生化笔记完全版

生化笔记完全版-核酸的降解和核苷酸代谢核酸的生物功育能）NA、RNA核苷酸的生物功能合成核酸是多种生物合成的活性中间物糖原合成,UDP-GIg磷脂合成,CDP乙醇胺，CDP二脂酰甘油。生物能量的载体TP、GTP腺苷酸是三种重要辅酶的组分NAD、FAD、CoA信号分子cAMP、gGMP#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。核酸的分解代谢：核酸酶 核苷酸酶核酸 核苷酸 核酸酶 核苷酸酶核酸 核苷酸 ►核苷磷酸化酶碱基+戊糖1磷酸第一节核酸和核苷酸的分解代谢第一节核酸和核苷酸的分解代谢、核酸的酶促降解核酸是核苷酸以3'、5'-磷酸二酯键连成的高聚物,核酸分解代谢的第一步就是分解为核苷酸,作用于磷酸二酯键的酶称核酸酶（实质是磷酸二脂。酶）根据对底物的专一性可分为：核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、非特异性核酸酶。根据酶的作用方式分：内切酶、外切酶。1、 核糖核酸酶只水解RNA磷酸二酯键的酶（Nase）,不同的RNase专一性不同。牛胰核糖核酸酶RNase），作用位点是嘧啶核苷-磷酸与其它核苷酸间的连接键。核糖核酸酶T1（RNaseT）,作用位点是3'-鸟苷酸与其它核苷酸的'-OH间的键。图2、 脱氧核糖核酸酶只能水解DNA磷酸二酯键的酶DNase牛胰脱氧核糖核酸酶DNase）可切割双链和单锚NA。产物是以5'-磷酸为末端的寡核苷酸。牛胰脱氧核糖核酸酶DNasel）,降解产物为3'礪酸为末端的寡核苷酸。限制性核酸内切酶：细菌体内能识别并水解外源DN源的核酸内切酶，产生’-OH和5，-P。图PstI切割后，形成/-OH单链粘性末端。EcoRl切割后，形成JP单链粘性末端。3、 非特异性核酸酶既可水解RNA,又可水解DNA磷酸二酯键的核酸酶。小球菌核酸酶是内切酶，可作用于A或变性的DNA,产生3'-核苷酸或寡核苷酸。蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二脂酶属于外切酶。蛇毒磷酸二酯酶能从NA或DNA链的游离的3'-0H逐个水解，生成'-核苷酸。牛脾磷酸二脂酶从游离的-0H开始逐个水解，生成'核苷酸。二、 核苷酸的降解1、 核苷酸酶（磷酸单脂酶）水解核苷酸，产生核苷和磷酸。非特异性磷酸单酯酶：不论磷酸基在戊糖的3'、5',都能水解下来。特异性磷酸单酯酶：只能水解3'核苷酸或5'核苷酸（3'核苷酸酶、5'核苷酸酶）2、 核苷酶两种：核苷磷酸化酶：广泛存在，反应可逆。。 核苷磷酸化酶核苷+磷酸 碱基+戊糖1磷酸< 核苷水解酶：主要存在于植物、微生物中，只水解核糖核苷，不可逆核苷水解酶核糖核苷+H。 碱基+核糖2 三、 嘌呤碱的分解P301图18-2嘌呤碱的分解）首先在各种脱氨酶的作用下水解脱氨，脱氨反应可发生在嘌呤碱、核苷及核苷酸水平上。P299反应式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、排尿酸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：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呃和CO2排出。！植物分解嘌吟的途径与动物相似，产生各种中间产物（尿囊素、尿囊酸、N尿素、微生物分解嘌吟类物质，生成h3、co2及有机酸（甲酸、乙酸、乳酸、等）四、 嘧啶碱的分解P302图18-3嘧啶碱的分解人和某些动物体内脱氨基过程有的发生在核苷或核苷酸上、脱J下可进一步转化成尿素排出。第二节嘌吟核苷酸的合成一、 从头合成由5'礪酸核糖1-焦磷酸5'-PRPP）开始，先合成次黄嘌吟核苷酸，然后由次黄嘌吟核苷酸）（转化为腺嘌吟核苷酸和鸟嘌吟核苷酸、嘌吟环合成的前体：02、甲酸盐、Gln、Asp、GlyP303图18-4嘌吟环的元素来源及掺入顺序Gln提供叫N9Gly：C4、C5、N7甲川FHFAC8D.Gin提供-NH2：N3闭环ECO2：C6F.Asp提供-NH2：N1G10-甲酰THFAC21、次黄嘌吟核苷酸的合成IMP） P306图18-5磷酸核糖焦磷酸激酶5磺酸核糖+ATP ►5'-PRPP+AMP（1）、{磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶（转氨）（2）、5磺酸核糖焦磷酸+Ginf5磺酸核糖胺+Glu+ppi使原来a-构型的核糖转化成B构型（3） 、甘氨酰胺核苷酸合成酶5磺酸核糖胺Gly+APf甘氨酰胺核昔酸ADP+Pi（4） 、甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶甘氨酰胺核昔酸+N5N10-甲川FH4+H2Of甲酰甘氨酰胺核昔酸+FH4甲川基可由甲酸或氨基酸供给。（5） 、甲酰甘氨脒核苷酸合成酶甲酰甘氨酰胺核苷酸+Gln+ATP+H2Of甲酰甘氨脒核苷酸+Glu+ADP+pi|此步反应受重氮丝氨酸和重氮5-氧-正亮氨酸不可逆抑制，这两种抗菌素与有类似结构。P304结构式：重氮丝氨酸、6-重氮-5-氧-正亮氨酸（6） 、氨基咪唑核苷酸合成酶甲酰甘氨脒核苷酸+ATPf5-氨基咪唑核苷酸+ADP+Pi（1）~（5）第一阶段，合成第一个环（7）、氨基咪唑核苷酸羧化酶5-氨基咪唑核昔酸C02f5-氨基咪唑4羧酸核昔酸8）、氨基咪唑琥珀基氨甲酰核苷酸合成酶5-氨基咪唑4羧酸核苷酸Asp+ATP—5-氨基咪唑4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸（9） 、腺苷酸琥珀酸裂解酶5-氨基咪唑4-（N-琥珀基）氨甲酰核苷酸*5-氨基咪唑4氨甲酰核苷酸延胡索酸（10） 、氨基咪唑氨甲酰核苷酸转甲酰基酶5-氨基咪唑4氨甲酰核苷酸N10■甲酰FH4—5-甲酰胺基咪哋氮甲酰核苷酸FH4（11） 、次黄嘌呤核苷酸环水解酶5-甲酰胺基咪唑4氨甲酰核苷酸一次黄嘌吟核苷酸H20总反应式：5磺酸核糖+Cq+甲川THFA+甲酰THFA+2Gln+Gly+Asp+T5A—IMP+2THFA+2Glu延+胡索酸+4ADP+1AMP+4Pi+PPi2、腺嘌吟核昔酸的合成（MP） P306图18-53、腺苷酸琥珀酸合成酶IMP+Asp+GTP ►腺苷酸琥珀酸+GDP+Pij 腺苷酸琥珀酸裂解酶AMP+延胡索酸（从头合成:CO2、2个甲酸盐、2个Gln、1个Gly、（1+1）个Asp＞（6+1）个ATP,产生2个Glu、（1+1）个延胡索酸。Asp的结构类似物羽田杀菌素，可强烈抑制腺苷酸琥珀酸合成酶的活性A阻」生成。羽田杀菌素：N羟基N-甲酰^Gly（P307）4、鸟嘌吟核昔酸的合成（P307结构式）IMP脱氢酶IMP+NAD+H20 *{GMP合成酶>GMP+Glu+AMP+PPi黄嘌吟核苷酸+Gln（或NH>GMP+Glu+AMP+PPi5、,AMP、GMP生物合成的调节P309图18-66、5磺酸核糖焦磷酸转酰胺酶是关键酶，可被终产物P、GMP反馈抑制。AMP过量可反馈抑制自身的合成。GMP过量可反馈抑制自身的合成。7、药物对嘌呤核苷酸合成的影响筛选抗肿瘤药物，肿瘤细胞核酸合成速度快，药物能抑制。羽田杀菌素与Asp竞争腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黄嘌吟核苷酸转化Mfc重氮乙酰丝氨酸6-重氮5-氧正亮氨酸，是iln的结构类似物，抑制In参与的反应。氨基蝶吟、氨甲蝶吟结构P314叶酸的结构类似物，能与二氢叶酸还原酶发生不可逆结合，F阻的生成，从而抑制H4参与的各种一碳单位转移反应。二、 补救途径利用已有的碱基和核苷合成核苷酸1、 磷酸核糖转移酶途径（重要途径）嘌吟碱和5-PRPP在特异的磷酸核糖转移酶的作用下生成嘌吟核苷酸（嘌吟核苷+磷酸 嘌吟碱+戊糖4磷酸= 腺嘌吟磷酸核糖转移酶腺嘌吟+5-PRPP ►AMP+PPi】次黄嘌吟：鸟嘌吟磷酸核糖转移酶次黄嘌吟（鸟嘌吟）+5-PRPP ►IMP（GMP） +PPi2、 核苷激酶途径（但在生物体内只发现有腺苷激酶）腺嘌吟在核苷磷酸化酶作用下转化为腺嘌吟核苷，后者在核苷磷酸激酶的作ATP反应，生成腺嘌呤核苷酸。核苷磷酸化酶\ 核苷+Pi\腺苷激酶（腺苷+ATP 腺苷酸+ADP< 嘌吟核苷酸的从头合成与补救途径之间存在平L衡。h-Nyan综合症就是由于次黄嘌吟：鸟嘌吟磷酸核糖转移酶缺陷,AMP合成增加，大量积累尿酸，肾结石和痛风。第三节嘧啶核苷酸的合成、从头合成与嘌吟核苷酸合成不同，在合成嘧啶核苷酸时，首先合成嘧啶环，再与磷酸核糖结合，生成尿嘧啶核苷酸，最后由尿嘧啶核苷酸转化为胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。合成前体：氨甲酰磷酸Asp（P309图18-7嘧啶环的元素来源）1、尿嘧啶核苷酸的合成P310图18-8氨甲酰磷酸的合成氨甲酰磷酸合成酶 氨甲酰磷酸+Glu+2ADP+Pi1）天冬氨酸转氨甲酰酶氨甲酰磷酸+Asp氨甲酰磷酸+Asp天冬氨酸转氨甲酰酶2）二氢乳清酸酶氨甲酰天冬氨酸 二氢乳清酸+h2o二氢乳清酸脱氢酶（辅基FARFMN）

二氢乳清酸+NAD+>乳L清酸+NADH+H5）乳清苷酸焦磷酸化酶乳清苷酸焦磷酸化酶Mg2+乳清苷酸+PPi6二氢乳清酸+NAD+>乳L清酸+NADH+H5）乳清苷酸焦磷酸化酶乳清苷酸焦磷酸化酶Mg2+乳清苷酸+PPi6）乳清苷酸脱羧酶乳清苷酸乳清苷酸脱羧酶•UMP+CO24 22、胞嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷三磷酸可直接与H3（细菌）或^ln（植物）反应，生成胞嘧啶核苷三磷酸。尿嘧啶核苷酸激酶Mg2+UMP+ATPUDP+ADPUDP+ATP核苷二磷酸激酶Mg2+ ►UTP+ADPUTP+Gln(NH4+)+ATP+HOCTP合成酶3、 嘧啶核苷酸生物合成的调节（大肠杆菌）P311图18-9大肠杆菌嘧啶核苷酸生物合成的调节氨甲酰磷酸合成酶：受UMP反馈抑制天冬氨酸转氨甲酰酶：STP反馈抑制CTP合成酶： 受CTP反馈抑制4、 药物对嘧啶核苷酸合成的影响有多种嘧啶类似物可抑制嘧啶核苷酸的合成。5-氟尿嘧啶抑制胸腺嘧啶脱氧核苷酸的合成。5-氟尿嘧啶在人体内转变成相应的核苷酸，再转变成脱氧核苷酸，可抑制脱氧胸腺嘧啶核酸合成酶，干扰尿嘧啶脱氧核苷酸经甲基化生成脱氧胸苷的过程A合成受阻。二、补救途径（1）嘧啶核苷激酶途径（重要途径）嘧啶碱与1磷酸核糖生成嘧啶核苷，然后由尿苷激酶催化尿苷和胞苷形成和CMP。核苷磷酸化酶嘧啶碱+1磺酸核糖 嘧啶核苷+Pi< 尿苷激酶侗g2+尿苷（胞苷）+ATP UMP（CMP）+ADP （2） 磷酸核糖转移酶途径（胞嘧啶不行）尿嘧啶+5-PRPP尿嘧啶磷酸核糖转移酶UMP+PPi第四节脱氧核苷酸的合成脱氧核糖核苷酸是由相应的核糖核苷酸衍生而来的。（1） 腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶核糖核苷酸经还原，将核糖第二位碳原子的氧脱去，即成为相应的脱氧核糖核苷酸。|（2） 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸：先由尿嘧啶核糖核苷酸还原形成尿嘧啶脱氧核糖核苷酸，然后尿嘧啶再经甲基化转变成胸腺嘧啶。一、核糖核苷酸的还原ADP、GDP、CDP、UDP均可分别被还原成相应的脱氧核糖核苷酸：P、dGDP、dCDP、dUDP等，其中dUDP甲基化，生成TDP。还原反应一般在核苷二磷酸NDP）水平上进行,ATP、dATP、dTTP、dGTP是还原酶的变构效应物，个别微生物（赖氏乳菌杆菌）在核苷三磷酸水平上还NTP）。

1、核苷酸还原酶系P312图示由硫氧还蛋白、硫氧还蛋白还原酶和核苷酸还原酶b2）三部分组成。B］、B2亚基结合后，才具有催化活性。B］上的巯基和B2上的酪氨酸残基是活性中心的催化基因。另外核苷酸还原酶所需的还原当量还可来自谷胱甘肽。图硫氧还蛋白-SH硫氧还蛋白还原酶、辅IFAd谷胱甘肽氧还蛋白（酶）谷胱甘肽还原酶-SH核苷酸还原酶RR）-SH2、 核苷酸还原酶结构模型及催化机理（1）、结构模型图【B1亚基上有两个调节部位，一个影响整个酶的活性（一级调节，部另位一）个调节对底物的专一性（底物结合部位）一级调节部位:ATP是生物合成的信号分子，而TP是核苷酸被还原的信号。底物调节部位:.①与ATP结合，可促进嘧啶类的JDP、CDP还原成dUDP、dCDP；②与dTTP或dGTP结合，可促使3DP（ADP）还原成dGDP（dADP）（2）、催化机理自由基催化转换模型。3、 脱氧核苷酸的补救（脱氧核苷激酶途径）脱氧核苷酸也能利用已有的碱基或核苷进行（合补成救途径，）但只有脱氧核苷激酶途径不，存在类似的磷酸核糖转移酶途径核苷磷酸化酶-碱基+脱氧核糖1磷酸 脱氧核苷+磷酸 脱氧核苷 ATP脱氧核苷激酶脱氧核苷 ATP脱氧核苷激酶脱氧核苷酸+ADP二、胸腺嘧啶脱氧核苷酸的合成由尿嘧啶脱氧核苷酸dUMP）经甲基化生成。Ser提供甲基，NADPH提供