13 核酸的降解和核苷酸代谢

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第十三章 核酸的降解和核苷酸代谢,核酸的酶解,核苷酸的分解代谢,* 核苷酸的生物合成,1,单核苷酸,磷酸单脂酶,核苷,嘧啶（嘌呤）,核糖,(,脱氧核糖,),核苷酶,核苷磷酸化酶,嘧啶（嘌呤）,核糖,-1-,磷酸,脱氧核糖,-1-,磷酸,核糖,-5-,磷酸,磷酸戊糖途径,醛缩酶,乙醛,甘油醛,-3-,磷酸,食物核蛋白,蛋白质,核酸（,RNA,及,DNA,）,胃酸,核酸酶,2,核酸酶,核酸内切酶：作用于核酸链,内部,的磷酸二酯键，将核酸分解为低级多核苷酸，专一性高。牛胰核糖核酸酶（,RNaseI,）、核糖核酸酶,T1,（,RNaseT1,）、牛胰脱氧核糖核酸酶（,DNase,）、限制性核酸内切酶等。,核酸外切酶：从核酸链的,一端,逐个水解下单核苷酸,，该酸专一性低。蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二酯酶。,3,外切核酸酶对核酸的水解位点,5,p,p,p,p,OH,B,p,p,p,p,3,B,B,B,B,B,B,B,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,）,4,13.2,嘌呤和嘧啶的分解,13.2.1,嘌呤的分解,人体内嘌呤分解代谢特点,:,1,、氧化降解，环不打破,;,2,、最终产物,:,尿酸,;,3,、嘌呤代谢障碍,:,痛风症,5,嘌呤的分解,尿素,NH,3,+ CO,2,（微生物）,6,尿酸,尿囊素,尿囊酸,尿素,人、猿以及鸟类,爬虫类,大多数昆虫,其他哺乳动物,双翅目昆虫,硬骨鱼类,大多数鱼类,两栖类,甲壳类,海洋无脊椎动物,7,核糖,脱氨基酶,A,-,腺嘌呤,腺苷,次黄苷,核苷磷酸化酶,核糖,-1-,磷酸,次黄嘌呤,黄嘌呤氧化酶,H,2,O,O,2,黄嘌呤氧化酶,H,2,O,O,2,黄嘌呤,尿酸,8,13.2.3,嘧啶的分解,嘧啶分解代谢特点,1,、还原降解，环被打破,2,、终产物,: NH,3,、,CO,2,、,-,丙氨酸、,-,氨基异丁酸,9,嘧啶的分解,10,胞嘧啶,NH,3,NH,3,尿嘧啶,NADPH+H,+,NADPH,+,2,CO,2,-,丙氨酸,NH,3,CH,3,CO,2,乙酸,乙酸,+,3,NH,3,+,2,CO,2,胸腺嘧啶,NADPH+H,+,NADP,CO,2,+,NH,3,-,氨基异丁酸,-,氨基异丁酸,+CO,2,+NH,3,排出体外或进入有机酸代谢。,CO,2,2,3,11,概述：,从头合成（,肝组织,）,基本途径,半合成（补救合成）,（,脑、骨髓等,）,（,CO,2,/NH,3,/AA/,戊糖） 核苷酸,dNDP,分解的现成嘌呤、嘧啶,ATP,13.3,核苷酸的合成代谢,12,13.3.1.,嘌呤核苷酸的合成,N,N,C,1,2,3,5,4,7,6,8,9,CO,2,Asp,一碳单位,Gln,甘氨酸,一碳单位,N,5,N,10,-,次甲基四氢叶酸,13,利用简单的前体分子（例如氨基酸、,CO,2,和,NH,3,等分子）生物合成核苷酸的杂环碱基的途径,合成部位：胞液,特点：,嘌呤最初不是以游离碱基的形式合成，而是从,5-,磷酸核糖,-1-,焦磷酸,(PRPP),开始，经一系列酶促反应，先生成次黄嘌呤核苷酸,(,肌苷酸, IMP),，然后再转变为,AMP,和,GMP,。,嘌呤的各个原子是在,PRPP,的,C1,上逐渐加上去的。,1,嘌呤核苷酸的从头合成途径,14,R-5-P,（,5-,磷酸核糖）,ATP,AMP,PRPP,合成酶,PP-1-R-5-P,（磷酸核糖焦磷酸）,在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下,IMP,AMP,GMP,H,2,N-1-R-5,-P,（,5,-,磷酸核糖胺）,谷氨酰胺,谷氨酸,酰胺转移酶,(1) IMP,的合成,15,(2) AMP,和,GMP,的生成,腺苷酸代琥珀酸合成酶 ,IMP,脱氢酶,腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ,GMP,合成酶,黄嘌呤核苷酸,AMP,ADP,ATP,ADP,ATP,激酶,ADP,ATP,激酶,GMP,GDP,GTP,ADP,ATP,激酶,ADP,ATP,激酶,16,嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。,先合成,IMP,，再转变成,AMP,或,GMP,。,PRPP,是,5-,磷酸核糖的活性供体。,嘌呤核苷酸从头合成特点,17,2,、嘌呤核苷酸的补救合成,利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。,补救合成的生理意义,补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。,体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。,18,补救合成过程,腺嘌呤磷酸核糖转移酶,次黄嘌呤,-,鸟嘌呤磷酸核糖转移酶,19,13.3.2.,嘧啶核苷酸的合成,先利用小分子化合物形成嘧啶环，再与核糖磷酸（,PRPP,提供）结合成乳清酸，然后生成,UMP,。其他嘧啶核苷酸由尿苷酸转变而成。,CO,2,Gln,Asp,*,从头合成途径,20,(1),、尿嘧啶核苷酸的合成,21,（,2,）胞嘧啶核苷酸的合成,ATP,ADP,尿苷酸激酶,UDP,二磷酸核苷激酶,ATP,ADP,UTP,CTP,合成酶,谷氨酰胺,ATP,谷氨酸,ADP+Pi,22,(3),补救途径,23,在,核苷二磷酸水平,被还原而成,OH,O,P,O,O,H,H,碱基,H,OH,H,H,O,O,OH,O,P,HO,OH,O,P,O,H,H,碱基,H,OH,H,H,O,O,OH,O,P,HO,NADPH+H,+,NADP,+,+H,2,O,核糖核苷酸还原酶,dNDP,NDP,13.3.3,脱氧,(,核糖,),核苷酸的合成,24,NDP,dNDP,核糖核苷酸还原酶,A,DP,d,A,DP,核糖核苷酸还原酶,G,DP,d,G,DP,核糖核苷酸还原酶,U,DP,d,U,DP,核糖核苷酸还原酶,C,DP,d,C,DP,核糖核苷酸还原酶,TDP,dTDP,25,dNDP+ATP,dNTP+ADP,激酶,激酶,d,C,DP+ATP,d,C,TP,+ADP,d,U,DP+ATP,d,U,TP+ADP,激酶,d,G,DP+ATP,d,G,TP,+ADP,激酶,d,A,DP+ATP,d,A,TP,+ADP,激酶,dTTP,?,dNDP,dNMP+Pi,磷酸酶,26,C,O,HN,C,CH,CH,N,O,dR-5,-P,dCMP,dUDP,Pi,NH,3,dUMP,C,O,HN,C,C,-,CH,3,CH,N,O,dR-5,-P,dTMP,合成酶,FH,2,N,5,N,10,-,甲烯,FH,4,FH,4,FH,2,还原酶,NADPH+H,+,NADP,+,dTMP,ATP,激酶,dTDP,激酶,ADP,dTTP,ATP,ADP,dTMP,脱氧胸腺嘧啶核苷酸,(dTMP,或,TMP),的合成,27,总结：,嘌啶核苷酸与嘧啶核苷酸合成的比较,相同点,1.,合成原料基本相同,嘌啶核苷酸,嘧啶核苷酸,2.,合成部位对高等动物来说,主要在肝脏,3.,都有,2,种合成途径,(,从头和补救途径,),4.,都是先合成一个与之有关的核苷酸,然后在此基础上进一步合成核苷酸,不同点,1.,在,5,-P -R,基础上合成嘌呤环,2.,最先合成的核苷酸是,IMP,3.,在,IMP,基础上完成,AMP,和,GMP,的合成,1.,先合成嘧啶环再与,5,-P-R,结合,2.,先合成,UMP,3.,以,UMP,为基础,完成,CTP, dTMP,的合成,28,总结,5,-P-R,PRPP,IMP,dAMP,GMP,dGMP,AMP,dADP,GDP,dGDP,ADP,dATP,GTP,dGTP,ATP,UMP,CMP,dUMP,UDP,CDP,dUDP,UTP,CTP,dUTP,dTMP,dCMP,dTDP,dCDP,dTTP,dCTP,CO,2,+Gln,H,2,N-CO-P,OMP,核苷酸的从头合成过程总结,dCMP,29,