生物化学核酸代谢课件.ppt
讨论：核酸的营养价值！,第十章 核酸的代谢,第一节 核苷酸的概述第二节 核苷酸的合成动态第三节 核苷酸的生物代谢,核苷酸的概述,1、核酸合成的原料（最主要）2、体内能量的利用形式：ATP是细胞的主要能量形式；GTP也可提供能量3、参与代谢和生理调节：ATP/ADP/AMP,第二信使cAMP、cGMP4、组成辅酶:如腺苷酸CoA/FAD/NAD+/NADP+5、活化中间代谢产物：UDP-葡萄糖糖原合成 CDP-二脂酰甘油磷脂合成,二、核苷酸的代谢动态食物核酸 cAMP cGMP NTP 合成核酸 核苷酸 组织核酸 活性中间体组织核酸 辅酶,回顾:核酸的一级结构,核酸酶水解核酸的酶,核酸酶,核糖核酸酶,脱氧核糖核酸酶,按作用底物（DNA或RNA）分类,作用位点,核酸内切酶,核酸外切酶,核酸外切酶,核酸内切酶,核酸酶水解核酸的酶,外切酶：如蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二酯酶，蛇毒磷酸二酯酶从多核苷酸链的3端开始逐个水解核苷酸链，产物为5-核苷酸。牛脾磷酸二酯酶从多核苷酸链的5端开始逐个水解核苷酸链，产物为3-核苷酸,RNA的降解,RNA降解是涉及到基因表达的一个重要环节，rRNA和tRNA是稳定的RNA，其更新率低；mRNA是不稳定的RNA，其更新率非常高。脊椎动物细胞mRNA的平均半衰期约为3h,细菌mRNA的半衰期大约只有1.5min，以适应快速生长和对环境作出快速反应的要求。所有细胞中都存在各种核糖核酸酶，可以降解RNA。真核生物mRNA降解的主要途径首先是poly(A)尾巴的缩短，去腺苷酸化能诱发脱去5端帽子结构，然后由5 3方向和3 5 方向降解mRNA。,核酸内切酶：将核酸分解成较小的核苷酸链，很多核酸内切酶无选择性。但在某些细菌和蓝藻中，存在一类特殊的核酸内切酶，称为限制性核酸内切酶。这类酶在双链DNA上能识别特殊的核苷酸序列。,DNA重组技术,一个完整的DNA克隆过程应包括：目的基因的获取，基因载体的选择与构建，目的基因与载体的拼接，重组DNA分子导入受体细胞，筛选并无性繁殖含重组分子的受体细胞（转化子）。,图 5-27 DNA重组技术的主要步骤,返回,食物核蛋白,蛋白质,核酸(RNA与DNA),(磷酸二酯酶),单核苷酸,胰、肠核苷酸酶,(磷酸单酯酶),核苷,磷酸,核苷酶,(水解或磷酸解),戊糖或磷酸戊糖,碱基,核酸的消化,排出，很少利用,腺嘌呤的分解过程,鸟嘌呤的分解过程,一、嘌呤核苷酸的分解代谢,尿酸的形成与分解过程,嘌呤核苷酸的分解代谢,GMP,AMP,鸟嘌呤,黄嘌呤,次黄嘌呤,Pi,Pi NH3,尿酸,黄嘌呤氧化酶,NH3,别嘌呤醇,（-）,痛风症,腺嘌呤脱氨酶,鸟嘌呤脱氨酶,7mg/dl或0.41mmol/L,ADA基因缺陷,次 黄 嘌 呤,别 嘌 呤 醇,别嘌呤醇通过竞争性抑制黄嘌呤氧化酶而抑制尿酸的生成,次黄嘌呤和别嘌呤醇,二、嘧啶的分解,嘧啶分解代谢特点,1、还原降解，环被打破2、终产物:NH3、CO2、-丙氨酸、-氨基异丁酸,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,四、各种核苷酸的相互转变,1.从头合成途径（肝、胸腺）：,R-5-P,核苷酸,2.补救合成途径（脑、骨髓）：,嘌呤或嘧啶碱+,核苷酸,磷酸核糖焦磷酸(PRPP),aa,“-C”,CO2,（一系列酶促反应）,两条合成途径,R-5-P,嘌呤核苷酸的合成代谢,(一)、从头合成途径,嘌呤环上原子的来源,5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)开始，经一系列酶促反应，先生成次黄嘌呤核苷酸(肌苷酸,IMP)，然后再转变为AMP和GMP。部位：肝脏的胞浆,一）嘌呤核苷酸的从头合成,合成特点：,R-5-P PRPP,一碳单位、CO2、谷氨酰胺、甘氨酸、天冬酰氨,IMP,在PRPP的基础上各原料逐步合成嘌呤核苷酸,嘌呤环的原料,IMP生成反应过程,IMP转变为GMP和AMP,从头合成的调节,PRPP,PRA,GTP,+,+,调节方式：反馈调节和交叉调节,嘧啶核苷酸的合成代谢,(一)从头合成途径,先合成嘧啶环，然后再与磷酸核糖连接生成嘧啶核苷酸.,Asp,CO2,Gln,嘧啶核苷酸从头合成的调节,CMP的合成,UDP,UTP,CMP,3、dTMP的合成,dUDP,dUMP,dTMP,N5，N10-甲烯基 FH4,FH2,UDP,UMP,还原,核糖核苷酸的补救合成途径,腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adenine phosphoribosyl transferase,APRT)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosine kinase)等,参与补救合成的酶,（碱基磷酸核糖转移酶 核苷激酶）,合成过程,HGPRT-自毁容貌综合症,补救合成的生理意义,节省能量和一些原料的消耗某些组织器官，如脑、骨髓、白细胞等只能进行补救合成,脱氧核糖核苷酸的生成,二磷酸脱氧核苷,NDP,dNDP,二磷酸核糖核苷,NADP+,NADPH+H+,核糖核苷酸还原酶，Mg2+,还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2,氧化型硫氧化还原蛋白,硫氧化还原蛋白还原酶（FAD）,脱氧核苷酸的生成,嘌啶核苷酸与嘧啶核苷酸合成的比较,相同点,1.合成原料基本相同,嘌啶核苷酸,嘧啶核苷酸,2.合成部位肝脏,3.都有2种合成途径(从头和补救途径),4.合成核苷酸,不同点,1.在5-P-R基础上合成嘌呤环,2.最先合成的核苷酸是 IMP,3.在IMP基础上完成AMP和GMP的合成,1.先合成嘧啶环再与 5-P-R结合,2.先合成UMP,3.以UMP为基础,完成CTP,dTMP的合成,核苷酸的抗代谢物,次黄嘌呤(H),6-巯基嘌呤(6-MP),MTX甲氨碟呤,MTX甲氨碟呤 6-MP-6-巯基嘌呤,胸腺嘧啶(T),5-氟尿嘧啶(5-FU),氮杂丝氨酸,阿糖胞苷,氨甲碟呤,氮杂丝氨酸,CDP dCDP dCTP,Ara-C,(-),核苷类似物 阿糖胞苷(Ara-C),核苷酸代谢课堂练习1.补救合成途径主要在下列组织中进行.肝组织.胸腺脑组织 D骨髓组织E.小肠.下列原料在嘌呤碱和嘧啶碱合成中均需要C02 B.AspC.Gln D.“C”E.Gly,需要PRPP提供R-5-P的途径是 嘌呤核苷酸的从头合成 嘌呤核苷酸的补救合成嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的补救合成以上途径都需要核苷酸的脱氧还原是发生在下列水平上一磷酸核苷 B.二磷酸核苷三磷酸核苷 D.核苷E.核糖,5.人体内嘌呤碱分解终产物为次黄嘌呤 B.黄嘌呤 C.尿酸 腺嘌呤 E.鸟嘌呤6.6MP可从下列环节抑制嘌呤核苷酸的合成IMP AMP B.IMP XMPXMP GMP D.A+PRPP AMPE.G+PRPP GMP,
