第八章核酸的酶促降解和

1．教學(xué)基本要求：要求學(xué)生掌握核苷酸的生物合成和酶促降解過程。2．教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)核酸的酶促降解一核酸酶二脫氧核糖核酸酶第二節(jié)核苷酸的生物降解一核苷酸的降解二嘌呤的降解三嘧啶的降解第三節(jié)核苷酸的生物合成一核糖核苷酸的合成二脫氧核苷酸的合成3．主要知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)與難點(diǎn)①主要知識(shí)點(diǎn)：核苷酸的生物合成，核苷酸的生物降解。②重點(diǎn)與難點(diǎn)：核苷酸的生物合成，核苷酸的酶促降解。本文檔共106頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分核酸核苷酸磷酸（P）核苷戊糖（R）堿基（B）復(fù)習(xí)：本文檔共106頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分

核糖脫氧核糖254321HOHHHHOCHHOHOOH2OOHHHOCHHOHH12345HH戊糖：本文檔共106頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分嘌呤：嘧啶：腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）

胸腺嘧啶（T）本文檔共106頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分核苷酸：ONNNH2OOCH2POOHHOOHH1'1磷酸脫氧胞苷（dCMP）由磷酸、戊糖和堿基三種成分構(gòu)成的化合物本文檔共106頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分核苷酸的生物功能①合成核酸②是多種生物合成的活性中間物糖原合成，UDP-G磷脂合成，CDP-乙醇胺，CDP-二脂酰甘油。③生物能量的載體ATP、GTP④腺苷酸是三種重要輔酶的組分NAD、FAD、CoA⑤信號(hào)分子cAMP、cGMP本文檔共106頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分第一節(jié)

核酸的酶促降解食物中的核酸，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。本文檔共106頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分核酸的消化與吸收概述食物核蛋白蛋白質(zhì)核酸（RNA及DNA）胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、腸核苷酸酶堿基戊糖核苷酶本文檔共106頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分核酸是核苷酸以3’、5’-磷酸二酯鍵連成的高聚物，核酸分解代謝的第一步就是分解為核苷酸，作用于磷酸二酯鍵的酶稱核酸酶（實(shí)質(zhì)是磷酸二脂酶）。根據(jù)對(duì)底物的專一性可分為：核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶、非特異性核酸酶。根據(jù)酶的作用方式分：內(nèi)切酶、外切酶。

本文檔共106頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分一、核酸酶1、核糖核酸酶只水解RNA磷酸二酯鍵的酶（RNase），不同的RNase專一性不同。例：牛胰核糖核酸酶（RNaseI），作用位點(diǎn)是嘧啶核苷-3’-磷酸與其它核苷酸間的連接鍵。核糖核酸酶T1（RNaseT1），作用位點(diǎn)是3’-鳥苷酸與其它核苷酸的5’-OH間的鍵。

本文檔共106頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分內(nèi)切核酸酶對(duì)RNA的水解位點(diǎn)示意圖5′

p

p

p

pOHPyPuPyPy1′

p

p

pGACU

p

p

pGA3′RNAaseIRNAaseIRNAaseT1RNAaseT1Pu：嘌呤Py：嘧啶

本文檔共106頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分2、非特異性核酸酶既可水解RNA，又可水解DNA磷酸二酯鍵的核酸酶。例：小球菌核酸酶是內(nèi)切酶，可作用于RNA或變性的DNA，產(chǎn)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屬于外切酶。蛇毒磷酸二酯酶能從RNA或DNA鏈的游離的3’-OH逐個(gè)水解，生成5’-核苷酸。牛脾磷酸二酯酶從游離的5’-OH開始逐個(gè)水解，生成3’核苷酸。本文檔共106頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分外切核酸酶對(duì)核酸的水解位點(diǎn)5′

p

p

p

pOHB

p

p

p

p3′BBBBBBB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）本文檔共106頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分二、脫氧核糖核酸酶1、脫氧核糖核酸酶DNase只能水解DNA磷酸二酯鍵的酶。例：牛胰脫氧核糖核酸酶（DNaseI）可切割雙鏈和單鏈DNA，產(chǎn)物是以5’-磷酸為末端的寡核苷酸。牛脾脫氧核糖核酸酶（DNaseII），降解產(chǎn)物為3’-磷酸為末端的寡核苷酸。本文檔共106頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分2、限制性核酸內(nèi)切酶：發(fā)現(xiàn)：1952，SmithHuman用T4phage感染E.coli.提出了限制與修飾現(xiàn)象。細(xì)菌體內(nèi)能識(shí)別并水解外源雙源DNA的核酸內(nèi)切酶，產(chǎn)生3ˊ-OH和5ˊ-P。有序列專一性，無堿基專一性例：EcoRⅠ切割后，形成5ˊ-P單鏈粘性末端。本文檔共106頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分限制性核酸內(nèi)切酶的生物學(xué)功能：（1）識(shí)別雙鏈DNA上的特定位點(diǎn)即“回文結(jié)構(gòu)”（長(zhǎng)度在4——8個(gè)堿基對(duì)范圍內(nèi)，從前往后讀和從后往前讀完全一樣的堿基序列），切割后錯(cuò)開的切口會(huì)產(chǎn)生互補(bǔ)的單鏈末端（粘性末端、平末端）。（2）降解外面侵入的DNA，但不降解自身細(xì)胞的DNA，因?yàn)樽陨鞤NA的酶切位點(diǎn)上經(jīng)甲基化修飾而得到保護(hù)。本文檔共106頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分常用的DNA限制性內(nèi)切酶的專一性酶辨認(rèn)的序列和切口說明‥‥AGCT‥‥‥‥TCGA‥‥‥‥GGATCC‥‥‥‥CCTAGG‥‥‥‥AGATCT‥‥‥‥TCTAGA‥‥‥‥GAATTC‥‥‥‥CTTAAG‥‥‥‥AAGCTT‥‥‥‥TTCGAA‥‥‥‥GTCGAC‥‥‥‥CAGCTG‥‥‥‥CCCGGG‥‥‥‥GGGCCC‥‥BamHIAluIBglIEcoRIHindⅢSalISmaI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，粘端切口本文檔共106頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分限制性內(nèi)切酶的命名和意義EcoRI序號(hào)屬名種名株名例：EcoRI，這是從大腸桿菌（Ecoli）R菌珠中分離出的一種限制性內(nèi)切酶限制性內(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，用來解剖纖細(xì)的DNA分子。本文檔共106頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分限制性核酸內(nèi)切酶的類型首先由M.Meselson和R.Yuan在1968年從大腸桿菌B株和K株分離的。（1）識(shí)別位點(diǎn)序列EcoB：TGA(N)8TGCTEcoK：AAC(N)6GTGC1.I型限制性內(nèi)切酶

如EcoB和EcoK。未甲基化修飾的特異序列。本文檔共106頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分需ATP、Mg2+和SAM（S-腺苷蛋氨酸）。（3）作用機(jī)理在距離特異性識(shí)別位點(diǎn)約1000—1500bp處隨機(jī)切開一條單鏈。Recognizesitecut1-1.5kb（2）切割位點(diǎn)本文檔共106頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分首先由H.O.Smith和K.W.Wilcox在1970年從流感嗜血菌中分離出來。

（1）識(shí)別位點(diǎn)序列未甲基化修飾的雙鏈DNA上的特殊靶序列（多數(shù)是回文序列）。與DNA的來源無關(guān)。2.II類限制性內(nèi)切酶

分離的第一個(gè)酶是HindⅡ本文檔共106頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分EcoRI5’-GAATTC-3’3’-CTTAAG-5’

PstI5’-CTGCAG-3’3’-GACGTC-5’

產(chǎn)生粘性末端EcoRV5’-GATATC-3’

3’-CTATAG-5’

產(chǎn)生平齊末端（2）切割位點(diǎn)切開雙鏈DNA。形成粘性末端（stickyend）或平齊末端（bluntend）。如：識(shí)別位點(diǎn)處。本文檔共106頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（3）粘性末端（stickyends，cohensiveends）含有幾個(gè)核苷酸單鏈的末端。分兩種類型：①5’端凸出（如EcoRI切點(diǎn)）GAATTC

CTTAA

G

GAATTC

CTTAAG5’--3’

3’--5’

5’--3’

3’--5’

本文檔共106頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分CTGCAG

②3’端凸出（如PstI切點(diǎn)）GACGTC

5’--3’

3’--5’

5’--3’

3’--5’

CTGCAG

GACGTC

本文檔共106頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分3.III類限制性內(nèi)切酶

在完全肯定的位點(diǎn)切割DNA，但反應(yīng)需要ATP、Mg2+和SAM（S-腺苷蛋氨酸）。用途不大。EcoP1:AGACCEcoP15:CAGCAG本文檔共106頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分限制性核酸內(nèi)切酶的類型主要特性I型II型III型限制修飾多功能單功能雙功能蛋白結(jié)構(gòu)異源三聚體同源二聚體異源二聚體輔助因子ATPMg2+SAMATPMg2+SAMMg2+識(shí)別序列TGAN8TGCT旋轉(zhuǎn)對(duì)稱序列GAGCCAACN6GTGCCAGCAG切割位點(diǎn)距識(shí)別序列1kb處識(shí)別序列內(nèi)或附近距識(shí)別序列下游隨機(jī)性切割特異性切割24-26bp處本文檔共106頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分第二節(jié)核苷酸的生物降解

本文檔共106頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分核酸核酸酶核苷酸核苷酸酶核苷+磷酸核苷磷酸化酶堿基+戊糖-1-磷酸核酸的分解代謝本文檔共106頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分一、核苷酸的降解1、核苷酸酶（磷酸單脂酶）水解核苷酸，產(chǎn)生核苷和磷酸。非特異性磷酸單酯酶：不論磷酸基在戊糖的2’、3’、5’，都能水解下來。特異性磷酸單酯酶：只能水解3’核苷酸或5’核苷酸（3’核苷酸酶、5’核苷酸酶）。本文檔共106頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分2、核苷酶①

核苷磷酸化酶：廣泛存在，反應(yīng)可逆。核苷+磷酸核苷磷酸化酶堿基+戊糖-1-磷酸本文檔共106頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分②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。核糖核苷+H2O核苷水解酶堿基+核糖本文檔共106頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分核酸核酸酶單核苷酸磷酸單脂酶核苷嘧啶（嘌呤）核糖（脫氧核糖）核苷酶核苷磷酸化酶嘧啶（嘌呤）核糖-1-磷酸脫氧核糖-1-磷酸核糖-5-磷酸磷酸戊糖途徑醛縮酶乙醛甘油醛-3-磷酸本文檔共106頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分二、嘌呤堿的降解首先在各自的脫氨酶的作用下水解脫氨，脫氨反應(yīng)可發(fā)生在嘌呤堿、核苷及核苷酸水平上。本文檔共106頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分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。排尿酸動(dòng)物：靈長(zhǎng)類、鳥類、昆蟲、排尿酸爬蟲類排尿囊素動(dòng)物：哺乳動(dòng)物（靈長(zhǎng)類除外）、腹足類排尿囊酸動(dòng)物：硬骨魚類排尿素動(dòng)物：大多數(shù)魚類、兩棲類某些低等動(dòng)物能將尿素進(jìn)一步分解成NH3和CO2排出。本文檔共106頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分植物分解嘌呤的途徑與動(dòng)物相似，產(chǎn)生各種中間產(chǎn)物（尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）。植物的嘌呤的分解主要是在衰老葉子及儲(chǔ)藏性的胚乳組織內(nèi)，在胚和幼苗內(nèi)不發(fā)生嘌呤的分解。當(dāng)葉子進(jìn)入衰老期，核酸發(fā)生分解，生成的嘌呤堿進(jìn)一步分解為尿囊酸，然后從葉子內(nèi)運(yùn)輸出并儲(chǔ)藏起來，供來年生長(zhǎng)用。這表明植物與動(dòng)物不同，植物有保存并利用同化氮的能力微生物分解嘌呤類物質(zhì)，生成NH3、CO2及有機(jī)酸（甲酸、乙酸、乳酸、等）。本文檔共106頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分痛風(fēng)(Gout)

嘌呤堿分解代謝產(chǎn)生過多的尿酸正常人血漿中尿酸含量為20-60mg/L，超過80mg/L時(shí)，由于其溶解性很差，易形成尿酸鈉結(jié)晶，沉積于男性的關(guān)節(jié)、軟組織、軟骨、腎等部位,導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石以及腎臟疾病，引起疼痛或灼痛,即“痛風(fēng)癥”。攝取大量嘌呤食物或尿酸排泄障礙時(shí)易患痛風(fēng)癥。本文檔共106頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分痛風(fēng)的尿酸鈉晶體本文檔共106頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分三、嘧啶堿的降解人和某些動(dòng)物體內(nèi)脫氨基過程有的發(fā)生在核苷或核苷酸上。脫下的NH3可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成尿素排出。本文檔共106頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分第三節(jié)核苷酸的生物合成核苷酸的合成途徑一般有兩條：1、從頭合成：從最簡(jiǎn)單的原料如CO2、氨基酸、甲酸鹽等開始組裝堿基環(huán)。2、補(bǔ)救途徑：從來自核酸降解的中間產(chǎn)物或外源核苷、堿基直接合成核苷酸，不需組裝堿基環(huán)。本文檔共106頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分

本文檔共106頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分一、核糖核苷酸的合成

（一）

嘌呤核苷酸的合成1、從頭合成由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本文檔共106頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分1）次黃嘌呤核苷酸的合成（IMP）5-磷酸核糖+ATP磷酸核糖焦磷酸激酶5`-PRPP+AMP總反應(yīng)式：5-磷酸核糖+CO2+甲川THFA+甲酰THFA+2Gln+Gly+Asp+5ATP→IMP+2THFA+2Glu+延胡索酸+4ADP+1AMP+4Pi+PPi本文檔共106頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分IMP的合成（1）5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的生成——起始步驟磷酸核糖焦磷酸合成酶催化5-磷酸核糖和ATP生成。本文檔共106頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（2）5-磷酸核糖焦磷酸與谷氨酰胺反應(yīng)生成5-磷酸核糖胺、谷氨酸和無機(jī)焦磷酸。催化此反應(yīng)的酶是磷酸核糖焦磷酸酰胺基轉(zhuǎn)移酶。本文檔共106頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（3）5-磷酸核糖胺在ATP參與下與甘氨酸合成甘氨酰胺核苷酸。催化此反應(yīng)的酶是甘氨酰胺核苷酸合成酶。本文檔共106頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（4）甘胺酰胺核苷酸在甘胺酰胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶作用下生成甲酰甘胺酰胺核苷酸。本文檔共106頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（5）甲酰甘胺酰胺核苷酸與谷氨酰胺、ATP作用，閉環(huán)之前在第3位上加上氮原子。催化此反應(yīng)的酶是甲酰甘氨咪唑核苷酸合成酶。本文檔共106頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（6）閉環(huán)在氨基咪唑核苷酸合成酶作用下生成5-氨基咪唑核苷酸。本文檔共106頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（7）六員環(huán)的合成開始在氨基咪唑核苷酸羧化酶催化下，5-氨基咪唑核苷酸與二氧化碳生成5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸。本文檔共106頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（8）嘌呤環(huán)的第1位氮的固定在氨基咪唑琥珀酸氨甲酰核苷酸合成酶催化下，5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸與天冬氨酸和ATP生成5-氨基咪唑-4-琥珀酸甲酰胺核苷酸。本文檔共106頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（9）脫掉延胡索酸反應(yīng)由腺甘酸裂解酶催化。生成5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸和延胡索酸。本文檔共106頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（10）嘌呤環(huán)上最后的碳原子由甲?；┙o。催化此反應(yīng)的酶是氨基咪唑酰胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶。本文檔共106頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（11）脫水環(huán)化在次黃苷酸環(huán)水解酶作用下脫水環(huán)化生成次黃嘌呤核苷酸（IMP）。本文檔共106頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分2）腺嘌呤核苷酸的合成（AMP）IMP+Asp+GTPAMP+延胡索酸腺苷酸琥珀酸合成酶腺苷酸琥珀酸+GDP+Pi腺苷酸琥珀酸裂解酶本文檔共106頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分3）鳥嘌呤核苷酸的合成IMP+NAD++H2OIMP脫氫酶黃嘌呤核苷酸+NADH+H+黃嘌呤核苷酸+Gln（或NH4+）+ATP+H2OGMP合成酶GMP+Glu+AMP+PPi本文檔共106頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分4）AMP、GMP生物合成的調(diào)節(jié)5-磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶是關(guān)鍵酶，可被終產(chǎn)物AMP、GMP反饋抑制。AMP過量可反饋抑制自身的合成。GMP過量可反饋抑制自身的合成。本文檔共106頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶本文檔共106頁；當(dāng)前第69頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶鳥苷酸還原酶NADPH+H+NADP+NH3本文檔共106頁；當(dāng)前第70頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分?嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。?先合成IMP再轉(zhuǎn)化生成AMP、GMP。?IMP的合成需5個(gè)ATP，6個(gè)高能磷酸鍵。AMP或GMP的合成又需1個(gè)ATP。嘌呤核苷酸從頭合成特點(diǎn)本文檔共106頁；當(dāng)前第71頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分2、補(bǔ)救途徑利用已有的堿基和核苷合成核苷酸1）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腺嘌呤+5-PRPP腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶AMP+PPi次黃嘌呤（鳥嘌呤）+5-PRPP次黃嘌呤：鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶IMP（GMP）+PPi本文檔共106頁；當(dāng)前第72頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分2）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，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+ADP本文檔共106頁；當(dāng)前第73頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第74頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi合成過程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP本文檔共106頁；當(dāng)前第75頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分補(bǔ)救合成的生理意義補(bǔ)救合成節(jié)省從頭合成時(shí)的能量和一些氨基酸的消耗。體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。本文檔共106頁；當(dāng)前第76頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分自毀容貌癥一種X-連鎖隱性遺傳缺陷疾病，見于男性。由于遺傳缺陷導(dǎo)致次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）缺失所致?；颊弑憩F(xiàn)為尿酸增高及神經(jīng)異常。如腦發(fā)育不全、智力低下、攻擊和破壞性行為、常咬傷自己的嘴唇、手和足趾，故稱自毀容貌癥。本文檔共106頁；當(dāng)前第77頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（二）嘧啶核苷酸的合成本文檔共106頁；當(dāng)前第78頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分1、從頭合成與嘌呤核苷酸合成不同，在合成嘧啶核苷酸時(shí)，首先合成嘧啶環(huán)，再與磷酸核糖結(jié)合，生成尿嘧啶核苷酸，最后由尿嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)化為胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。合成前體：氨甲酰磷酸、Asp（嘧啶環(huán)的元素來源）本文檔共106頁；當(dāng)前第79頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第80頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分1）尿嘧啶核苷酸的合成本文檔共106頁；當(dāng)前第81頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分氨甲酰磷酸的合成：Gln+HCO3-+2ATP氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸+Glu+2ADP+Pi本文檔共106頁；當(dāng)前第82頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第83頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第84頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分2）胞嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷三磷酸可直接與NH3（細(xì)菌）或Gln（植物）反應(yīng)，生成胞嘧啶核苷三磷酸。CTP合成酶UTP+Gln（NH4+）+ATP+H2OCTP+Glu+ADP+Pi本文檔共106頁；當(dāng)前第85頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分3）嘧啶核苷酸生物合成的調(diào)節(jié)（大腸桿菌）大腸桿菌嘧啶核苷酸生物合成的調(diào)節(jié)

氨甲酰磷酸合成酶：受UMP反饋抑制天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶：受CTP反饋抑制CTP合成酶：受CTP反饋抑制本文檔共106頁；當(dāng)前第86頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分2、補(bǔ)救途徑1）嘧啶核苷激酶途徑（重要途徑）嘧啶堿與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UMP和CMP。嘧啶堿+1-磷酸核糖核苷磷酸化酶嘧啶核苷+Pi尿苷（胞苷）+ATP尿苷激酶／Mg2+UMP（CMP）+ADP本文檔共106頁；當(dāng)前第87頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分2）磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑（胞嘧啶不行）尿嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶+5-PRPPUMP+PPi本文檔共106頁；當(dāng)前第88頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第89頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分二、脫氧核苷酸的合成脫氧核糖核苷酸是由相應(yīng)的核糖核苷酸衍生而來的?！蛳汆堰?、鳥嘌呤和胞嘧啶核糖核苷酸經(jīng)還原，將核糖第二位碳原子的氧脫去，即成為相應(yīng)的脫氧核糖核苷酸。◎胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸：先由尿嘧啶核糖核苷酸還原形成尿嘧啶脫氧核糖核苷酸，然后尿嘧啶再經(jīng)甲基化轉(zhuǎn)變成胸腺嘧啶。本文檔共106頁；當(dāng)前第90頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分本文檔共106頁；當(dāng)前第91頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（一）核糖核苷酸的還原ADP、GDP、CDP、UDP均可分別被還原成相應(yīng)的脫氧核糖核苷酸：dADP、dGDP、dCDP、dUDP等，其中dUDP甲基化，生成dTDP。還原反應(yīng)一般在核苷二磷酸（NDP）水平上進(jìn)行，ATP、dATP、dTTP、dGTP是還原酶的變構(gòu)效應(yīng)物，個(gè)別微生物（賴氏乳菌桿菌）在核苷三磷酸水平上還原（NTP）。本文檔共106頁；當(dāng)前第92頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分1、核苷酸還原酶系由硫氧還蛋白、硫氧還蛋白還原酶和核苷酸還原酶（B1、B2）三部分組成。另外核苷酸還原酶所需的還原當(dāng)量還可來自谷胱甘肽。①硫氧還蛋白-SH②硫氧還蛋白還原酶、輔酶FAD③谷胱甘肽氧還蛋白（酶）④谷胱甘肽還原酶-SH⑤核苷酸還原酶（RR）-SH本文檔共106頁；當(dāng)前第93頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分核糖核苷酸的還原反應(yīng)核糖核苷酸還原酶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本文檔共106頁；當(dāng)前第94頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分2、核苷酸還原酶結(jié)構(gòu)模型及催化機(jī)理（1）結(jié)構(gòu)模型B1、B2亞基結(jié)合后，才具有催化活性。B1上的巰基和B2上的酪氨酸殘基是活性中心的催化基因。B1亞基上有兩個(gè)調(diào)節(jié)部位，一個(gè)影響整個(gè)酶的活性（一級(jí)調(diào)節(jié)部位），另一個(gè)調(diào)節(jié)對(duì)底物的專一性（底物結(jié)合部位）一級(jí)調(diào)節(jié)部位：ATP是生物合成的信號(hào)分子，而dATP是核苷酸被還原的信號(hào)。底物調(diào)節(jié)部位：①與ATP結(jié)合，可促進(jìn)嘧啶類的UDP、CDP還原成dUDP、dCDP；②與dTTP或dGTP結(jié)合，可促使GDP（ADP）還原成dGDP（dADP）（2）催化機(jī)理自由基催化轉(zhuǎn)換模型。本文檔共106頁；當(dāng)前第95頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分核糖核苷酸還原酶示意圖底物特異性調(diào)節(jié)位點(diǎn)酶活性調(diào)節(jié)位點(diǎn)活性位點(diǎn)R1亞基R2亞基本文檔共106頁；當(dāng)前第96頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分3、脫氧核苷酸的補(bǔ)救途徑（脫氧核苷激酶途徑）脫氧核苷酸也能利用已有的堿基或核苷進(jìn)行合成（補(bǔ)救途徑），但只有脫氧核苷激酶途徑，不存在類似的磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑核苷磷酸化酶堿基+脫氧核糖-1-磷酸脫氧核苷+磷酸脫氧核苷激酶脫氧核苷ATP脫氧核苷酸+ADP本文檔共106頁；當(dāng)前第97頁；編輯于星期六\11點(diǎn)47分（二）胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成由尿嘧啶脫氧核苷酸（dUMP）經(jīng)甲基化生成。Ser提供甲基，NADPH提供還原當(dāng)量。胸腺嘧啶核苷酸合成酶dUMP+N5,N10-亞甲基THFAdTMP+二氫葉酸二氫葉酸還原酶7，8-二氫葉酸+NADPH+H+5，6，7，8-THFA+NDAP+Ser羥甲基轉(zhuǎn)移酶Se