核酸的降解与核苷酸代谢.pptx

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1、教学目的和要求教学目的和要求1 1、了解核酸的酶促降解及降解所用的酶；、了解核酸的酶促降解及降解所用的酶；2 2、掌握嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸的分解代谢；、掌握嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸的分解代谢；3 3、掌握嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸从头合成途径、掌握嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸从头合成途径、补救合成途径及其生理意义。补救合成途径及其生理意义。第第1 1页页/共共5454页页核酸酶的定义及分类核酸酶的定义及分类核酸酶核酸酶是指作用于核酸的磷酸二酯键的酶是指作用于核酸的磷酸二酯键的酶u 依据底物不同分类依据底物不同分类vDNADNA酶酶(deoxyribonuclease,DNase)(deoxyribonu

2、clease,DNase)：专一降解专一降解DNADNAvRNARNA酶酶 (ribonuclease,RNase)(ribonuclease,RNase)：专一降解专一降解RNARNA一、概述第一节第一节 核酸的酶促降解核酸的酶促降解 第第2 2页页/共共5454页页u依据切割部位不同依据切割部位不同 核酸内切酶：核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。非特异性限制性核酸内切酶。限制性内切酶：在细菌细胞内存在的一限制性内切酶：在细菌细胞内存在的一类能识别并水解外源双链类能识别并水解外源双链DNADNA的核酸内切的核酸内切酶，可用于特异切割酶，可用于特

3、异切割DNADNA，常作为工具酶。，常作为工具酶。核酸外切酶：核酸外切酶：5 533或或3 355核酸外切酶核酸外切酶第第3 3页页/共共5454页页一、核酸外切酶一、核酸外切酶（exonuclease）作用于核酸链的末端，逐个水解下核苷酸。DNA外切酶：只作用于DNA。RNA外切酶：只作用于RNA。同时作用于DNA和RNA的外切酶。核糖核酸酶核糖核酸酶(RNase)和脱氧核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶(DNase)从核酸链的3端开始切，生成5核苷酸。从核酸链的5端开始切，生成3核苷酸。同时切核酸链的3端和5端。第第4 4页页/共共5454页页外切核酸酶对核酸的水解位点外切核酸酶对核酸的水解位点5

4、 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）第第5 5页页/共共5454页页 二、核酸内切酶二、核酸内切酶（endonuclease）水解多核苷酸链内部的磷酸二酯键。DNA内切酶：只作用于DNA。RNA内切酶：只作用于RNA。同时作用于DNA和RNA的内切酶。第第6 6页页/共共5454页页1、非特异性内切酶（、非特异性内切酶（P285）（1 1）核酸酶）核酸酶（2 2）核糖核酸酶）核糖核酸酶（3 3）脱氧核糖核酸酶）脱氧核糖核酸酶第第7 7页页/共共545

5、4页页 2 2、限制性内切酶、限制性内切酶 （ristriction endonucleaseristriction endonuclease）对某些碱基顺序专一的核酸内切酶。生物学功能：(1）、识别双链DNA上的特定位点即“回文结构”（长度在4-8个碱基对范围内，从前往后读和从后往前读完全一样的碱基序列），切割后错开的切口会产生互补的单链末端（粘性末端、平末端）。(2）、降解外面侵入的DNA，但不降解自身细胞的DNA，因为自身DNA的酶切位点上经甲基化修饰而得到保护。第第8 8页页/共共5454页页限制性内切酶类型限制性内切酶类型I I型：分子量大于型：分子量大于型：分子量大于型：分子量大于

6、10105 5，多亚基，需，多亚基，需，多亚基，需，多亚基，需S-S-线苷蛋氨酸、线苷蛋氨酸、线苷蛋氨酸、线苷蛋氨酸、ATPATP和和和和MgMg2+2+，识别位点与切割位点相差甚远，产物为异质，是限，识别位点与切割位点相差甚远，产物为异质，是限，识别位点与切割位点相差甚远，产物为异质，是限，识别位点与切割位点相差甚远，产物为异质，是限制与修饰相排斥的多功能酶制与修饰相排斥的多功能酶制与修饰相排斥的多功能酶制与修饰相排斥的多功能酶.型：分子量小于型：分子量小于型：分子量小于型：分子量小于10105 5，需，需，需，需MgMg2+2+，切割位点位于识别，切割位点位于识别，切割位点位于识别，切割位

7、点位于识别 位位位位点上，产物为专一性片段，不具修饰酶功能。现在分子生物点上，产物为专一性片段，不具修饰酶功能。现在分子生物点上，产物为专一性片段，不具修饰酶功能。现在分子生物点上，产物为专一性片段，不具修饰酶功能。现在分子生物学研究所用的限制性内切酶均为此类。学研究所用的限制性内切酶均为此类。学研究所用的限制性内切酶均为此类。学研究所用的限制性内切酶均为此类。IIII型：识别位点为型：识别位点为型：识别位点为型：识别位点为5-7bp5-7bp的非对称序列的非对称序列的非对称序列的非对称序列，切割位点在，切割位点在，切割位点在，切割位点在顺序之外离识别顺序之外离识别顺序之外离识别顺序之外离识别

8、 序列序列序列序列5-10bp5-10bp，切割双链，个别也切割单链。，切割双链，个别也切割单链。，切割双链，个别也切割单链。，切割双链，个别也切割单链。是限制与修饰相多功能酶是限制与修饰相多功能酶是限制与修饰相多功能酶是限制与修饰相多功能酶.第第9 9页页/共共5454页页常用的常用的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AGCTTCGAGGATCCCCTAGGAGATCTTCTAGAGAATTCCTTAAGAAGCTTTTCGAAGTCGACCAGCTGCCCGGGGGGCCCBamHIAluIBglIEcoRIHindSalISmaI四

9、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，粘端切口第第1010页页/共共5454页页限制性内切酶的命名和意义限制性内切酶的命名和意义EcoRI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：EcoRIEcoRI，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（EcoliEcoli）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

10、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 限制性内切酶是分析染色体结构、制作限制性内切酶是分析染色体结构、制作DNADNA限限制图谱、进行制图谱、进行DNADNA序列测定和基因分离、基因体外序列测定和基因分离、基因体外重组等研究中不可缺少的工具，是一把天赐的神刀，重组等研究中不可缺少的工具，是一把天赐的神刀，用来解剖纤细的用来解剖纤细的DNADNA分子。分子。第第1111页页/共共5454页页5GAATTC33CTTAAG55G TTAAC33CAATT G5粘性末端EcoR第第1212页页/共共5454页页核酸核酸磷酸磷酸核苷酸核苷酸核苷核苷磷酸磷酸-戊糖戊糖碱基碱基水

11、水解解核酸酶核酸酶核苷酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶何处去？何处去？进入磷酸戊糖途径进入磷酸戊糖途径或或重新合成核酸重新合成核酸？分解分解合成合成第二节第二节 核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢 第第1313页页/共共5454页页（1）、嘌呤的降解第第1414页页/共共5454页页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，终终产产物物也不同。也不同。排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸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：硬骨鱼类排尿囊酸

12、动物：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等动物能将尿素进一步分解成NHNH3 3和和COCO2 2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（尿囊素、尿囊酸、尿素、（尿囊素、尿囊酸、尿素、NHNH3 3）。）。微生物分解嘌呤类物质，生成微生物分解嘌呤类物质，生成NHNH3 3、COCO2 2及有机酸（甲酸、及有机酸（甲酸、乙酸、乳酸、等）。乙酸、乳酸、等）。第第1515页页/共共5454页页第第1616页页/共共5454页页（2）、嘧啶的降解第第1717页页/共共

13、5454页页胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶二氢尿嘧啶二氢尿嘧啶H2OCO2+NH3-丙氨酸丙氨酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶-脲基异丁酸脲基异丁酸-氨基异丁酸氨基异丁酸H2O丙二酸单酰丙二酸单酰CoA乙酰乙酰CoATCA肝肝尿素尿素甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰琥珀酰CoATCA糖异生糖异生第第1818页页/共共5454页页核苷酸的合成途径一般有两条：u从头合成：从最简单的原料如CO2、氨基酸、甲酸盐等开始组装碱基环。u补救途径：从来自核酸降解的中间产物或外源核苷、碱基直接合成核苷酸，不需组装碱基环。第三节第三节 核苷酸的合成代谢核苷酸的合成代谢第第1919页页/共共5454页页 一、核糖核苷酸

14、的生物合成一、核糖核苷酸的生物合成（一）嘌呤核糖核苷酸的合成（一）嘌呤核糖核苷酸的合成 1 1、从头合成路线、从头合成路线 原料：CO2、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺 核糖碳架来源：5P核糖+ATP 5磷酸核糖1焦磷酸（PRPP）过程：先直接合成次黄嘌呤核苷酸（IMP，肌苷酸），不先形成嘌呤环，再转变为腺苷酸AMP、黄苷酸XMP、尿苷酸GMP。第第2020页页/共共5454页页嘌呤环上各原子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”第第2121页页/共共545

15、4页页 IMP的合成（1）5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的生成起始步骤 磷酸核糖焦磷酸合成酶催化5-磷酸核糖和ATP生成。第第2222页页/共共5454页页（2）5-磷酸核糖焦磷酸与谷氨酰胺反应生成5-磷酸核糖胺、谷氨酸和无机焦磷酸。催化此反应的酶是磷酸核糖焦磷酸酰胺基转移酶。第第2323页页/共共5454页页（3）5-磷酸核糖胺在ATP参与下与甘氨酸合成甘氨酰胺核苷酸。催化此反应的酶是甘氨酰胺核苷酸合成酶。第第2424页页/共共5454页页（4）甘胺酰胺核苷酸在甘胺酰胺核苷酸甲酰基转移酶作用下生成甲酰甘胺酰胺核苷酸。第第2525页页/共共5454页页（5）甲酰甘胺酰胺核苷酸与谷氨酰胺、ATP

16、作用，闭环之前在第3位上加上氮原子。催化此反应的酶是甲酰甘氨咪唑核苷酸合成酶。第第2626页页/共共5454页页（6）闭环 在氨基咪唑核苷酸合成酶作用下生成5-氨基咪唑核苷酸。第第2727页页/共共5454页页（7）六员环的合成开始 在氨基咪唑核苷酸羧化酶催化下，5-氨基咪唑核苷酸与二氧化碳生成5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸。第第2828页页/共共5454页页（8）嘌呤环的第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-羧酸核苷酸与天冬氨酸和ATP生成5-氨基咪唑-4-琥珀酸甲酰胺核苷酸。第第2929页页/共共5454页页（9）脱掉延胡索酸 反应由腺甘酸裂解酶催化。生

17、成5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸和延胡索酸。第第3030页页/共共5454页页（10）嘌呤环上最后的碳原子由甲酰基供给。催化此反应的酶是氨基咪唑酰胺核苷酸甲酰基转移酶。第第3131页页/共共5454页页（11）脱水环化 在次黄苷酸环水解酶作用下脱水环化生成次黄嘌呤核苷酸（IMP）。第第3232页页/共共5454页页5-5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸5-5-磷酸磷酸核糖胺核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-羧核苷酸羧核苷酸IMP的的 生物合成生物合

18、成5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-琥珀基琥珀基-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸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）甲酰甲酰THFATHFA第第3333页页/共共5454页页IMP转变为转变为GMP和和AMP第第3434页页/共共5454页页第第3535页页/共共5454页页反应要点：反应要点：（1 1）嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸的的合合成成并并不不是是先先形形成成游游离离的的嘌嘌呤呤，然然后后再再生生成成核核苷苷酸酸，而而是是直直接接形形成成次次黄黄嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸再再

19、转转变变为为其其他他嘌嘌呤呤核核苷苷酸。酸。（2 2）5-5-磷磷酸酸核核糖糖-1-1焦焦磷磷酸酸（PRPPPRPP）是是核核苷苷酸酸中中核核糖糖磷磷酸酸部部分分的的供体，供体，PRPPPRPP是由是由ATPATP和核糖和核糖-5-5-磷酸合成。磷酸合成。（3 3）嘌嘌呤呤的的各各个个原原子子在在PRPPPRPP的的C1C1位位置置上上逐逐渐渐加加上上去去的的，其其关关键键步骤是步骤是PRPPPRPP和谷氨酰胺形成和谷氨酰胺形成5-5-磷酸核糖胺。磷酸核糖胺。（4 4）在在5-5-磷磷酸酸核核糖糖胺胺的的氨氨基基位位置置，由由GlyGly和和甲甲酰酰四四氢氢叶叶酸酸先先后后提提供供C C和和N

20、 N原原子子形形成成甲甲酰酰干干酰酰胺胺，至至此此嘌嘌呤呤骨骨架架的的4 4、5 5、7 7、8 8、9 9位顺序已形成。位顺序已形成。（5 5）由由谷谷氨氨酰酰胺胺的的酰酰胺胺基基提提供供第第三三位位N N原原子子，形形成成甲甲酰酰甘甘氨氨脒脒核核甘甘酸酸，接接着着脱脱水水闭闭环环形形成成5-5-氨氨基基米米唑唑核核苷苷酸酸，反反应应所所需需能能量量来来自自ATPATP。（6 6）最最后后，由由CO2CO2、天天冬冬氨氨酸酸、甲甲酰酰四四氢氢叶叶酸酸先先后后提提供供六六元元环环上上的其他原子，最后生成次黄嘌呤核苷酸。的其他原子，最后生成次黄嘌呤核苷酸。第第3636页页/共共5454页页2 2

21、、从头合成的调节、从头合成的调节v主要控制点有三个主要控制点有三个v受到两个终产物受到两个终产物AMPAMP、GMPGMP的反馈抑制的反馈抑制R-5-P PRPP PRA IMPR-5-P PRPP PRA IMPAMPAMPGMPGMP磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶腺苷酸琥珀酸合成酶腺苷酸琥珀酸合成酶次黄嘌呤核苷酸脱氢酶次黄嘌呤核苷酸脱氢酶腺苷酸琥珀酸裂解酶腺苷酸琥珀酸裂解酶鸟嘌呤核苷酸合成酶鸟嘌呤核苷酸合成酶腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸黄嘌呤核苷酸黄嘌呤核苷酸第第3737页页/共共5454页页利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，利用腺

22、嘌呤磷酸核糖转移酶和次黄单的反应，利用腺嘌呤磷酸核糖转移酶和次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，合成嘌呤核苷酸嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。（二）、嘌呤核苷酸的补救合成途径（二）、嘌呤核苷酸的补救合成途径1.1.定义定义第第3838页页/共共5454页页v原料原料:已有的嘌呤碱、已有的嘌呤碱、PRPPPRPPv重要的酶：重要的酶：腺嘌呤腺嘌呤磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶 次黄嘌呤次黄嘌呤(鸟嘌呤鸟嘌呤)磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶v磷酸核糖供体：磷酸核糖供体：PRPPPRPPv意义意义 ：碱基碱基 +1-+1-

23、磷酸核糖磷酸核糖 核苷核苷+Pi+Pi核苷核苷 +ATP +ATP 核苷酸核苷酸 +ADP+ADP核苷激酶核苷激酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶途径二途径二途径一途径一次黄嘌呤（鸟嘌呤）磷酸核糖转移酶次黄嘌呤（鸟嘌呤）磷酸核糖转移酶 HGPRTHGPRT次黄嘌呤（鸟嘌呤）磷酸核糖转移酶次黄嘌呤（鸟嘌呤）磷酸核糖转移酶 HGPRTHGPRT仅有腺苷仅有腺苷激酶激酶第第3939页页/共共5454页页2.2.补救合成的生理意义补救合成的生理意义l补救合成途径可以节省从头合成途径时所需补救合成途径可以节省从头合成途径时所需的能量和一些氨基酸的消耗。的能量和一些氨基酸的消耗。l体内某些组织器官，如脑、骨髓等只

24、能进行体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。补救合成。l自毁容貌征自毁容貌征 大脑中次黄嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸的合成大脑中次黄嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸的合成主要依赖补救合成途径，患者由于脑组织中缺主要依赖补救合成途径，患者由于脑组织中缺乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，使补救合乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，使补救合成途径受阻，导致中枢神经系统功能失常，自成途径受阻，导致中枢神经系统功能失常，自我损伤。我损伤。第第4040页页/共共5454页页（二）嘧啶核苷酸的生物合成（二）嘧啶核苷酸的生物合成 1 1、从头合成途径、从头合成途径 原料：CO2、NH3、天冬氨酸 5磷酸核糖1焦磷酸（

25、PRPP）过程：先组装嘧啶环然后与PRPP结合生成尿苷酸UMP，再在UMP基础上合成胞苷酸CMP。第第4141页页/共共5454页页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第4242页页/共共5454页页2、尿嘧啶核苷酸合成途径、尿嘧啶核苷酸合成途径Gln+HCOGln+HCO3 3+2ATP+2ATP氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸+Glu+2ADP+Pi+Glu+2ADP+Pi氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶天冬氨酸转氨甲酰酶天冬氨酸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乳清酸磷酸核

26、糖转移酶乳清酸磷酸核糖转移酶乳清苷酸脱羧酶乳清苷酸脱羧酶UMP第第4343页页/共共5454页页尿尿嘧嘧啶啶核核苷苷三三磷磷酸酸可可直直接接与与NHNH3 3（细细菌菌）或或GlnGln（植植物物）反反应应，生成胞嘧啶核苷三磷酸。生成胞嘧啶核苷三磷酸。UMP +ATPUMP +ATP尿嘧啶核苷酸激酶尿嘧啶核苷酸激酶MgMg2+2+UDP +ADPUDP +ADPUDP +ATPUDP +ATP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶MgMg2+2+UTP +ADPUTP +ADPCTPCTP合成酶合成酶UTP UTP+GlnGln（NHNH4 4+）+ATP+HATP+H2 2O OCTP+Glu+ADP

27、+PiCTP+Glu+ADP+Pi3 3、胞嘧啶核苷酸的合成、胞嘧啶核苷酸的合成第第4444页页/共共5454页页氨氨 甲甲 酰酰 磷磷 酸酸 合合 成成 酶酶：受受UMP反馈抑制反馈抑制天天冬冬氨氨酸酸转转氨氨甲甲酰酰酶酶：受受CTP反馈抑制反馈抑制CTP合合成成酶酶：受受CTP反反馈馈抑抑制制4 4、嘧啶核苷酸生物合成的调节（大肠杆菌）、嘧啶核苷酸生物合成的调节（大肠杆菌）第第4545页页/共共5454页页5.5.补救合成补救合成v原料原料:已有的嘧啶碱、已有的嘧啶碱、PRPP PRPP、核苷、核苷v重要的酶：重要的酶：核苷磷酸化酶、核苷激酶核苷磷酸化酶、核苷激酶 磷酸核糖转移酶磷酸核糖转

28、移酶 胞嘧啶胞嘧啶 +1-+1-磷酸核糖磷酸核糖 胞嘧啶核苷胞嘧啶核苷 +Pi+Pi胞嘧啶核苷胞嘧啶核苷 +ATP +ATP 胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷酸 +ADP+ADP胞苷磷酸化酶胞苷磷酸化酶尿苷激酶尿苷激酶途径一：途径一：尿嘧啶尿嘧啶 +1-+1-磷酸核糖磷酸核糖 尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷 +Pi+Pi尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷 +ATP +ATP 尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸 +ADP+ADP途径二：途径二：尿嘧啶尿嘧啶 +5-+5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸 尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸+PPi+PPiUMPUMP磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶 尿苷磷酸化酶尿苷磷酸化酶尿苷激酶尿苷激酶尿苷酸尿苷酸胞苷酸胞

29、苷酸第第4646页页/共共5454页页二二 脱氧核糖核苷酸的合成脱氧核糖核苷酸的合成(一一)、二磷酸脱氧核糖核苷的生成：二磷酸脱氧核糖核苷的生成：即：即：dADP、dGDP、dCDP、dUDP需一步完成，需一步完成，dTDP需二步完成。需二步完成。在在生生物物体体内内，A、G、C、U四四种种核核糖糖核核苷苷酸酸均均可可被被还还原原成成相相应应的的脱脱氧氧核核糖糖核核苷苷酸。通常核糖核苷酸是在核苷二磷酸水平上被还原的。其还原过程如下：酸。通常核糖核苷酸是在核苷二磷酸水平上被还原的。其还原过程如下：第第4747页页/共共5454页页反应要点：反应要点：1、反应类型：还原反应、反应类型：还原反应2、

30、反应水平：二磷酸核苷（、反应水平：二磷酸核苷（NDP）水平）水平3、酶体系：二磷酸核糖核苷还原酶系。它包括四种蛋白质。、酶体系：二磷酸核糖核苷还原酶系。它包括四种蛋白质。4、辅助因子：、辅助因子：NADPH+H+（还原剂）（还原剂）(二二)、脱氧胸腺嘧啶核苷酸、脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）的生成：的生成：DNA分分子子中中碱碱基基配配对对UT（dTMP），脱脱氧氧胸胸苷苷酸酸是是如如何何合合成成的的呢呢？一一般般需需要要两两个个步步骤骤：（1）是是尿尿嘧嘧啶啶脱脱氧氧核核糖糖核核苷苷酸酸（dUMP）的的形形成成；（2）dUMP经经甲甲基化生成基化生成dTMP（脱氧胸腺嘧啶核苷酸）。（脱氧胸腺

31、嘧啶核苷酸）。第第4848页页/共共5454页页 CDPdCDPdCMPdUMPCDP还原酶水解dCMP脱氨酶实验证明：实验证明：dCMP脱氨酶脱氨酶活性大大于活性大大于UDP还原酶还原酶活性。活性。对对dUMP形成的这种迂回方式有两种看法形成的这种迂回方式有两种看法：（1）大大多多数数细细胞胞中中，核核糖糖核核苷苷酸酸还还原原酶酶只只作作用用于于核核糖糖核核苷苷二二磷磷酸酸水水平平，可可能能因因为为这这才才能能更更好地调节酶的活性。好地调节酶的活性。（2）细细胞胞为为了了其其他他的的目目的的含含有有一一种种活活力力强强的的脱脱氧氧尿尿嘧嘧啶啶三三磷磷酸酸二二磷磷酸酸水水解解酶酶（dUTPas

32、e），此此酶酶通通过过dUTP+H2OdUMP+ppi,这这个个反反应应方方式式来来保保持持细细胞胞内内dUTP的的浓浓度度,以以防防止止dUTP结合到结合到DNA中去。中去。dUMP dUMP 的来源：的来源：可能有以下几种途径合成dUMP UDP还原酶还原酶 一般一般UDPdUDPdUMPdUTP（更重要）（更重要）第第4949页页/共共5454页页四、核苷三磷酸及脱氧核苷三磷酸的合成四、核苷三磷酸及脱氧核苷三磷酸的合成1 1、关于、关于NMPNMP与与NTPNTP的转变的转变 NMP激酶Mg2 NDP激酶Mg2NMP NDP NTP ATP ADP ATP ADP第第5050页页/共共5

33、454页页 2、关于关于dNMPdNMP与与dNTPdNTP的转变的转变 脱氧核糖核苷酸也可在相应的激酶的催化下，由ATP提供能量，发生脱氧一磷酸、二磷酸、三磷酸之间的转变。得到dNTP、dNDP、dNMP。dNMP激酶Mg2 dNDP激酶Mg2dNMP dNDP dNTP ATP ADP ATP ADP第第5151页页/共共5454页页核核苷苷酸酸的的合合成成及及相相互互关关系系第第5252页页/共共5454页页 作业：简答题：1、那些氨基酸直接参与了核苷酸的合成2、核酸酶有那几种类型，作用特点如何？3、简述嘌呤核苷酸分子中各原子的来源及合成特点4、简述嘧啶核苷酸分子中各原子的来源及合成特点第第5353页页/共共5454页页感谢您的观看。感谢您的观看。第第5454页页/共共5454页页