生物化学核酸的降解和核苷酸的代谢.课件.ppt
,第33章 核酸的降解和核苷酸代谢,（一）核酸的解聚,核酸,磷酸,核苷酸,核苷,水解,一、核酸和核苷酸的分解代谢,DNA,外切酶,内切酶,特定部位的限制性内切酶,外切核酸酶对核酸的水解位点,5,OH,B,3,B,B,B,B,B,B,B,牛脾磷酸二酯酶5端外切得：3核苷酸,蛇毒磷酸二酯酶3端外切得：5核苷酸,限制性内切酶：主要降解外源DNA具有严格的碱基序列专一性EcoR第一个字母为大肠杆菌E.coli属名；co为种名的头两个字母；第四个字母R表示大肠杆菌的菌株；最后一个罗马数字表示该细菌中已分离出的这一类酶的编号。,（二）核苷酸的分解,磷酸-戊糖,碱基,核苷,分解合成,？,进入磷酸戊糖途径或重新合成核酸,戊糖,碱基,核苷,（三）嘌呤的分解,嘌呤碱包括：A-腺嘌呤、G-鸟嘌呤嘌呤的分解代谢终产物,人、猿以及鸟类、爬虫类和大多数昆虫：尿酸其他哺乳动物、双翅目昆虫：尿囊素硬骨鱼类：尿囊酸大多数鱼类、两栖类：尿素,尿酸酶,尿囊素酶,人、猿以及鸟类、爬虫类和大多数昆虫：尿酸其他哺乳动物、双翅目昆虫：尿囊素硬骨鱼类：尿囊酸大多数鱼类、两栖类：尿素,尿囊酸酶,尿酸,尿囊素,尿囊酸,尿素,嘌呤的分解,脱氨可发生在核苷/核苷酸水平,核糖,脱氨基酶,尿酸,（四）嘧啶的分解,胞嘧啶,NH3,NH3,尿嘧啶,乙酸+3NH3+2CO2,胸腺嘧啶,-氨基异丁酸+CO2+NH3,排出体外或进入有机酸代谢。,嘧啶的分解,代谢支路,琥珀酰CoA,二、核苷酸生物合成,（一）嘌呤核苷酸的合成途径,天冬氨酸,一碳基团（甲酸盐）,谷氨酰胺,甘氨酸,一碳基团（甲酸盐）,1、次黄嘌呤核苷酸的从头合成,5-磷酸核糖+ATP,5-磷酸核糖焦磷酸+AMP,磷酸核糖焦磷酸激酶,Mg2+,磷酸核糖焦磷酸激酶,转酰胺酶,5-磷酸核糖胺,5-磷酸核糖胺,甘氨酰胺核苷酸,合成酶,甘氨酰胺核苷酸,甲酰甘氨酰胺核苷酸,转甲酰基酶,来自甲酸（盐）,甲酰甘氨酰胺核苷酸,甲酰甘氨脒核苷酸,合成酶,甲酰甘氨脒核苷酸,5-氨基-咪唑核苷酸,合成酶,N5-羧基氨基咪唑核苷酸,5-氨基-咪唑核苷酸,氨基咪唑核苷酸羧化酶,5-氨基-咪唑-4-羧酸核苷酸,N5-羧基氨基咪唑核苷酸,5-氨基-咪唑-4-羧酸核苷酸,N-琥珀-5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸,5-氨基咪唑-4（N-琥珀基）甲酰胺核苷酸,5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸,延胡索酸,5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸,5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸,5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸,次黄嘌呤核苷酸,H,次黄嘌呤核苷酸,腺苷酸,黄嘌呤核苷酸,鸟苷酸,腺苷酸代琥珀酸,腺苷酸代琥珀酸,次黄嘌呤核苷酸,2、腺嘌呤核苷酸的合成,腺苷酸代琥珀酸,腺苷酸,黄嘌呤核苷酸,次黄嘌呤核苷酸,3、鸟嘌呤核苷酸的合成,黄嘌呤核苷酸,鸟苷酸,细菌直接以氨作为氨基供体,主要发生在肝脏，常因各种抑制物甚至生理紧张导致其中的某些酶缺乏，影响细胞生长。,“从头合成”途径（通常情况下占95%）,核糖、氨基酸、CO2、NH3、Pi,核糖核苷酸,辅酶,RNA,脱氧核糖核苷酸,DNA,“补救”途径,内外源核酸分解,核苷,碱基、Pi,脱氧核苷,核酸类补品原理所在可提高康复速度,4、由嘌呤碱和核苷合成核苷酸,嘌呤核苷酸合成补救途径,磷酸核糖转移酶,嘌呤+PRPP,A(G)MP+PPi,嘌呤+1-P-核糖,嘌呤核苷,AMP,ATP ADP,核苷磷酸化酶,腺苷激酶,5、嘌呤核苷酸生物合成的调节,磷酸核糖焦磷酸激酶,转酰胺酶,腺苷酸琥珀酸 合成酶,次黄嘌呤核苷酸脱氢酶,“从头合成”中碱基各原子来源通过放射性同位素法推断,嘌呤碱,甘氨酸,磷酸核糖C1上逐个安插成嘌呤碱成分，形成A(G)MP。,（二）嘧啶核苷酸的合成途径,1、尿嘧啶核苷酸的从头合成,细菌的CPS,Gln,ADP,CO2,天冬氨酸,氨甲酰磷酸,氨甲酰天冬氨酸,二氢乳清酸,二氢乳清酸酶,二氢乳清酸,乳清酸,乳清酸,乳清苷酸,乳清苷酸,尿苷酸,尿苷酸,三磷酸胞苷,2、胞嘧啶核苷的合成,细菌直接与氨作用,3、补救途径,4、嘧啶核苷酸生物合成的调节,天门冬氨酸氨甲酰转移酶的别构调节,嘧啶碱,天冬氨酸,嘧啶环合成后+磷酸核糖,C(U)MP,(三）脱氧核糖核苷酸的合成,1、在核苷二磷酸水平被还原,2、胸腺嘧啶核苷的合成,脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成,胸腺嘧啶核苷酸合成酶,NADPH+H+Ser,NADP+Gly,二氢叶酸还原酶,Ser羟甲基转移酶,O,N,HN,O,dR-P,CH3,O,N,HN,O,dR-P,核苷酸的合成及相互关系,3、,核糖核苷酸的还原反应,NADP+,NADPH+H+,硫氧还蛋白还原酶,FAD,核糖核苷酸还原酶,ATP、Mg2+,核糖核苷酸的还原反应,FAD,核糖核苷酸还原酶,ATP、Mg2+,硫氧还蛋白还原酶,核糖核苷二磷酸,+H2O,脱氧核糖核苷二磷酸,FADH2,NADP+,NADPH+H+,谷氧还蛋白还原酶,GSSG,2GSH,谷胱甘肽还原酶,核糖核苷酸还原酶示意图,底物特异性调节位点,酶 活 性调节位点,活性位点,R1亚基,R2亚基,使其活化,使酶抑制,有利于UDP和CDP还原,促进ADP和GDP还原,R2亚基结构,XMP,(dUMP+-CH3-dTMP),dXMP,X-A.C.U.G,X-A.C.T.G,2ADP,(d)XMP,(d)XTP,DNA,RNA,?,2ATP,四氢叶酸载运,还原酶,?,
