生物化學(xué)核酸酶促降解和核苷酸代謝課件

1、11第十章 核酸酶促降解與核苷酸代謝 核酸怎樣分解成核苷酸 核苷酸又怎樣進(jìn)一步分解 生物怎樣合成核苷酸 主要內(nèi)容22核酸中的含氮堿基3 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、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，少部分可再利 用，合成核苷酸。 人和動(dòng)物所需的核酸無(wú)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)，核酸就能在體內(nèi)正常合成。第一節(jié) 核酸的酶促降解44 一、核酸酶二、限制性內(nèi)切酶 核酸酶 核苷酸酶 核苷磷酸化酶 核酸 核苷酸 核苷 堿基+戊糖-1-P磷酸第一節(jié) 核酸酶和核酸的降解 66核 酸 酶(磷

2、酸二酯酶） 1、核酸酶的分類（1）根據(jù)對(duì)底物的 專一性分為（2）根據(jù)切割位點(diǎn)分為核糖核酸酶(RNase)脫氧核糖核酸酶(DNase)非特異性核酸酶核酸內(nèi)切酶核酸外切酶7外切核酸酶對(duì)核酸的水解位點(diǎn)5 p p p pOHB p p p p3BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶（ 5端外切5得3）蛇毒磷酸二酯酶（ 3端外切3得5）9910限制性內(nèi)切酶的命名和意義Eco R I序號(hào)屬名種名株名例：Eco R I，這是從大腸桿菌（E.coli）R菌珠中分離出的一種限制性內(nèi)切酶限制酶的命名：E.coR I第一位： 屬名E（大寫）第二、三位：種名的頭兩個(gè)字母小寫co第四位： 菌株R第五位： 從該細(xì)菌中分離出來(lái)的這一

3、類酶的編號(hào)1111酶辨認(rèn)的序列和切口說明 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，平端切口六核苷酸，平端切口六核苷酸，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，粘端切口常用的DNA限制性內(nèi)切酶的專一性1

4、2 限制性內(nèi)切酶是分析染色體結(jié)構(gòu)、制作DNA限制圖譜、進(jìn)行DNA序列測(cè)定和基因分離、基因體外重組等研究中不可缺少的工具，是一把天賜的神刀，用來(lái)解剖纖細(xì)的DNA分子。1313第二節(jié) 核苷酸的降解二、嘧啶的降解一、嘌呤的降解 核苷酸酶 核苷磷酸化酶核苷酸 核苷 堿基+（脫氧）戊糖-1-P磷酸1414核苷酸的降解過程16嘌呤的分解1717 尿酸是嘌呤核苷酸在人體內(nèi)分解代謝的終產(chǎn)物。 痛風(fēng)癥患者由于體內(nèi)嘌呤核苷酸分解代謝異常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸鈉晶體沉積于軟骨、關(guān)節(jié)、軟組織及腎臟，臨床上表現(xiàn)為皮下結(jié)節(jié)，關(guān)節(jié)疼痛等。 19嘧啶的分解2020第二節(jié) 核苷酸的生物合成代謝 21一、核糖核苷酸的生物

5、合成1、嘌呤核苷酸的生物合成(1) 從頭合成途徑(2) 補(bǔ)救途徑2、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221、嘌呤核苷酸的生物合成(1) 從頭合成途徑由5-磷酸核糖-1-焦磷酸（5-PRPP）開始，先合成次黃嘌呤核苷酸，然后由次黃嘌呤核苷酸（IMP）轉(zhuǎn)化為腺嘌呤核苷酸和鳥嘌呤核苷酸。嘌呤環(huán)合成的前體：CO2 、甲酸鹽、Gln、Asp、Gly嘌呤環(huán)的元素來(lái)源及摻入順序A. Gln提供-NH2：N 9B. Gly：C4、C5、N7C. 5.10-甲川FHFA：C8D. Gln提供-NH2：N3閉環(huán)E CO2：C 6F. Asp提供-NH2：N 1G 10-甲酰THFA：C

6、 2 23來(lái)自谷氨酰胺的酰胺氮來(lái)自“甲酸鹽”來(lái)自天冬氨酸來(lái)自甘氨酸來(lái)自CO2來(lái)自“甲酸鹽”24 IMP合成概況： R-5-P5-氨基咪唑核苷酸，形成了咪唑環(huán)，第一階段: 5-氨基咪唑核苷酸IMP，在5-氨基咪唑核苷酸分子上形成另一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)（嘧啶環(huán)），形成IMP。 第二階段:26IMP轉(zhuǎn)變?yōu)镚MP和AMP27（2）補(bǔ)救途徑（salvage pathway） 利用已有的堿基和核苷合成核苷酸 磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑（重要途徑）嘌呤堿和5-PRPP在特異的磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的作用下生成嘌呤核苷酸 phosphoribosyl transferase 29核苷激酶途徑腺嘌呤在核苷磷酸化酶作用下轉(zhuǎn)化為腺嘌呤核苷

7、，后者在核苷磷酸激酶的作用下與ATP反應(yīng)，生成腺嘌呤核苷酸。 堿基 + 核糖-1-磷酸核苷磷酸化酶核苷 + Pi腺苷 + ATP腺苷激酶腺苷酸 + ADP30節(jié)約能量和一些氨基酸的消耗。有些組織（如腦、骨髓）不能從頭合成嘌呤核苷酸，只能進(jìn)行嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成。HGPRT完全缺失的患兒，表現(xiàn)為自毀容貌綜合癥。嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成的生理意義31先合成嘧啶環(huán)，然后再和PRPP作用形成核苷酸。 相同處：都有從頭合成途徑和補(bǔ)救途徑。 UMP CMPTMP與嘌呤核苷酸合成的顯著不同處：2 嘧啶核苷酸的生物合成 32嘧啶環(huán)上各原子的來(lái)源 天冬氨酸CO2NH3NNCCCC654321H2N-CO-P氨甲酰磷酸

8、合成前體：氨甲酰磷酸、Asp 33（1） 尿苷酸（UMP）的合成： 從頭合成途徑（De novo synthesis） 第一階段：合成氨甲酰磷酸 第二階段: 嘧啶核的形成第三階段：形成尿苷酸, 34尿嘧啶核苷酸合成途徑35 補(bǔ)救途徑（salvage pathway） 尿苷磷酸化酶UraR-1-PPiU（尿苷）尿苷激酶UMPATPADP 尿嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶 UraPRPPPPi36嘧啶核苷酸補(bǔ)救合成途徑尿嘧啶+PRPP尿嘧啶+1-P-核糖尿嘧啶核苷+ATPUMP+PPi尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP37（2） 胞苷酸（CMP）的合成UMP CMP + NH338補(bǔ)救途徑 Cyt + PRPP

9、CMP + PPi 胞苷激酶CMPCATPADP (胞苷)39（3） 脫氧核苷酸的合成 核苷二磷酸的還原 40核糖核苷酸的還原反應(yīng)硫氧還蛋白核糖核酸還原酶系硫氧還蛋白還原酶核糖核苷酸還原酶核苷二磷酸還原酶NADP+NADPH+H+硫氧還蛋白還原酶FADATP 、Mg2+硫氧還蛋白（還原型）SHSH硫氧還蛋白（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+ H2O脫氧核糖核苷二磷酸41 脫氧胸苷酸（dTMP）的合成 UMPdTMP 要解決二個(gè)問題: 糖基的脫氧 堿基的甲基化，先脫氧后甲基化，高等動(dòng)物中 在DP水平上脫氧，在MP水平上甲基化 UMP UDP dUDP

10、 dUMP dTMP -(O)+ CH342核苷酸的合成及相互關(guān)系43433、嘌呤核苷酸合成代謝的調(diào)節(jié)4444核苷酸合成抑制劑4545甘氨酸谷氨酰胺酰胺基甲酸鹽CO2甲酸鹽天冬氨酸4646氨甲酰磷酸天冬氨酸一、選擇題1、嘌呤環(huán)中第4位和第5位碳原子來(lái)自下列哪種化合物？（ ） A、甘氨酸 B、天冬氨酸 C、丙氨酸 D、谷氨酸 2、嘌呤核苷酸的嘌呤核上第1位N原子來(lái)自（ ） A、Gly B、Gln C、ASP D、甲酸 3、dTMP合成的直接前體是：（ ）A dUMP B、TMP C、TDP D、dUDP二、名詞解釋核苷酸的從頭合成和補(bǔ)救途徑 4748核苷酸代謝1嘌呤核苷酸從頭合成時(shí)首先合成的前體

11、是（ ）A.CMP B.AMP C.IMPD.XMP E.ADP2下列關(guān)于嘌呤核甘酸從頭合成的敘述哪項(xiàng)是正確的（ ）A.嘌呤環(huán)的氨原子于均來(lái)自氨基酸的氨基B.合成過程中不會(huì)產(chǎn)生自由嘌呤堿C.氨基甲酰磷酸為嘌呤環(huán)提供氨甲酰基D.由IMP合成AMP和GMP均由ATP供能E.次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶催化IMP轉(zhuǎn)變成CMP48493人體內(nèi)嘌呤苷酸分解代謝的主要終產(chǎn)物是（ ）A.尿素 B.肌酸 C.肌酸肝D.尿酸 E.-丙氨酸4最直接聯(lián)系核苷酸合成與糖代謝的物質(zhì)是（ ）A .葡萄糖 B.6-磷酸葡萄糖 C.1-磷葡萄糖 D.1.6-二磷酸果糖 E.5-磷酸核糖5嘧啶環(huán)中的兩個(gè)氮原子來(lái)自（ ）A.谷氨

12、酰胺和氨 B.谷氨酰胺和天冬酰胺C.谷氨胺和谷氨酸 D.谷氨酸和氨基甲酰磷酸E.天冬氨酸和氨基甲酰磷酸49506下列哪種物質(zhì)不是嘌呤核苷從頭合成的直接原料（ ）A.甘氨酸 B.天冬氨酸 C.谷氨酸D.CO2 E.一碳單位7HGPRT（次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶）參與下哪種反應(yīng)（ ）A.嘌呤核苷酸從頭合成 B.嘧啶核苷酸從頭合成C.嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成 D.嘧啶按苷酸補(bǔ)救合成E.嘌呤核苷酸分解代謝8嘧啶核苷酸合成中，生成氨基甲酰磷酸的部位是（ ）A.線粒體 B.微粒體 C.胞漿D.溶酶體 E.細(xì)胞核50519能在全內(nèi)分解產(chǎn)生-氨基異丁酸的核苷酸是（ ）A.CMP B.AMP C.TMPD.UMP E.IMP10嘧啶核苷酸從頭合成的特點(diǎn)是（ ）A.在5-磷酸核糖上合成堿基 B.由FH4提供一碳單位C.先合成氨基甲酰磷酸 D.甘氨酸完整地參入11. 下列哪種物質(zhì)的合成需要谷氨酰胺分子上的酰胺基（ ）A.TMP上的兩個(gè)氮原子 B.嘌呤環(huán)上的兩個(gè)氮原子C.UMP上的兩個(gè)氮原子 D.嘧啶環(huán)上的兩個(gè)氮原子E.腺嘌呤上的氨基51521下列哪些情況可能與痛風(fēng)癥的產(chǎn)生有關(guān)（ ）A.嘌呤核苷酸分解增加 B.嘧啶核苷酸合成增加 C.尿酸生成過多 D.尿酸排泄障礙 E.以上說法均正確2嘌呤核苷酸合成和嘧核苷酸合成共同需要的物質(zhì)是（ ）A.延胡索酸