《生物化学》j核酸的酶促降解和核苷酸代谢课件.ppt

1、 核酸酶核酸酶 核苷酸酶核苷酸酶 核苷酸磷酸化酶核苷酸磷酸化酶 核酸核酸 核苷酸核苷酸 核苷核苷 碱基碱基+戊糖戊糖磷酸磷酸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 p p p pOHB p p p p3 BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶（5 5 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（3 3 端外切端外切3 3得得5 5）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 pGA3 RNAase IRNAase IRNAase T1RNAase T1Pu：嘌呤：嘌呤 P

2、y：嘧啶：嘧啶 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 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，

3、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 核苷酸酶核苷酸酶 核苷酸磷酸化酶核苷酸磷酸化酶核苷酸核苷酸 核苷核苷 碱基碱基+（脱氧）戊糖（脱氧）戊糖磷酸磷酸嘌嘌呤呤的的分分解解嘧嘧啶啶的的分分解解三种嘧三种嘧啶有两啶有两种分解种分解途径，途径，分别产分别产生生-丙氨丙氨酸酸、-氨氨基异丁基异丁酸酸及及共共同产物同产物CO2和和氨氨。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苷 三磷酸（自学）四、各种核苷酸的相互

4、转变合成中注意几点：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(自学)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(自学自学)c、IMP转变为转变为AMP和和GMP a、嘌呤环上原子的来源嘌呤环上原子的来源b、IMP的从头合成的从头合成从头合成以从头合成以氨基酸氨基酸和和小分子物质为原料小分子物质为原料逐逐渐参入原子合成的。渐参入原子合成的。总结合成特点：嘌呤环上各原子的来源嘌呤环上各原子的来源N3N9N7N1C2C6C4C5C8来自谷氨酰胺的酰胺氮来自谷氨酰胺的酰胺氮来自甲酸来自甲酸来自甲酸来自甲酸

5、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CO2IMP的生的生物合成物合成IMP转变为转变为GMP和和AMP嘌呤核苷酸合成补救途径（自学）嘌呤核苷酸合成补救途径（自学）磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶嘌呤嘌呤+PRPPA(G)MP+PPi嘌呤嘌呤+1-P-核糖核糖嘌呤核苷嘌呤核苷 A(G)MPATP ADP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的从头合成合成特点：嘧啶环上各原子的来源嘧啶环上各原子的来源 来自天冬氨酸来自天冬氨酸来自来自CO2来自来自NH3NNCCCC

6、654321尿嘧啶核苷酸合成途径尿嘧啶核苷酸合成途径嘧啶核苷酸补救合成途径（自学）嘧啶核苷酸补救合成途径（自学）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尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP2、脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成1、脱氧核苷酸的合成脱氧核苷酸的合成四种脱氧核糖核苷酸（四种脱氧核糖核苷酸（dADP、dGDP、dCDP、dUDP）的）的合成：是合成：是由相应的核糖核苷由相应的核糖核苷酸还原生成酸还原生成的。还原过程发的。还原过程发生在核苷生在核苷二磷酸二磷酸水平上。水平上。上述合成的上述合成的dUMP不存在于不存

7、在于DNA中，它主要用于合成中，它主要用于合成dTMP。甲基化甲基化 dUMP dTMP核糖核苷酸的还原反应核糖核苷酸的还原反应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NADP+NADPH+H+硫氧还蛋白硫氧还蛋白还原酶还原酶FAD核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶（B1和和B2）ATP、Mg2+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脱氧胸腺嘧啶核

8、苷酸的合成脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成 胸腺嘧啶核苷酸合成酶胸腺嘧啶核苷酸合成酶NADPH+H+SerNADP+Gly N5、N10 亚甲基亚甲基 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核核苷苷酸酸的的合合成成及及相相互互关关系系合成特点：合成特点：嘌呤核苷酸的合成不是先形成游离嘌呤，再嘌呤核苷酸的合成不是先形成游离嘌呤，再接上核糖和磷酸。而是以接上核糖和磷酸。而是以PRPPPRPP(5-(5-磷酸核糖磷酸核糖-1-1-焦焦磷酸磷酸)提供核糖和磷酸提供核糖和磷酸，在，在PRPPPRPP的的C C1 1位置上位置上逐步进逐步

9、进行嘌呤环的组装行嘌呤环的组装，先合成，先合成次黄嘌呤次黄嘌呤核苷酸（核苷酸（IMPIMP）,然后再转化为其它嘌呤核苷酸。然后再转化为其它嘌呤核苷酸。3 3、合成简式：、合成简式：(反应式见反应式见P278P278图图11-711-7，8 8，9 9）谷酰谷酰 甘甘aaaa 甲酸盐甲酸盐 COCO2 2 天冬天冬aaaa 甲酸盐甲酸盐 天冬天冬aaaa AMPAMPPRPP IMPPRPP IMP 谷酰谷酰 GMPGMP合成特点：合成特点：与嘌呤核苷酸的合成不同，与嘌呤核苷酸的合成不同，先合成嘧啶环骨先合成嘧啶环骨架架（乳清酸），再与（乳清酸），再与PRPPPRPP结合，生成尿嘧啶核苷结合，生

10、成尿嘧啶核苷酸（酸（UMPUMP），再转化为胞嘧啶核苷酸（），再转化为胞嘧啶核苷酸（CTPCTP）。）。合成简式：合成简式：PRPP 2ATP PRPP 2ATP 谷酰谷酰 氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸 +天冬氨酸天冬氨酸 乳清酸乳清酸 UMP UTP UMP UTP CTPCTP 四种脱氧核糖核苷酸（四种脱氧核糖核苷酸（dAdAD DP P、dGDPdGDP、dCDPdCDP、dUDPdUDP）的合成：是）的合成：是由相应的核糖核苷酸还原生成由相应的核糖核苷酸还原生成的。还原过程发生在核苷的。还原过程发生在核苷二磷酸二磷酸水平上。水平上。激酶激酶 NMP+ATP NDP+ADPNMP+ATP NDP

11、+ADP 核糖核苷酸还原酶系核糖核苷酸还原酶系 NDP dNDPNDP dNDP（N N 代表上述代表上述4 4种碱基）种碱基）核苷酸转变为多磷酸核苷酸核苷酸转变为多磷酸核苷酸 多磷酸核苷酸是最活跃的转化形式，多磷酸核苷酸是最活跃的转化形式，RNARNA和和DNADNA的生物的生物合成合成也需要也需要三磷酸核苷酸三磷酸核苷酸，它们是在激，它们是在激酶的作用下形成的。酶的作用下形成的。注意几点：注意几点：1 1、嘌呤和嘌呤和嘧啶核苷酸合成中以嘧啶核苷酸合成中以PRPPPRPP提供核糖和磷酸提供核糖和磷酸。2 2、嘌呤嘌呤核苷酸核苷酸的合成在的合成在PRPPPRPP上逐步形成嘌呤环上逐步形成嘌呤环

12、，合成，合成IMPIMP，再转化为再转化为AMPAMP和和GMPGMP。3 3、嘧啶核苷酸合成是、嘧啶核苷酸合成是先形成嘧啶环先形成嘧啶环，再添上再添上PRPPPRPP，形，形成成乳清酸乳清酸，合成，合成 UMPUMP，再转化，再转化CTPCTP。4 4、脱氧核糖核苷酸由、脱氧核糖核苷酸由相应的核糖核苷酸相应的核糖核苷酸还原生成，其还原生成，其还原发生在核苷还原发生在核苷二磷酸二磷酸水平上。水平上。5 5、dTMPdTMP由由dUMPdUMP甲基化形成。甲基化形成。6 6、RNARNA和和DNADNA的合成需要的合成需要三磷酸核苷酸三磷酸核苷酸。一碳基团的一碳基团的来源与转变来源与转变七、核酸的酶促降解和核苷酸的代谢七、核酸的酶促降解和核苷酸的代谢 1 核酸的酶促降解核酸的酶促降解 核糖核酸酶核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶、限制性内切酶限制性内切酶 2 核苷酸的降解核苷酸的降解 3 核苷酸的核苷酸的合成代谢合成代谢 （1）核糖核苷酸的生物合成）核糖核苷酸的生物合成 嘌呤核苷酸的合成：从头合成和补救途径嘌呤核苷酸的合成：从头合成和补救途径 嘧啶核苷酸的合成：从头合成和补救途径嘧啶核苷酸的合成：从头合成和补救途径 （2）脱氧核苷酸的生物合成）脱氧核苷酸的生物合成 核糖核苷酸的还原核糖核苷酸的还原 脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成