷→次黄嘌呤黄嘌呤氧化酶痛风症的治疗机制别嘌呤醇次黄嘌呤痛风由于尿酸的过量积累而引起自杀作用物：别嘌呤醇的结构与次黄嘌呤很相似，可被黄嘌呤氧化酶氧化成别黄嘌呤，它与酶活性中心的Mo（Ⅳ）牢固结合，从而使Mo（Ⅳ）不易转变成Mo（Ⅵ）。它对黄嘌呤氧化酶由很强的抑制作用。这种底物类似物经酶作用后成为酶的灭活物，称为自杀作用物。Elian和Hitchings获1988年诺贝尔奖。1.5嘧啶碱的分解代谢胞嘧啶NH3尿嘧啶二氢尿嘧啶H2OCO2+NH3β-丙氨酸胸腺嘧啶β-脲基异丁酸β-氨基异丁酸H2O丙二酸单酰CoA乙酰CoATCA肝尿素甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoATCA糖异生2核苷酸的生物合成2.1核糖核苷酸的生物合成

从头合成(denovosynthesis):生物体内用简单的前体物质（如氨基酸）合成生物分子的途径。部位:肝脏⑴嘌呤核糖核苷酸的生物合成GMPAMP嘌呤核苷酸的结构嘌呤环的元素来源:从头合成途径合成原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、一碳基团、

CO2、磷酸核糖。场所：肝脏的胞液主要途径从5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）开始分为两个阶段：⑴次黄嘌呤核苷酸（IMP）的合成

⑵AMP和GMP的合成共十一步反应①IMP的合成过程H2O合成酶转甲酰基酶合成酶合成酶5-磷酸核糖胺5-磷酸核糖5-磷酸核糖焦磷酸嘌呤核苷酸从头合成的调节转酰胺酶补救合成途径腺嘌呤+

PRPPAMP+PPi腺嘌呤磷酸核糖转移酶次黄嘌呤+PRPPIMP+PPi次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶鸟嘌呤+PRPPGMP+PPi次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP碱基+1-磷酸核糖核苷+Pi核苷磷酸化酶⑵

嘧啶核糖核苷酸的合成代谢从头合成途径补救合成途径从头合成途径嘧啶环合成的元素来源：氨甲酰磷酸天冬氨酸部位：主要是肝细胞胞液原料：谷氨酰胺、天冬氨酸、CO2、磷酸核糖。嘧啶核苷酸的合成首先形成嘧啶环→与磷酸核糖相连①

尿嘧啶核苷酸（UMP）的合成氨甲酰磷酸→乳清酸+PRPP→乳清酸核苷酸→尿嘧啶核苷酸谷氨酰胺+HCO3-氨甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸+

氨甲酰磷酸氨基甲酰磷酸的生成（动物）主要控制点激活：ATP、PRPP抑制：高浓度的嘧啶核苷酸产物（UTP、CTP）氨甲酰磷酸合成酶II氨甲酰磷酸天冬氨酸转氨甲酰酶氨甲酰天冬氨酸二氢乳清酸酶二氢乳清酸乳清酸焦磷酸化酶脱氢酶脱羧酶②胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP核苷二磷酸激酶ATPADPUTPCTP合成酶谷氨酰胺ATP谷氨酸ADP+Pi嘧啶核苷酸从头合成的调节--ATP+CO2+谷氨酰胺氨甲酰磷酸UMP氨甲酰天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ天冬氨酸转氨甲酰酶CTP合成酶-补救合成途径尿嘧啶+

PRPP尿嘧啶核苷酸+PPiUMP磷酸核糖转移酶尿嘧啶+1-磷酸核糖尿嘧啶核苷+Pi尿苷磷酸化酶尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶UMP+ADP胞嘧啶核苷+ATP尿苷激酶CMP+ADP2.2脱氧核糖核苷酸的生物合成1.核糖核苷酸的还原在核苷二磷酸水平上进行ATP+NMPADP+

NDP核苷一磷酸激酶N：A、G、C、U核糖核苷酸还原酶XDP+YTPXTP+YDP核苷二磷酸激酶还原的酶系：核糖核苷酸还原酶硫氧化还原蛋白硫氧化还原蛋白还原酶氢来自于NADPH，类似电子传递链的途径传递给核糖。

硫氧化还原蛋白还原酶硫氧化还原蛋白核糖核苷还原酶谷氧化还原蛋白还原酶谷氧化还原蛋白核糖核苷还原酶2.胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）的生成：经dUMP甲基化而形成胸腺嘧啶核苷酸合酶dUMPdTMPN5,N10-亚甲基四氢叶酸二氢叶酸FH2还原酶FH4NADP+NADPH+H+叶酸的结构类似物（氨基蝶呤、氨甲蝶呤）能与二氢叶酸还原酶发生不可逆结合，阻止四氢叶酸的生成，从而抑制了它参与的各种一碳单位的转移反应。氨甲蝶呤是一类重要的抗肿瘤药物，能抑制肿瘤细胞核酸的合成，但对正常细胞亦有影响，故毒性较大，限制了在临床上的应用。5－磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺转酰胺酶IMPAMPGMPGDPGTPATPADPdGDPdADPdGTPdATP嘌呤核苷酸的合成代谢总结嘧啶核苷酸的合成代谢总结ATP+CO2+谷氨酰胺氨甲酰