核酸的降解和核苷酸代谢 (5)精选PPT.ppt

《核酸的降解和核苷酸代谢 (5)精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《核酸的降解和核苷酸代谢 (5)精选PPT.ppt（47页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于核酸的降解和核苷酸代谢(5)第1页，讲稿共47张，创作于星期二第一节 核酸的酶促降解 食食物物中中的的核核酸酸，经经肠肠道道酶酶系系降降解解成成各各种种核核苷苷酸酸，再再在在相相关关酶酶作作用用下下，分分解解产产生生嘌嘌呤呤、嘧嘧啶啶、核核糖糖、脱脱氧氧核糖和磷酸，然后被吸收。核糖和磷酸，然后被吸收。吸吸收收到到体体内内的的嘌嘌呤呤和和嘧嘧啶啶，大大部部分分被被分分解解，少少部部分分可可再利用，合成核苷酸。再利用，合成核苷酸。人人和和动动物物所所需需的的核核酸酸无无须须直直接接依依赖赖于于食食物物，只只要要食食物物中中有足够的磷酸盐、糖和蛋白质，核酸就能在体内正常合成。有足够的磷酸盐、糖和

2、蛋白质，核酸就能在体内正常合成。第2页，讲稿共47张，创作于星期二 一、核酸酶二、限制性内切酶 核酸酶核酸酶 核苷酸酶核苷酸酶核酸核酸 核苷酸核苷酸 核苷核苷+磷酸磷酸核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶碱基碱基+戊糖戊糖-1-P碱基碱基+戊糖戊糖核苷水解酶核苷水解酶第3页，讲稿共47张，创作于星期二核核 酸酸 酶酶核酸酶的分类（1 1）根据对底物的）根据对底物的 专一性分为专一性分为（2 2）根据切割位点分为）根据切割位点分为核糖核酸酶(RNase)脱氧核糖核酸酶(DNase)非特异性核酸酶核酸内切酶核酸内切酶核酸外切酶核酸外切酶第4页，讲稿共47张，创作于星期二外切核酸酶对核酸的水解位点外切核酸酶对核

3、酸的水解位点5 p p p pOHB p p p p3BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶（55端外切端外切5 5得得3 3）蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶（33端外切端外切3 3得得5 5）第5页，讲稿共47张，创作于星期二内切核酸酶对内切核酸酶对RNA的水解位点示意图的水解位点示意图5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACU p p pGA3RNase IRNase IRNase T1RNase T1Pu：嘌呤：嘌呤 Py：嘧啶：嘧啶 第6页，讲稿共47张，创作于星期二限制性内切酶限制性内切酶 类型类型 命名与意义命名与意义 原核生物中存在着一类能原核生物中存在着一类

4、能原核生物中存在着一类能原核生物中存在着一类能识别外源识别外源识别外源识别外源DNADNADNADNA双螺旋双螺旋双螺旋双螺旋中中中中4-84-84-84-8个碱基对所组个碱基对所组个碱基对所组个碱基对所组成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列，并在此序列的某位点水解成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列，并在此序列的某位点水解成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列，并在此序列的某位点水解成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列，并在此序列的某位点水解DNADNADNADNA双螺旋链，产生粘性末端或平滑末端，这类酶称为双螺旋链，产生粘性末端或平滑末端，这类酶称为双螺旋链，产生粘性末端或平滑末端，

5、这类酶称为双螺旋链，产生粘性末端或平滑末端，这类酶称为限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶（ristriction endonucleaseristriction endonucleaseristriction endonucleaseristriction endonuclease）。）。）。）。第7页，讲稿共47张，创作于星期二常用的常用的DNA限制性内切酶的专一性限制性内切酶的专一性酶酶辨认的序列和切口辨认的序列和切口说明说明 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

6、 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，平端切口四核苷酸，平端切口六核苷酸，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，粘端切口第8页，讲稿共47张，创作于星期二限制性内切酶类型限制性内切酶类型 I I型型型型：分分分分子子子子

7、量量量量大大大大于于于于10105 5，多多多多亚亚亚亚基基基基，需需需需S-S-腺腺腺腺苷苷苷苷蛋蛋蛋蛋氨氨氨氨酸酸酸酸、ATPATP和和和和MgMg2+2+，识识识识别别别别位位位位点点点点与与与与切切切切割割割割位位位位点点点点相相相相差差差差甚甚甚甚远远远远，产产产产物物物物为为为为异异异异质质质质，是是是是限限限限制制制制与与与与修修修修饰饰饰饰相排斥的多功能酶相排斥的多功能酶相排斥的多功能酶相排斥的多功能酶.型型型型：分分分分子子子子量量量量小小小小于于于于10105 5，仅仅仅仅需需需需MgMg2+2+，切切切切割割割割位位位位点点点点位位位位于于于于识识识识别别别别位位位位点点

8、点点上上上上，产产产产物物物物为为为为专专专专一一一一性性性性片片片片段段段段，不不不不具具具具修修修修饰饰饰饰酶酶酶酶功功功功能能能能。现现现现在在在在分分分分子子子子生生生生物物物物学学学学研研研研究究究究所所所所用用用用的的的的限制性内切酶均为此类。限制性内切酶均为此类。限制性内切酶均为此类。限制性内切酶均为此类。型型型型：识识识识别别别别位位位位点点点点为为为为5-7bp5-7bp的的的的非非非非对对对对称称称称序序序序列列列列 ，切切切切割割割割位位位位点点点点在在在在顺顺顺顺序序序序之之之之外外外外离离离离识识识识别别别别序序序序列列列列5-10bp5-10bp，切切切切割割割割双

9、双双双链链链链，个个个个别别别别也也也也切切切切割割割割单单单单链链链链。是是是是限限限限制制制制与与与与修修修修饰饰饰饰相相相相容的多功能酶容的多功能酶容的多功能酶容的多功能酶.第9页，讲稿共47张，创作于星期二限制性内切酶的命名和意义限制性内切酶的命名和意义Eco R I序号序号序号序号属名属名属名属名种名种名种名种名株名株名株名株名例：例：例：例：EcoEco R I R I，这是从大肠杆菌（，这是从大肠杆菌（，这是从大肠杆菌（，这是从大肠杆菌（E.coliE.coli）R R菌珠中分离出的一种限制性内切酶菌珠中分离出的一种限制性内切酶菌珠中分离出的一种限制性内切酶菌珠中分离出的一种限制

10、性内切酶 限限制制性性内内切切酶酶是是分分析析染染色色体体结结构构、制制作作DNADNA限限制制图图谱谱、进进行行DNADNA序序列列测测定定和和基基因因分分离离、基基因因体体外外重重组组等等研研究究中中不不可可缺缺少少的的工工具具，是是一一把把天天赐赐的的神神刀刀，用用来来解解剖剖纤纤细细的的DNADNA分子。分子。第10页，讲稿共47张，创作于星期二第二节第二节 核苷酸的降解核苷酸的降解二、二、嘧啶的分解嘧啶的分解一、一、嘌呤的分解嘌呤的分解 核苷酸核苷酸 核苷核苷+磷酸磷酸核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶碱基碱基+（脱氧）戊糖（脱氧）戊糖-1-P碱基碱基+戊糖戊糖核苷水解酶核苷水解酶核苷酸酶核苷

11、酸酶第11页，讲稿共47张，创作于星期二嘌嘌呤呤终终产产物物Guanine deaminase第12页，讲稿共47张，创作于星期二第13页，讲稿共47张，创作于星期二 不不同同种种类类的的生生物物分分解解嘌嘌呤呤碱碱的的能能力力不不同同，因因此此，终终产产物也不同。物也不同。排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、一些爬虫类排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、一些爬虫类排尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类排尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类排尿囊酸动物：一些硬骨鱼类排尿囊酸动物：一些硬骨鱼类排尿素动物：大多数鱼类、两栖类排尿素动物：大多数鱼类、两栖类 某些低等动物能将尿素进一步分解成某些低

12、等动物能将尿素进一步分解成NH3和和CO2排出。排出。植植物物分分解解嘌嘌呤呤的的途途径径与与动动物物相相似似，产产生生各各种种中中间间产产物物（尿尿囊囊素、尿囊酸、尿素、素、尿囊酸、尿素、NH3）。）。微微生生物物分分解解嘌嘌呤呤类类物物质质，生生成成NH3、CO2及及有有机机酸酸（甲甲酸酸、乙酸、乳酸等）。乙酸、乳酸等）。第14页，讲稿共47张，创作于星期二嘧嘧啶啶的的分分解解二氢尿嘧啶脱氢酶二氢尿嘧啶脱氢酶脲基丙酸酶脲基丙酸酶二氢嘧啶酶二氢嘧啶酶第15页，讲稿共47张，创作于星期二第三节 核苷酸的合成代谢一、核糖核苷酸的生物合成二、脱氧核糖核苷酸的生物合成三、单核苷酸转变成核苷二磷酸和核

13、苷 三磷酸（自学）四、各种核苷酸的相互转变第16页，讲稿共47张，创作于星期二核糖核苷酸的生物合成核糖核苷酸的生物合成1 1、嘌呤核苷酸的生物合成、嘌呤核苷酸的生物合成(1)从头合成途径(2)补救途径2 2、嘧啶核苷酸的生物合成、嘧啶核苷酸的生物合成(1)从头合成途径(2)补救合成途径补救合成途径(3)药物对嘌呤核苷酸合成的影响 第17页，讲稿共47张，创作于星期二药物对嘌呤核苷酸合成的影响药物对嘌呤核苷酸合成的影响 羽田杀菌素羽田杀菌素 与与Asp竞争腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黄嘌呤核苷酸转化成竞争腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黄嘌呤核苷酸转化成AMP。第18页，讲稿共47张，创作于星期二 Gl

14、n的结构类似物的结构类似物 重重氮氮乙乙酰酰丝丝氨氨酸酸、6-重重氮氮-5-氧氧正正亮亮氨氨酸酸，是是Gln的的结结构构类类似似物物，抑制抑制Gln参与的反应。参与的反应。第19页，讲稿共47张，创作于星期二 叶叶酸酸的的结结构构类类似似物物，能能与与二二氢氢叶叶酸酸还还原原酶酶发发生生不不可可逆逆结结合合，阻阻止止FH4的的生生成成，从从而而抑抑制制FH4参参与与的的各各种种一一碳碳单单位位转转移移反反应应。氨氨基基蝶蝶呤呤、氨氨甲甲基基蝶蝶呤呤等等与与叶叶酸酸结结构构相相似似，能能抑抑制制有有叶叶酸酸衍衍生生物物参参加的反应。其中氨基蝶呤在临床上常用于白血病等癌瘤的治疗。加的反应。其中氨基

15、蝶呤在临床上常用于白血病等癌瘤的治疗。叶酸类似物叶酸类似物第20页，讲稿共47张，创作于星期二 5氟氟尿尿嘧嘧啶啶结结构构与与胸胸腺腺嘧嘧啶啶相相似似，在在体体内内转转化化为为相相应应的的核核苷苷一一磷磷酸酸及及核核苷苷三三磷磷酸酸后后，可可阻阻断断TMP的的合合成成，或或掺掺入入RNA分分子破坏其结构与功能。是临床上使用较多的抗癌药。子破坏其结构与功能。是临床上使用较多的抗癌药。此此外外，某某些些改改变变了了核核糖糖结结构构的的核核苷苷类类似似物物，如如阿阿糖糖胞胞苷苷、环环胞胞苷等也是重要的抗癌药。苷等也是重要的抗癌药。嘧啶类似物嘧啶类似物第21页，讲稿共47张，创作于星期二嘌呤环上各原子

16、的来源嘌呤环上各原子的来源来自谷氨酰胺的酰胺氮来自谷氨酰胺的酰胺氮来自来自“甲酸盐甲酸盐”来自天冬氨酸来自天冬氨酸来自甘氨酸来自甘氨酸来自来自CO2来自来自“甲酸盐甲酸盐”第22页，讲稿共47张，创作于星期二第23页，讲稿共47张，创作于星期二5-5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸(PRPP)(PRPP)5-5-磷酸核磷酸核糖胺糖胺甘氨酸甘氨酸甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸5-5-氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-羧酸核苷酸羧酸核苷酸IMP的的 生生物合成物合成5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-琥琥 珀

17、基珀基-氨甲酰核苷酸氨甲酰核苷酸5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-氨甲酰核苷酸氨甲酰核苷酸5-5-甲酰氨基咪唑甲酰氨基咪唑-4-4-氨甲酰核苷酸氨甲酰核苷酸次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸（IMPIMP）N N1010-甲酰甲酰THFATHFA转酰胺酶转酰胺酶合成酶合成酶转甲酰基酶转甲酰基酶合成酶合成酶合成酶合成酶羧化酶羧化酶合成酶合成酶裂解酶裂解酶fumarate转甲酰基酶转甲酰基酶N N1010-甲酰甲酰THFATHFATHFATHFA合酶合酶第24页，讲稿共47张，创作于星期二第25页，讲稿共47张，创作于星期二IMP转变为转变为GMP和和AMP第26页，讲稿共47张，创作于星期二第27页，

18、讲稿共47张，创作于星期二第28页，讲稿共47张，创作于星期二嘌呤核苷酸合成补救途径嘌呤核苷酸合成补救途径嘌呤嘌呤+核糖核糖-1-P嘌呤核苷嘌呤核苷 AMPATP ADP（利用已有的碱基和核苷合成核苷酸）Lesch-NyhanLesch-Nyhan综合症综合症第29页，讲稿共47张，创作于星期二 嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸的的从从头头合合成成与与补补救救途途径径之之间间存存在在平平衡衡。Lesch-Nyan综综合合症症就就是是由由于于次次黄黄嘌嘌呤呤：鸟鸟嘌嘌呤呤磷磷酸酸核核糖糖转转移移酶酶缺缺陷陷，嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸合合成成增增加加，大大量量积积累累尿尿酸酸，导导致致肾肾结结石石和痛风。和痛风。

19、第30页，讲稿共47张，创作于星期二嘧啶核苷酸从头合成途径c、UMP转变为CTPCTPCTP合成酶合成酶 ATP GlnH2OUMPUDPUTP a、嘧啶环上原子的来源、嘧啶环上原子的来源b、UMP的从头合成第31页，讲稿共47张，创作于星期二嘧啶环上各原子的来源嘧啶环上各原子的来源 天冬氨酸天冬氨酸CO2NH3NNCCCC654321H2N-CO-P氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸第32页，讲稿共47张，创作于星期二尿嘧啶核苷酸合成途径尿嘧啶核苷酸合成途径转氨甲酰酶转氨甲酰酶二氢乳清酸酶二氢乳清酸酶二氢乳清酸脱氢酶二氢乳清酸脱氢酶焦磷酸化酶焦磷酸化酶乳清苷酸脱羧酶乳清苷酸脱羧酶第33页，讲稿共47张，创

20、作于星期二第34页，讲稿共47张，创作于星期二嘧啶核苷酸补救合成途径嘧啶核苷酸补救合成途径尿嘧啶尿嘧啶+PRPP尿嘧啶尿嘧啶+1-P-核糖核糖尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATPUMP+PPi（胞苷酸此途径不可）（胞苷酸此途径不可）尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP第35页，讲稿共47张，创作于星期二脱氧核苷酸的合成脱氧核苷酸的合成2、胸腺嘧啶核苷酸的合成胸腺嘧啶核苷酸的合成1、核糖核苷酸的还原核糖核苷酸的还原第36页，讲稿共47张，创作于星期二核糖核苷酸的还原反应核糖核苷酸的还原反应核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶NADP+NADPH+H+硫氧还蛋白硫氧还蛋白还原酶还原酶FADATP、Mg2+

21、硫氧还蛋白硫氧还蛋白（还原型）（还原型）SHSH硫氧还蛋白硫氧还蛋白（氧化型）（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+H2O脱氧核糖核苷二磷酸脱氧核糖核苷二磷酸第37页，讲稿共47张，创作于星期二硫氧还蛋白硫氧还蛋白核糖核酸还原酶系核糖核酸还原酶系硫氧还蛋白还原酶硫氧还蛋白还原酶核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶第38页，讲稿共47张，创作于星期二核糖核苷酸的还原反应核糖核苷酸的还原反应FAD核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶ATP、Mg2+硫氧还蛋白硫氧还蛋白SHSH硫氧还蛋白硫氧还蛋白SS硫氧还蛋白还硫氧还蛋白还原酶原酶核糖核苷二磷酸核糖核

22、苷二磷酸+H2O脱氧核糖核苷二磷酸脱氧核糖核苷二磷酸FADH2谷氧还蛋白谷氧还蛋白SS谷氧还蛋白谷氧还蛋白SHSHNADP+NADPH+H+谷氧还蛋白还谷氧还蛋白还原酶原酶OP-P-CH2NOH OHOP-P-CH2NOH HGSSG2GSH谷胱甘肽还谷胱甘肽还原酶原酶第39页，讲稿共47张，创作于星期二第40页，讲稿共47张，创作于星期二核糖核苷酸还原酶示意图核糖核苷酸还原酶示意图底物特异性底物特异性调节位点调节位点酶酶 活活 性调性调节位点节位点活性位点活性位点R1亚基亚基R2亚基亚基第41页，讲稿共47张，创作于星期二第42页，讲稿共47张，创作于星期二胸腺嘧啶核苷酸的合成胸腺嘧啶核苷酸

23、的合成 胸腺嘧啶核苷酸合酶胸腺嘧啶核苷酸合酶NADPH+H+SerNADP+Gly N5、N10CH2 FH4 FH2二氢叶酸二氢叶酸还原酶还原酶Ser羟甲基羟甲基转移酶转移酶ONHNOdR-PCH3ONHNOdR-P第43页，讲稿共47张，创作于星期二第44页，讲稿共47张，创作于星期二叶酸叶酸和和 四氢叶酸（四氢叶酸（FH4）叶叶酸酸四四氢氢叶叶酸酸HH105N N5 5，N N1010-CH-CH2 2-FH-FH4 4N5-CHO-FH4CHCH2 2CHOCHO第45页，讲稿共47张，创作于星期二一碳基团的一碳基团的来源与转变来源与转变S-S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸

24、N N5 5-CH-CH2 2-FH-FH4 4N N5 5 N N10 10-CHCH2 2-FH-FH4 4N N5 5，N N10 10=CH-FH=CH-FH4 4 N N10 10-CHO-FH-CHO-FH4 4N N5 5，N N10 10-CH-CH2 2-FH-FH4 4还原酶还原酶还原酶还原酶N N5 5，N N10 10-CH-CH2 2-FH-FH4 4脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶环水化酶环水化酶环水化酶环水化酶 丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸 组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸苷氨酸苷氨酸苷氨酸苷氨酸参与参与参与参与 甲基化甲基化甲基化甲基化反应反应反应反应为为为为胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶合成合成合成合成提供提供提供提供甲基甲基甲基甲基参与参与参与参与嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤合成合成合成合成FHFH4 4FHFH4 4FHFH4 4 HCOOHHCOOHHH2 2OONADNAD+NDAH+HNDAH+H+NADNAD+NDAH+HNDAH+H+HH+参与参与参与参与嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤合成合成合成合成第46页，讲稿共47张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第47页，讲稿共47张，创作于星期二