生物化学第十章核酸代谢课件.ppt

1、 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 核酸核酸 核苷酸核苷酸 核苷核苷 碱基碱基+戊糖戊糖-1-P磷酸磷酸吸收方式：核苷、核苷酸吸收部位：小肠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 T

2、1RNAase T1Pu：嘌呤：嘌呤 Py：嘧啶：嘧啶 RNAase T2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

3、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 核苷酸是生物体内的重要物质，起着多方面的作用：核苷酸是生物体内的重要物质，起着多方面的作用：DNA DNA 和和 RNARNA合成的前体。合成的前体。其衍生物是许多生物合成的活化的中间物。其衍生物是许多生物合成的活化的中间物。ATPATP是生物系统最通用的能量、是生物系统最通用的能量、GTPGTP赋予大分子例如新生肽赋予大分子例如新生肽 链在核糖体上的移位运动的动力及

4、信号偶联蛋白的活化。链在核糖体上的移位运动的动力及信号偶联蛋白的活化。腺苷酸是三种主要辅酶腺苷酸是三种主要辅酶NADNAD、FADFAD 和和 CoACoA的组分。的组分。核苷酸也是代谢调节物。核苷酸也是代谢调节物。例如例如cAMPcAMP是许多激素行使调节作用的细胞内信使。是许多激素行使调节作用的细胞内信使。腺嘌呤核苷酸生物合成过程的阐明对于筛选抗肿瘤药物以及选腺嘌呤核苷酸生物合成过程的阐明对于筛选抗肿瘤药物以及选育核苷酸高产菌株都有指导意义。育核苷酸高产菌株都有指导意义。二、二、嘌嘌呤呤的的分分解解尿囊酸尿囊酸 2 尿素尿素 乙醛酸乙醛酸尿囊酸酶尿囊酸酶 腺苷酸腺苷酸 次黄苷酸次黄苷酸 黄

5、苷酸黄苷酸 鸟苷酸鸟苷酸 腺腺 苷苷 次黄苷次黄苷 黄黄 苷苷 鸟鸟 苷苷 腺嘌呤腺嘌呤 次黄嘌呤次黄嘌呤 黄嘌呤黄嘌呤 鸟嘌呤鸟嘌呤 尿尿 酸酸 图图5 嘌呤类在核苷酸、核苷和碱基三个水平上的降解嘌呤类在核苷酸、核苷和碱基三个水平上的降解三、三、嘧嘧啶啶的的分分解解一、嘌呤核苷酸的生物合成一、嘌呤核苷酸的生物合成(1)从头合成途径(2)补救途径(自学)二、嘧啶核苷酸的生物合成二、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)一、一、嘌嘌 呤呤 核核 苷苷 酸酸 的的 生生 物物 合合 成成（一）、从头合成（一）、从头合成 嘌呤核苷酸的从头合成分为两个阶段嘌呤

6、核苷酸的从头合成分为两个阶段.第一阶段是合成次黄嘌第一阶段是合成次黄嘌呤核苷酸呤核苷酸;第二阶段是在次黄嘌呤核苷酸的基础上合成腺嘌呤核苷第二阶段是在次黄嘌呤核苷酸的基础上合成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。用同位素标记实验证实，嘌呤环上各原子的来酸和鸟嘌呤核苷酸。用同位素标记实验证实，嘌呤环上各原子的来源如源如图图1 1所示。所示。1 1次黄嘌呤核苷酸的合成次黄嘌呤核苷酸的合成 (第一阶段第一阶段)1)1)首先在磷酸核糖焦磷酸激酶催化下合成首先在磷酸核糖焦磷酸激酶催化下合成5-5-磷酸核糖焦磷酸。磷酸核糖焦磷酸。在此基础上合成次黄嘌呤核苷酸在此基础上合成次黄嘌呤核苷酸（图（图2 2）。所涉及的酶有

7、：。所涉及的酶有：2)5-2)5-磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶；磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶；3)3)甘氨酰胺核苷酸合酶，甘氨酰胺核苷酸合酶，4)4)甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶；甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶；5)5)甲酰甘氨脒核苷酸合成酶。甲酰甘氨脒核苷酸合成酶。6)6)氨基咪唑核苷酸合酶；氨基咪唑核苷酸合酶；7)7)氨基咪唑核苷酸羧化酶。氨基咪唑核苷酸羧化酶。8)8)氨基咪唑琥珀基甲酰胺核苷酸合酶；氨基咪唑琥珀基甲酰胺核苷酸合酶；9)9)腺苷酸琥珀酸裂解酶；腺苷酸琥珀酸裂解酶；10)10)氨基咪唑甲酰胺核苷酸转甲酰酶；氨基咪唑甲酰胺核苷酸转甲酰酶；11)11)次黄嘌呤核苷酸环脱水酶次黄嘌呤核苷酸环脱水酶 2腺

8、嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸的合成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸的合成 第二阶段的反应是次黄嘌呤核苷酸分别转变成第二阶段的反应是次黄嘌呤核苷酸分别转变成AMPAMP和和 GMPGMP(图图3)3)。在在5-AMP 5-AMP 和和5-GMP5-GMP的基础上可进一步磷酸化生成的基础上可进一步磷酸化生成ADPADP、GDPGDP、ATP&ATP&和和GTPGTP。3.3.腺嘌呤核苷酸的合成腺嘌呤核苷酸的合成(从头合成从头合成)的调节的调节 在腺嘌呤核苷酸的从头合成途径中，反馈调节是主要的调节方在腺嘌呤核苷酸的从头合成途径中，反馈调节是主要的调节方式。该途径的第一步反应式。该途径的第一步反应，即即5-5-

9、磷酸核糖焦磷酸转变成磷酸核糖焦磷酸转变成5-5-磷酸核磷酸核糖胺的反应是一步关键性反应。催化该反应的糖胺的反应是一步关键性反应。催化该反应的5-5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶是一种别构酶，这个酶的活性受其终产物转酰胺酶是一种别构酶，这个酶的活性受其终产物AMPAMP和和GMPGMP反馈抑反馈抑制制（图图4 4）。此外，此外，AMPAMP和和GMPGMP亦可对由亦可对由IMPIMP合成合成AMPAMP和和GMPGMP的第一步反的第一步反应造成反馈抑制。应造成反馈抑制。4.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的结构与天冬氨酸的结构类似，可强烈地抑制腺羽田杀菌素的

10、结构与天冬氨酸的结构类似，可强烈地抑制腺 苷酸琥珀酸合成酶的活性。苷酸琥珀酸合成酶的活性。氨基喋呤氨基喋呤及氨甲基喋呤与四氢叶酸的结构很相似。这二种化及氨甲基喋呤与四氢叶酸的结构很相似。这二种化 合物能结合到二氢叶酸还原酶的活性部位上，阻止四氢叶酸合物能结合到二氢叶酸还原酶的活性部位上，阻止四氢叶酸 的合成，抑制四氢叶酸作为一碳单位载体的作用，从而阻止的合成，抑制四氢叶酸作为一碳单位载体的作用，从而阻止 嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸(和嘧啶核苷酸和嘧啶核苷酸)的合成。的合成。抗菌素抗菌素重氮乙酰丝氨酸重氮乙酰丝氨酸(azaserine(azaserine)及及6-6-重氮重氮-5-5-氧氧-正亮氨正亮

11、氨 酸与谷氨酰胺的结构很相似，它们是催化氨基从酸与谷氨酰胺的结构很相似，它们是催化氨基从GlnGln转移到转移到 相应受体分子上的那些酶的有效抑制剂。相应受体分子上的那些酶的有效抑制剂。6-6-巯基喋呤巯基喋呤也是一种抗肿瘤药物。也是一种抗肿瘤药物。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”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

12、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 生物合成生物合成5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-琥珀琥珀基基-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THFATHFAIMP转变为转变为GMP和和AMP图16-2返回 2)5-磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶 3)甘氨酰胺核苷酸合酶甘氨酰胺核苷酸合酶 4)甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶 5)甲酰甘氨脒

13、核苷酸合成酶甲酰甘氨脒核苷酸合成酶 6)氨基咪唑核苷酸合酶氨基咪唑核苷酸合酶 7)氨基咪唑核苷酸羧化酶氨基咪唑核苷酸羧化酶 8)氨基咪唑琥珀基甲酰胺核苷酸合酶氨基咪唑琥珀基甲酰胺核苷酸合酶 9)腺苷酸琥珀酸裂解酶腺苷酸琥珀酸裂解酶 10)氨基咪唑甲酰胺核苷酸转甲酰酶氨基咪唑甲酰胺核苷酸转甲酰酶 11)次黄嘌呤核苷酸环脱水酶次黄嘌呤核苷酸环脱水酶图16-3返回（二）、（二）、补救途径补救途径(salvage)(salvage)利用细胞内己有的嘌呤碱基合成嘌呤核苷酸的途径称为补救途径。利用细胞内己有的嘌呤碱基合成嘌呤核苷酸的途径称为补救途径。1.1.嘌呤与嘌呤与5-5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸

14、(PRPP)(PRPP)作用作用 腺嘌呤磷酸核糖基转移酶腺嘌呤磷酸核糖基转移酶,能催化下列的反应能催化下列的反应:腺嘌呤腺嘌呤 +5-+5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸 5-AMP +PPi5-AMP +PPi 另一种酶是次黄嘌呤另一种酶是次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶，它能催化：鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶，它能催化：次黄嘌呤次黄嘌呤+5-+5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸 5-IMP +PPi5-IMP +PPi 鸟嘌呤鸟嘌呤 +5-+5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸 5-GMP +PPi5-GMP +PPi 黄嘌呤黄嘌呤+5-+5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸 5-XMP +PPi5-XMP

15、 +PPi 由于次黄嘌呤和鸟嘌呤是细胞内嘌呤核苷酸降解的主要产物，由于次黄嘌呤和鸟嘌呤是细胞内嘌呤核苷酸降解的主要产物，所以在嘌呤核苷酸合成的补救途径中，所以在嘌呤核苷酸合成的补救途径中，次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶是主要的酶。基转移酶是主要的酶。磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶嘌呤嘌呤+PRPPA(GX)MP+PPi嘌呤核苷酸合成补救途径嘌呤核苷酸合成补救途径 磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶嘌呤嘌呤+PRPPA(GX)MP+PPi嘌呤嘌呤+1-P-核糖核糖嘌呤核苷嘌呤核苷 A(G)MPATP ADP1.1.嘌呤与嘌呤与5-5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸(PRPP)(PR

16、PP)作用作用2.2.嘌呤与嘌呤与1-1-磷酸核糖作用磷酸核糖作用 二、二、嘧嘧 啶啶 核核 苷苷 酸酸 的的 合合 成成 嘧啶核苷酸的合成途径与嘌呤核苷酸合成途径很不相同。嘧啶核苷酸的合成途径与嘌呤核苷酸合成途径很不相同。（一）、从头合成途径（一）、从头合成途径 嘧啶核苷酸的嘧啶环是由嘧啶核苷酸的嘧啶环是由氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸和和天冬氨酸天冬氨酸合成。嘧啶核苷合成。嘧啶核苷酸合成时首先形成嘧啶环酸合成时首先形成嘧啶环（图图5 5），然后在此基础上与磷酸核糖结合成，然后在此基础上与磷酸核糖结合成乳清核苷酸，继而转变成尿嘧啶核苷酸。乳清核苷酸，继而转变成尿嘧啶核苷酸。1.1.尿嘧啶核苷酸的合成尿

17、嘧啶核苷酸的合成 1)1)氨甲酰磷酸的合成：氨甲酰磷酸的合成：氨甲酰磷酸是氨甲酰磷酸是肝脏合成尿素的原料肝脏合成尿素的原料(线粒体中线粒体中)也是嘧啶核苷酸合成的前体也是嘧啶核苷酸合成的前体(在胞液中在胞液中)。氨甲酰磷酸合成的氮的来源是不同的。氨甲酰磷酸合成的氮的来源是不同的。线粒体合成氨甲酰磷酸的氮来自脱氨基作用产生的线粒体合成氨甲酰磷酸的氮来自脱氨基作用产生的NHNH3 3；而胞液合成氨甲酰磷酸的氮来自而胞液合成氨甲酰磷酸的氮来自GlnGln，且不需要，且不需要N-N-乙酰乙酰GluGlu作活化剂。作活化剂。因为在胞液中是由一种不同于线粒体中的氨甲酰磷酸合成酶催化的，因为在胞液中是由一种

18、不同于线粒体中的氨甲酰磷酸合成酶催化的，叫叫氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶。线粒体中的酶叫做线粒体中的酶叫做氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶。氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶催化的反应如催化的反应如图图6 6所示。所示。2).尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸合成的过程合成的过程（图（图6 6）AspAsp转氨甲酰基酶的催化转氨甲酰基酶的催化AspAsp与氨甲酰磷酸结合生成氨甲酰与氨甲酰磷酸结合生成氨甲酰Asp,Asp,接着在二氢乳清酸酶的作用下生成二氢乳清酸。接着在二氢乳清酸酶的作用下生成二氢乳清酸。然后在二氢乳清酸脱氢酶的催化下然后在二氢乳清酸脱氢酶的催化下,生成乳清酸。生成乳清酸。第四步在乳清酸

19、磷酸核糖基转移酶的催化下生成乳清核苷酸。第四步在乳清酸磷酸核糖基转移酶的催化下生成乳清核苷酸。第五步是在乳清核苷酸脱羧酶的催化下生成尿嘧啶核苷酸。第五步是在乳清核苷酸脱羧酶的催化下生成尿嘧啶核苷酸。在在E,coliE,coli中，催化中，催化UMPUMP合成的合成的6 6种酶彼此是分开的。种酶彼此是分开的。相反，在真核生物中，其中相反，在真核生物中，其中5 5种酶群集成为两种多功能酶：种酶群集成为两种多功能酶：氨甲酰磷酸合成酶（氨甲酰磷酸合成酶（C C）、天冬氨酸转氨甲酰基酶（）、天冬氨酸转氨甲酰基酶（A A）、二氢）、二氢乳清酸酶（乳清酸酶（D D）共价结合成）共价结合成240kD240kD

20、的大的多肽链，该多功能酶称为的大的多肽链，该多功能酶称为CADCAD；乳清酸磷酸核糖基转移酶和乳清核苷酸脱羧酶共价结合成；乳清酸磷酸核糖基转移酶和乳清核苷酸脱羧酶共价结合成52kD52kD的单一多肽链，这两种酶活性分别位于两个不同的结构域。的单一多肽链，这两种酶活性分别位于两个不同的结构域。2.2.胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成是在尿嘧啶核苷三磷酸的水平上进行胞嘧啶核苷酸的合成是在尿嘧啶核苷三磷酸的水平上进行（图（图7 7）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

21、源b、UMP的从头合成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尿嘧啶核苷酸合成途径尿嘧啶核苷酸合成途径图图61.氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶2.天冬氨酸转氨甲酰基酶天冬氨酸转氨甲酰基酶3.二氢乳清酸酶二氢乳清酸酶4.二氢乳清酸脱氢酶二氢乳清酸脱氢酶5.乳清酸磷酸核糖基转移酶乳清酸磷酸核糖基转移酶6.乳清核苷酸脱羧酶的催化乳清核苷酸脱羧酶的催化下生成尿嘧啶核苷酸。下生成尿嘧啶核苷酸。2.2.胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成是在尿嘧啶核苷三磷酸的水平胞嘧啶核苷酸的合成是在尿嘧啶核苷三

22、磷酸的水平上进行的上进行的。3、嘧啶核苷酸合成的调节嘧啶核苷酸合成的调节 在原核生物在原核生物(如如,E.,E.colicoli)中，嘧啶核苷酸生物合成的主要调中，嘧啶核苷酸生物合成的主要调节部位是天冬氨酸转氨甲酰酶催化的反应，节部位是天冬氨酸转氨甲酰酶催化的反应，该酶是一种别构酶。该酶是一种别构酶。在哺乳动物中，嘧啶核苷酸生物合成的主要调节部位则是氨在哺乳动物中，嘧啶核苷酸生物合成的主要调节部位则是氨甲酰磷酸合成酶催化的反应。甲酰磷酸合成酶催化的反应。该酶的活性受嘧啶核苷酸的反馈抑该酶的活性受嘧啶核苷酸的反馈抑制，但嘌呤核苷酸则起激活作用制，但嘌呤核苷酸则起激活作用（图（图10-810-8）

23、。4 4、药物对嘧啶核苷酸合成的影响、药物对嘧啶核苷酸合成的影响 6-6-氮尿嘧啶核苷氮尿嘧啶核苷(6-Azauridine)(6-Azauridine)是嘧啶核苷酸合成的抑制剂。是嘧啶核苷酸合成的抑制剂。因为氮尿嘧啶核苷进入到体内后转变成相应的核苷酸，能抑制乳因为氮尿嘧啶核苷进入到体内后转变成相应的核苷酸，能抑制乳清核苷酸脱羧酶的活性。清核苷酸脱羧酶的活性。重氮乙酰丝氨酸重氮乙酰丝氨酸是从是从GlnGln上转酰胺酶的有效抑制剂。在嘧啶核上转酰胺酶的有效抑制剂。在嘧啶核苷酸的从头合成中，氨甲酰磷酸合成酶和胞嘧啶核苷三磷酸合成苷酸的从头合成中，氨甲酰磷酸合成酶和胞嘧啶核苷三磷酸合成酶催化的反应均

24、需要酶催化的反应均需要GlnGln提供酰胺基，故这两种酶可被重氮乙酰丝提供酰胺基，故这两种酶可被重氮乙酰丝氨酸抑制，从而抑制了嘧啶核苷酸的合成。氨酸抑制，从而抑制了嘧啶核苷酸的合成。图10-8返回返回(二二)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+PRPPUMP+PPi尿嘧啶尿嘧啶+1-P-核糖核糖尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+Pi尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATPUMP+ADP胞嘧啶核苷胞嘧啶核苷+ATPCMP+ADP尿苷激酶尿苷激酶尿苷激酶尿苷激酶尿苷磷酸化酶尿苷磷酸化酶UMP磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶 三、三、脱脱 氧氧 核核 苷苷 酸酸 的的 合合 成成 生物体内

25、的各种脱氧核糖核苷酸是在核糖核苷二磷酸的生物体内的各种脱氧核糖核苷酸是在核糖核苷二磷酸的基础上经过还原脱去核糖第二位的氧后产生的。基础上经过还原脱去核糖第二位的氧后产生的。脱氧胸腺嘧啶核苷酸脱氧胸腺嘧啶核苷酸则需要另外的则需要另外的甲基化过程甲基化过程产生。产生。核糖核苷二磷酸是在核糖核苷单磷酸的基础上通过相应的核糖核苷二磷酸是在核糖核苷单磷酸的基础上通过相应的核苷酸激酶由核苷酸激酶由ATPATP提供磷酸基而产生的。提供磷酸基而产生的。一）、核糖核苷酸还原酶一）、核糖核苷酸还原酶 核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶（图（图9 9）催化核糖核苷二磷酸还原催化核糖核苷二磷酸还原 脱氧生成脱氧核糖核苷

26、二磷酸脱氧生成脱氧核糖核苷二磷酸（图图1010）。dADPdADP、dGDPdGDP、dCDPdCDP、dUDPdUDP都可直接由上面反应产生，都可直接由上面反应产生，再经核苷二磷酸激酶催化转变成脱氧核苷三磷酸。再经核苷二磷酸激酶催化转变成脱氧核苷三磷酸。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+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

27、磷酸脱氧核糖核苷二磷酸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硫氧还蛋白硫氧还蛋白还原酶还原酶核糖核苷二磷酸核糖核苷二磷酸+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+谷氧还蛋白谷氧还蛋白还原酶还原酶OP-P-CH2NOH OHOP-P-CH2NOH HGSSG2GSH谷胱甘肽谷胱甘肽还原酶还原酶真核生物需真核生物需GSHGSH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

28、点酶酶 活活 性性调节位点调节位点活性位点活性位点R1亚基亚基R2亚基亚基图图10-9图图10-10返回二）、二）、脱氧核苷酸合成的调节脱氧核苷酸合成的调节 核糖核苷酸还原酶是一种别构调节酶核糖核苷酸还原酶是一种别构调节酶，是催化脱氧核糖核，是催化脱氧核糖核苷酸合成的限速步骤苷酸合成的限速步骤(至少在动物细胞中是如此至少在动物细胞中是如此)。别构效应物是。别构效应物是核苷三磷酸，其中有些是促进，有些则是抑制核苷三磷酸，其中有些是促进，有些则是抑制（图图9 9）。三）、药物对脱氧核糖核苷酸合成的影响三）、药物对脱氧核糖核苷酸合成的影响 羟基脲羟基脲(H(H2 2N-CO-NHOH)N-CO-NH

29、OH)能干扰脱氧核糖核苷酸的合成，能干扰脱氧核糖核苷酸的合成，因为它能抑制核糖核苷酸还原酶的活性。因为它能抑制核糖核苷酸还原酶的活性。5-5-氟尿嘧啶和氟尿嘧啶和5-5-氟脱氧尿嘧啶核苷氟脱氧尿嘧啶核苷干扰脱氧胸嘧啶核苷干扰脱氧胸嘧啶核苷酸的合成，因为它们都能转变成酸的合成，因为它们都能转变成5-5-氟氟-2-2-脱氧尿苷脱氧尿苷-5-5-单磷酸单磷酸(F-(F-dUMP)dUMP)，而，而F-dUMPF-dUMP与与dUMPdUMP相类似，并紧密结合到胸嘧啶核苷酸合成相类似，并紧密结合到胸嘧啶核苷酸合成酶上，形成共价复合物，使酶不能发挥催化反应，从而阻碍酶上，形成共价复合物，使酶不能发挥催化

30、反应，从而阻碍dTMPdTMP的合成。的合成。氨基喋呤及氨甲喋呤氨基喋呤及氨甲喋呤因能同二氢叶酸还原酶的催化部位因能同二氢叶酸还原酶的催化部位结合而阻碍了四氢叶酸的合成，从而也影响到脱氧核苷酸的合成。结合而阻碍了四氢叶酸的合成，从而也影响到脱氧核苷酸的合成。因为因为FHFH4 4作为一碳单位的载体参与了该步作为一碳单位的载体参与了该步反应。反应。四、脱氧胸嘧啶核苷酸的合成四、脱氧胸嘧啶核苷酸的合成1.以以UMP为原料为原料从头合成从头合成 首先，脱氧尿苷三磷酸水解转变成脱氧尿苷酸：首先，脱氧尿苷三磷酸水解转变成脱氧尿苷酸：dUTP H2O dUMP PPi dUMP再经特殊的胸腺嘧啶核苷酸合酶

31、催化再经特殊的胸腺嘧啶核苷酸合酶催化,甲基化而甲基化而生成的。生成的。甲基的供体是甲基的供体是N5,N10-甲叉四氢叶酸甲叉四氢叶酸（图图11）。图图12是是N5,N10-甲叉四氢叶酸产生的反应。甲叉四氢叶酸产生的反应。2.从胸腺嘧啶直接合成从胸腺嘧啶直接合成3.嘧啶核苷酸相互转化嘧啶核苷酸相互转化 脱氧胸腺嘧啶核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、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HH105一碳基团的一碳基团的来源与转变来源与转变五五核核苷苷酸酸的的合合成成及及相相互互关关系系