第八章 核酸的酶促降解及核苷酸代谢课件.ppt

本章主要内容本章主要内容4 核酸的降解核酸的降解4 核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢 4 核苷酸的合成代谢核苷酸的合成代谢Z核苷酸核苷酸（NTP与与dNTP）是合成是合成RNA与与DNA的原料的原料. .Z能量的利用形式，如能量的利用形式，如ATP. .Z参与代谢过程，如参与代谢过程，如UTP参与糖原合成，参与糖原合成，CTP参与磷脂合成，参与磷脂合成， GTP参与蛋白质的合成参与蛋白质的合成. .Z辅酶（基）的组成成分，如辅酶（基）的组成成分，如CoA， NAD， FAD等等. .Z参与代谢调节，如第二信使参与代谢调节，如第二信使cAMP和和cGMP.核苷酸的生理功能核苷酸的生理功能一、核酸外切酶一、核酸外切酶：从从DNADNA或或RNARNA链的一端逐个水解下单核苷链的一端逐个水解下单核苷酸，称为核酸外切酶。酸，称为核酸外切酶。二、核酸内切酶二、核酸内切酶：核酸内切酶催化水解多核苷酸内部的磷核酸内切酶催化水解多核苷酸内部的磷酸二酯键。酸二酯键。三、核苷酸的降解三、核苷酸的降解： 第一节第一节 核酸的降解核酸的降解7 7 核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢 最终产物最终产物人、灵长类、鸟类、爬行类等人、灵长类、鸟类、爬行类等- -尿酸尿酸其他哺乳动物其他哺乳动物-尿囊素尿囊素硬骨鱼类硬骨鱼类-尿囊酸尿囊酸两栖类两栖类-尿素、乙醛酸尿素、乙醛酸尿酸为难溶于水的白色粉状物尿酸为难溶于水的白色粉状物 是禽类排氨的主要形式是禽类排氨的主要形式一、一、嘌呤核苷酸的分解嘌呤核苷酸的分解第二节第二节 核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢二、二、嘧啶核苷酸的分解嘧啶核苷酸的分解 嘌呤碱环上原子的来源嘌呤碱环上原子的来源一、一、嘌呤核苷酸的合成嘌呤核苷酸的合成第二节第二节 核苷酸的核苷酸的合成合成代谢代谢IMP（次黄嘌呤核苷一磷酸）的从头合成：经过（次黄嘌呤核苷一磷酸）的从头合成：经过11步反应步反应 首先，首先，5-5-磷酸核糖（磷酸戊糖途径中产生）经过磷酸核糖焦磷酸合成酶作用，活化生磷酸核糖（磷酸戊糖途径中产生）经过磷酸核糖焦磷酸合成酶作用，活化生成成磷酸核糖焦磷酸（磷酸核糖焦磷酸（ PRPPPRPP）； 然后，谷氨酰胺提供酰氨基取代然后，谷氨酰胺提供酰氨基取代PRPPPRPP上的焦磷酸，形成上的焦磷酸，形成5-5-磷酸核糖胺（磷酸核糖胺（PRAPRA）；）；再由再由ATPATP供能，甘氨酸和供能，甘氨酸和PRAPRA连接，生成甘氨酰胺核苷酸（连接，生成甘氨酰胺核苷酸（GARGAR）；）；接着，接着，N N5 5，N N1010- -甲炔四氢叶酸供给甲酰基，使甲炔四氢叶酸供给甲酰基，使GARGAR甲酰化，生成甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰化，生成甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGARFGAR），），注意此时环没有封闭注意此时环没有封闭。下一步由谷氨酰胺提供酰氨氮，使下一步由谷氨酰胺提供酰氨氮，使FGARFGAR成为甲酰甘氨咪核苷酸（成为甲酰甘氨咪核苷酸（FGAMFGAM），此反应消耗），此反应消耗1 1分子分子ATPATP；FGAMFGAM脱水环化形成脱水环化形成5-5-氨基咪唑核苷酸（氨基咪唑核苷酸（AIRAIR），此反应需），此反应需ATPATP参与。至此，完成了合成参与。至此，完成了合成嘌呤环中的咪唑环部分。嘌呤环中的咪唑环部分。1.1.嘌呤核苷酸的从头合成途径嘌呤核苷酸的从头合成途径在形成相邻的嘧啶环时，在形成相邻的嘧啶环时，COCO2 2连接到咪唑环上，作为嘌呤碱中连接到咪唑环上，作为嘌呤碱中C6C6的来源的来源生成生成5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-羧酸核苷酸（羧酸核苷酸（CAIRCAIR）；）；然后，在然后，在ATPATP存在下，天氡氨酸与存在下，天氡氨酸与CAIRCAIR缩合生成缩合生成5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4（N-N-琥珀酸）琥珀酸）- -甲甲酰胺核苷酸（酰胺核苷酸（SAICARSAICAR）；）；SAICARSAICAR在裂解酶的催化下，脱去一分子延胡索酸生成在裂解酶的催化下，脱去一分子延胡索酸生成5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-甲甲酰胺核苷酸（酰胺核苷酸（AICARAICAR）；）；接着接着N N1010- -甲酰四氢叶酸提供一碳单位，使甲酰四氢叶酸提供一碳单位，使AICARAICAR甲酰化，生成甲酰化，生成5-5-甲酰氨甲酰氨基咪唑基咪唑-4-4-甲酰胺甲酰胺 核苷酸（核苷酸（FAICARFAICAR）；）；FAICARFAICAR脱水环化，生成次黄嘌呤核苷一磷酸（脱水环化，生成次黄嘌呤核苷一磷酸（IMPIMP） 次黄嘌呤核苷酸的合成途径次黄嘌呤核苷酸的合成途径IMP可以转变成可以转变成AMP和和GMP由由AMP和和GMP可以得到可以得到ATP 和和GTPATPATP和和GTPGTP是合成是合成RNARNA的原料的原料利用体内现有游离的嘌呤或嘌呤核苷利用体内现有游离的嘌呤或嘌呤核苷经过简单的反应可以合成嘌呤核苷酸经过简单的反应可以合成嘌呤核苷酸2.2.嘌呤核苷酸的补救合成嘌呤核苷酸的补救合成二、二、嘧啶核苷酸的合成嘧啶核苷酸的合成 嘧啶碱环上原子的来源嘧啶碱环上原子的来源1.1.嘧啶核苷酸的从头合成途径嘧啶核苷酸的从头合成途径（在胞液中）在胞液中） UMP的合成途径的合成途径 注意注意: 途径第一个酶途径第一个酶-氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶IIUTP和和CTP的合成的合成, UTP和和CTP 是是RNA的原料的原料2.嘧啶核苷酸的补救合成途径嘧啶核苷酸的补救合成途径+ PRPP + PPi嘧啶磷酸核糖转移酶嘧啶 嘧啶核苷一磷酸 ATPUMP + ADP尿苷激酶嘧啶 + 嘧啶磷酸核糖转移酶对胞嘧啶无作用嘧啶磷酸核糖转移酶对胞嘧啶无作用,但尿苷激酶对胞嘧啶有作用但尿苷激酶对胞嘧啶有作用