核酸的降解和核苷酸代謝-4

1、 食物中的核酸，經(jīng)腸道酶系降解成各種核苷酸，食物中的核酸，經(jīng)腸道酶系降解成各種核苷酸，再在相關(guān)酶作用下，分解產(chǎn)生嘌呤、嘧啶、核糖、再在相關(guān)酶作用下，分解產(chǎn)生嘌呤、嘧啶、核糖、脫氧核糖和磷酸，然后被吸收。脫氧核糖和磷酸，然后被吸收。 吸收到體內(nèi)的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部吸收到體內(nèi)的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部分可再利用，合成核苷酸。分可再利用，合成核苷酸。 人和動物所需的核酸無須直接依賴于食物，只要人和動物所需的核酸無須直接依賴于食物，只要食物中有足夠的磷酸鹽、糖和蛋白質(zhì)，核酸就能在食物中有足夠的磷酸鹽、糖和蛋白質(zhì)，核酸就能在體內(nèi)正常合成。體內(nèi)正常合成。 核酸酶核酸酶 核苷酸酶核苷酸酶核

2、酸核酸 核苷酸核苷酸 核苷核苷+磷酸磷酸核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶堿基堿基+戊糖戊糖-1-P堿基堿基+戊糖戊糖核苷水解酶核苷水解酶外切核酸酶對核酸的水解位點外切核酸酶對核酸的水解位點5 p p p pOHB p p p p3 BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶（ 5 5 端外切端外切5 5得得3 3）蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶（ 3 3 端外切端外切3 3得得5 5）內(nèi)切核酸酶對內(nèi)切核酸酶對RNA的水解位點示意圖的水解位點示意圖5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACU p p pGA3 RNase IRNase IRNase T1RNase T1Pu ：嘌呤：嘌呤

3、Py：嘧啶：嘧啶 常用的常用的DNA限制性內(nèi)切酶的專一性限制性內(nèi)切酶的專一性酶酶辨認(rèn)的序列和切口辨認(rèn)的序列和切口說明說明 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 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，平端切口四核苷酸，平端切口六核苷酸，平端切口六核苷酸，平端切口六核苷酸

4、，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 核苷酸核苷酸 核苷核苷+磷酸磷酸核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶堿基堿基+（脫氧）戊糖（脫氧）戊糖-1-P堿基堿基+戊糖戊糖核苷水解酶核苷水解酶核苷酸酶核苷酸酶嘌呤終產(chǎn)物嘌呤終產(chǎn)物Guanine deaminase 不同種類的生物分解嘌呤堿的能力不同，因此，終不同種類的生物分解嘌呤堿的能力不同，因此，終產(chǎn)物也不同。產(chǎn)物也不同。排尿酸動物：靈長類、鳥類、昆蟲、一些爬蟲類排尿酸動物：靈長類、鳥類、昆蟲、一些爬蟲類排尿囊素動物：哺乳動物

5、（靈長類除外）、腹足類排尿囊素動物：哺乳動物（靈長類除外）、腹足類排尿囊酸動物：一些硬骨魚類排尿囊酸動物：一些硬骨魚類排尿素動物：大多數(shù)魚類、兩棲類排尿素動物：大多數(shù)魚類、兩棲類 某些低等動物能將尿素進(jìn)一步分解成某些低等動物能將尿素進(jìn)一步分解成NH3和和CO2排排出。出。 植物分解嘌呤的途徑與動物相似，產(chǎn)生各種中間產(chǎn)植物分解嘌呤的途徑與動物相似，產(chǎn)生各種中間產(chǎn)物（尿囊素、尿囊酸、尿素、物（尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）。）。 微生物分解嘌呤類物質(zhì)，生成微生物分解嘌呤類物質(zhì)，生成NH3、CO2及有機(jī)酸及有機(jī)酸（甲酸、乙酸、乳酸等）。（甲酸、乙酸、乳酸等）。嘧嘧啶啶的的分分解解二氫尿嘧啶脫氫酶二氫

6、尿嘧啶脫氫酶脲基丙酸酶脲基丙酸酶二氫嘧啶酶二氫嘧啶酶第三節(jié) 核苷酸的合成代謝一、核糖核苷酸的生物合成二、脫氧核糖核苷酸的生物合成三、單核苷酸轉(zhuǎn)變成核苷二磷酸和核苷 三磷酸（自學(xué)）四、各種核苷酸的相互轉(zhuǎn)變1 1、嘌呤核苷酸的生物合成、嘌呤核苷酸的生物合成(1) 從頭合成途徑(2) 補(bǔ)救途徑2 2、嘧啶核苷酸的生物合成、嘧啶核苷酸的生物合成(1) 從頭合成途徑(2) 補(bǔ)救合成途徑補(bǔ)救合成途徑(3) 藥物對嘌呤核苷酸合成的影響 藥物對嘌呤核苷酸合成的影響藥物對嘌呤核苷酸合成的影響 羽田殺菌素羽田殺菌素 與與Asp競爭腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黃嘌呤核苷酸轉(zhuǎn)競爭腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黃嘌呤核苷酸轉(zhuǎn)

7、化成化成AMP。 Gln的結(jié)構(gòu)類似物的結(jié)構(gòu)類似物 重氮乙酰絲氨酸、重氮乙酰絲氨酸、6-重氮重氮-5-氧正亮氨酸，是氧正亮氨酸，是Gln的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類似物，抑制類似物，抑制Gln參與的反應(yīng)。參與的反應(yīng)。 葉酸的結(jié)構(gòu)類似物，能與二氫葉酸還原酶發(fā)生不可逆結(jié)葉酸的結(jié)構(gòu)類似物，能與二氫葉酸還原酶發(fā)生不可逆結(jié)合，阻止合，阻止FH4的生成，從而抑制的生成，從而抑制FH4參與的各種一碳單位轉(zhuǎn)參與的各種一碳單位轉(zhuǎn)移反應(yīng)。氨基蝶呤、氨甲基蝶呤等與葉酸結(jié)構(gòu)相似，能抑制移反應(yīng)。氨基蝶呤、氨甲基蝶呤等與葉酸結(jié)構(gòu)相似，能抑制有葉酸衍生物參加的反應(yīng)。其中氨基蝶呤在臨床上常用于白有葉酸衍生物參加的反應(yīng)。其中氨基蝶呤在臨床上常

8、用于白血病等癌瘤的治療。血病等癌瘤的治療。葉酸類似物葉酸類似物 5氟尿嘧啶結(jié)構(gòu)與胸腺嘧啶相似，在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氟尿嘧啶結(jié)構(gòu)與胸腺嘧啶相似，在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的核苷一磷酸及核苷三磷酸后，可阻斷核苷一磷酸及核苷三磷酸后，可阻斷TMP的合成，或摻入的合成，或摻入RNA分子破壞其結(jié)構(gòu)與功能。是臨床上使用較多的抗癌藥。分子破壞其結(jié)構(gòu)與功能。是臨床上使用較多的抗癌藥。 此外，某些改變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物，如阿糖胞苷、此外，某些改變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物，如阿糖胞苷、環(huán)胞苷等也是重要的抗癌藥。環(huán)胞苷等也是重要的抗癌藥。嘧啶類似物嘧啶類似物嘌呤環(huán)上各原子的來源嘌呤環(huán)上各原子的來源來自谷氨酰胺的酰胺氮來自谷氨

9、酰胺的酰胺氮來自來自“甲酸鹽甲酸鹽”來自天冬氨酸來自天冬氨酸來自甘氨酸來自甘氨酸來自來自CO2來自來自“甲酸鹽甲酸鹽”5-5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸(PRPP)(PRPP)5-5-磷酸磷酸核糖胺核糖胺甘氨酸甘氨酸甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸5-5-氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-羧酸核苷酸羧酸核苷酸IMP的的 生物合成生物合成5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-琥琥 珀基珀基- -氨甲酰核苷酸氨甲酰核苷酸5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4 - -氨甲酰核苷酸氨甲酰核苷酸5-5-甲酰氨基咪唑甲酰氨

10、基咪唑- -4-4-氨甲酰核苷酸氨甲酰核苷酸次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸（IMPIMP）N N1010- -甲酰甲酰THFATHFA轉(zhuǎn)酰胺酶轉(zhuǎn)酰胺酶合成酶合成酶轉(zhuǎn)甲?；皋D(zhuǎn)甲?；负铣擅负铣擅负铣珊铣擅该隔然隔然负铣擅负铣擅噶呀饷噶呀饷竑umarate轉(zhuǎn)甲?；皋D(zhuǎn)甲?；窷 N1010- -甲酰甲酰THFATHFATHFATHFA合酶合酶IMP轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镚MP和和AMP嘌呤核苷酸合成補(bǔ)救途徑嘌呤核苷酸合成補(bǔ)救途徑嘌呤嘌呤+核糖核糖-1-P嘌呤核苷嘌呤核苷 AMPATP ADP（利用已有的堿基和核苷合成核苷酸）Lesch-NyhanLesch-Nyhan綜合癥綜合癥 嘌呤核苷酸的從頭合嘌呤

11、核苷酸的從頭合成與補(bǔ)救途徑之間存在成與補(bǔ)救途徑之間存在平衡。平衡。Lesch-Nyan綜合綜合癥就是由于次黃嘌呤癥就是由于次黃嘌呤：鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶缺陷，嘌呤核苷酸合成缺陷，嘌呤核苷酸合成增加，大量積累尿酸，增加，大量積累尿酸，導(dǎo)致腎結(jié)石和痛風(fēng)。導(dǎo)致腎結(jié)石和痛風(fēng)。嘧啶核苷酸從頭合成途徑c、UMP轉(zhuǎn)變?yōu)镃TPCTPCTP合成酶合成酶 ATP GlnH2OUMPUDPUTP a、嘧啶環(huán)上原子的來源嘧啶環(huán)上原子的來源b、UMP的從頭合成嘧啶環(huán)上各原子的來源嘧啶環(huán)上各原子的來源 天冬氨酸天冬氨酸CO2NH3NNCCCC654321H2N-CO-P氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸尿嘧啶核苷酸

12、合成途徑尿嘧啶核苷酸合成途徑轉(zhuǎn)氨甲酰酶轉(zhuǎn)氨甲酰酶二氫乳清酸酶二氫乳清酸酶二氫乳清酸脫氫酶二氫乳清酸脫氫酶焦磷酸化酶焦磷酸化酶乳清苷酸脫羧酶乳清苷酸脫羧酶嘧啶核苷酸補(bǔ)救合成途徑嘧啶核苷酸補(bǔ)救合成途徑尿嘧啶尿嘧啶+PRPP尿嘧啶尿嘧啶+1-P-核糖核糖尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATPUMP+PPi（胞苷酸此途徑不可）（胞苷酸此途徑不可）尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP2、胸腺嘧啶核苷酸的合成胸腺嘧啶核苷酸的合成1、核糖核苷酸的還原核糖核苷酸的還原核糖核苷酸的還原反應(yīng)核糖核苷酸的還原反應(yīng)核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶NADP+NADPH+H+硫氧還蛋白硫氧還蛋白還原酶還原酶FADATP 、Mg

13、2+硫氧還蛋白硫氧還蛋白（還原型）（還原型）SHSH硫氧還蛋白硫氧還蛋白（氧化型）（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+ H2O脫氧核糖核苷二磷酸脫氧核糖核苷二磷酸硫氧還蛋白硫氧還蛋白核糖核酸還原酶系核糖核酸還原酶系硫氧還蛋白還原酶硫氧還蛋白還原酶核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸的還原反應(yīng)核糖核苷酸的還原反應(yīng)FAD核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶ATP 、Mg2+硫氧還蛋白硫氧還蛋白SHSH硫氧還蛋白硫氧還蛋白SS硫氧還蛋白硫氧還蛋白還原酶還原酶核糖核苷二磷酸核糖核苷二磷酸+ H2O脫氧核糖核苷二磷酸脫氧核糖核苷二磷酸FADH2谷氧還蛋白谷氧還蛋白SS谷氧還蛋白谷氧還蛋白SHSHNADP+NADPH+H+谷氧還蛋白谷氧還蛋白還原酶還原酶OP-P-CH2NOH OHOP-P-CH2NOH HGSSG2GSH谷胱甘肽谷胱甘肽還原酶還原酶核糖核苷酸還原酶示意圖核糖核苷酸還原酶示意圖底物特異性底物特異性調(diào)節(jié)位點調(diào)節(jié)位點酶酶 活活 性性調(diào)節(jié)位點調(diào)節(jié)位點活性位點活性位點R1亞基