核酸的降解和核苷酸代謝課件

第33章

核酸降解和核苷酸代謝回顧：核苷酸的生物學(xué)功能核苷酸是核酸生物合成的前體。核苷酸衍生物是許多生物合成的活性中間物。UDP-葡萄糖和CDP-二脂酰甘油分別是糖原和磷酸甘油酯合成的中間物。ATP是生物能量代謝中通用的高能化合物。腺苷酸是輔酶(NAD、NADP、FAD和CoA)的組分。某些核苷酸是代謝的調(diào)節(jié)物質(zhì):cAMP和cGMP是許多激素引起生理反應(yīng)的中間介質(zhì)。核酸核苷酸

核苷+Pi堿基+戊糖-1-P1核酸的分解代謝1.1核酸的降解核酸酶（磷酸二酯酶）核糖核酸酶(Rnase)脫氧核糖核酸酶(Dnase)根據(jù)底物根據(jù)切割部位核酸內(nèi)切酶核酸外切酶1.2核苷酸的降解核苷酸酶（磷酸單酯酶）(2′-AMP)(3′-AMP)(5′-AMP)非專(zhuān)一性專(zhuān)一性:3ˊ-核苷酸酶,5ˊ-核苷酸酶1.3核苷的分解代謝核苷+Pi

核苷磷酸化酶堿基+戊糖-1-P核苷+H2O

核苷水解酶堿基+戊糖只對(duì)植物和微生物核糖核苷作用許多動(dòng)物:含有腺嘌呤酶和鳥(niǎo)嘌呤酶，腺嘌呤→次黃嘌呤;鳥(niǎo)嘌呤→黃嘌呤。人和大鼠:不含腺嘌呤酶腺苷酸→次黃嘌呤核苷酸→次黃嘌呤腺苷→次黃嘌呤核苷→次黃嘌呤黃嘌呤氧化酶痛風(fēng)癥的治療機(jī)制別嘌呤醇次黃嘌呤痛風(fēng)由于尿酸的過(guò)量積累而引起自殺作用物：別嘌呤醇的結(jié)構(gòu)與次黃嘌呤很相似，可被黃嘌呤氧化酶氧化成別黃嘌呤，它與酶活性中心的Mo（Ⅳ）牢固結(jié)合，從而使Mo（Ⅳ）不易轉(zhuǎn)變成Mo（Ⅵ）。它對(duì)黃嘌呤氧化酶由很強(qiáng)的抑制作用。這種底物類(lèi)似物經(jīng)酶作用后成為酶的滅活物，稱(chēng)為自殺作用物。Elian和Hitchings獲1988年諾貝爾獎(jiǎng)。1.5嘧啶堿的分解代謝胞嘧啶NH3尿嘧啶二氫尿嘧啶H2OCO2+NH3β-丙氨酸胸腺嘧啶β-脲基異丁酸β-氨基異丁酸H2O丙二酸單酰CoA乙酰CoATCA肝尿素甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰CoATCA糖異生2核苷酸的生物合成2.1核糖核苷酸的生物合成

從頭合成(denovosynthesis):生物體內(nèi)用簡(jiǎn)單的前體物質(zhì)（如氨基酸）合成生物分子的途徑。部位:肝臟⑴嘌呤核糖核苷酸的生物合成GMPAMP嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)嘌呤環(huán)的元素來(lái)源:從頭合成途徑合成原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、一碳基團(tuán)、

CO2、磷酸核糖。場(chǎng)所：肝臟的胞液主要途徑從5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）開(kāi)始分為兩個(gè)階段：⑴次黃嘌呤核苷酸（IMP）的合成

⑵AMP和GMP的合成共十一步反應(yīng)①I(mǎi)MP的合成過(guò)程H2O合成酶轉(zhuǎn)甲?；负铣擅负铣擅?-磷酸核糖胺5-磷酸核糖5-磷酸核糖焦磷酸嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)酰胺酶補(bǔ)救合成途徑腺嘌呤+

PRPPAMP+PPi腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶次黃嘌呤+PRPPIMP+PPi次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶鳥(niǎo)嘌呤+PRPPGMP+PPi次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP堿基+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謝從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑從頭合成途徑嘧啶環(huán)合成的元素來(lái)源：氨甲酰磷酸天冬氨酸部位：主要是肝細(xì)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環(huán)→與磷酸核糖相連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（動(dòng)物）主要控制點(diǎn)激活：ATP、PRPP抑制：高濃度的嘧啶核苷酸產(chǎn)物（UTP、CTP）氨甲酰磷酸合成酶II氨甲酰磷酸天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶氨甲酰天冬氨酸二氫乳清酸酶二氫乳清酸乳清酸焦磷酸化酶脫氫酶脫羧酶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嘧啶核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)--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天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶CTP合成酶-補(bǔ)救合成途徑尿嘧啶+

PRPP尿嘧啶核苷酸+PPiUMP磷酸核糖轉(zhuǎn)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脫氧核糖核苷酸的生物合成1.核糖核苷酸的還原在核苷二磷酸水平上進(jìn)行ATP+NMPADP+

NDP核苷一磷酸激酶N：A、G、C、U核糖核苷酸還原酶XDP+YTPXTP+YDP核苷二磷酸激酶還原的酶系：核糖核苷酸還原酶硫氧化還原蛋白硫氧化還原蛋白還原酶氫來(lái)自于NADPH，類(lèi)似電子傳遞鏈的途徑傳遞給核糖。

硫氧化還原蛋白還原酶硫氧化還原蛋白核糖核苷還原酶谷氧化還原蛋白還原酶谷氧化還原蛋白核糖核苷還原酶2.胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）的生成：經(jīng)dUMP甲基化而形成胸腺嘧啶核苷酸合酶dUMPdTMPN5,N10-亞甲基四氫葉酸二氫葉酸FH2還原酶FH4NADP+NADPH+H+葉酸的結(jié)構(gòu)類(lèi)似物（氨基蝶呤、氨甲蝶呤）能與二氫葉酸還原酶發(fā)生不可逆結(jié)合，阻止四氫葉酸的生成，從而抑制了它參與的各種一碳單位的轉(zhuǎn)移反應(yīng)。氨甲蝶呤是一類(lèi)重要的抗腫瘤藥物，能抑制腫瘤細(xì)胞核酸的合成，但對(duì)正常細(xì)胞亦有影響，故毒性較大，限制了在臨床上的應(yīng)用。5－磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺轉(zhuǎn)酰胺酶IMPAMPGMPGDPGTPATPADPdGDPdADPdGTPdATP嘌呤核苷酸的合成代謝總結(jié)嘧啶核苷酸的合成代謝總結(jié)ATP+CO2+谷氨酰胺氨甲酰