核酸的降解和核苷酸代谢ppt演示课件

.,1,核酸的降解和核苷酸代谢,.,2,（一）核酸解聚,一、核酸和核苷酸的分解代谢,.,3,只能水解3核苷酸或5核苷酸（3核苷酸酶、5核苷酸酶）,（二）核苷酸的降解,1、核苷酸酶（磷酸单脂酶）,水解核苷酸，产生核苷和磷酸。,非特异性磷酸单酯酶：,不论磷酸基在戊糖的2、3、5，都能水解下来。,特异性磷酸单酯酶：,核苷酸在核苷酸酶作用下，水解为核苷和磷酸。核苷在核苷磷酸化酶的作用下，分解为碱基和戊糖-1-磷酸； 或在核苷水解酶的作用下，水解为碱基和戊糖。,.,4,核苷+磷酸,核苷磷酸化酶,碱基+戊糖-1-磷酸,2、核苷酶,核苷磷酸化酶：,主要存在于植物、微生物中，不可逆，只降解核糖核苷。,广泛存在，反应可逆，作用于核糖核苷或脱氧核糖核苷。, 核苷水解酶：,核苷 + H2O,核苷水解酶,碱基 + 戊糖,.,5,再利用,.,6,.,7,1、嘌呤碱的分解过程,1）代谢场所,代谢场所：肝脏、小肠及肾脏可分别在碱基、核苷、核苷酸水平上进行，进行的反应有脱氨、氧化等。,（三）嘌呤碱的分解代谢,.,8,2）代谢过程,嘌呤碱在各种脱氨酶的作用下水解脱去氨基，可以在碱基、核苷及核苷酸的水平上进行。,腺嘌呤核苷酸,腺嘌呤核苷,腺嘌呤,次黄嘌呤核苷酸,次黄嘌呤核苷,次黄嘌呤,核苷酸酶,核苷磷酸化酶,核苷酸酶,核苷磷酸化酶,腺嘌呤核苷酸脱氨酶(活性高),腺嘌呤核苷脱氨酶(活性高),腺嘌呤脱氨酶(活性低),鸟嘌呤,黄嘌呤,鸟嘌呤脱氨酶(活性高),黄嘌呤氧化酶,.,9,黄嘌呤可继续被分解，不同生物降解的产物不同。,尿酸氧化酶,黄嘌呤,尿酸（排尿酸动物）,黄嘌呤氧化酶,尿囊素（除人猿外的哺乳动物）,尿囊酸（硬骨鱼类）,尿囊素酶,尿素+乙醛酸（鱼类、两栖类）,尿囊酸酶,氨+二氧化碳（低等动物）,.,10,I,各物种嘌呤碱的共同中间代谢产物,小结：,.,11,3）黄嘌呤氧化酶与痛风症,由于体内嘌呤核苷酸分解代谢异常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸钠晶体沉积于软骨、关节、软组织及肾脏，临床上表现为皮下结节、关节疼痛等症状，是为痛风症，又称高血尿酸症，属关节炎的一种，也称代谢性关节炎。,.,12,高嘌呤饮食（龙虾等海鲜）体内核酸大量分解肾疾病嘌呤核苷酸代谢酶缺陷,血中尿酸含量升高,.,13,.,14,.,15,鸟嘌呤,次黄嘌呤,黄嘌呤,尿酸,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,别嘌呤醇,-脲基丙酸,DHU,二、嘧啶碱的分解代谢,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。,.,19,胞嘧啶,NH3,尿嘧啶,二氢尿嘧啶,H2O,CO2 + NH3,-丙氨酸,胸腺嘧啶,-脲基异丁酸,-氨基异丁酸,H2O,丙二酸单酰CoA,乙酰CoA,TCA,肝,尿素,甲基丙二酸单酰CoA,琥珀酰CoA,TCA,糖异生,小结：,.,21,从头合成途径(de novo synthesis pathway) 利用CO2、氨基酸等作为简单原料合成补救合成途径(salvage synthesis pathway) 利用体内游离的碱基或核苷合成,核苷酸生物合成的基本途径,第二节 核苷酸的合成代谢,.,22,一、嘌呤核苷酸的合成,（一）嘌呤碱的元素来源,谷氨酰胺（酰胺氮）,一碳基团（甲酸盐）,一碳基团（甲酸盐）,甘氨酸,二氧化碳,天冬氨酸,“甘氨酸中间站，谷氮一碳坐两边。左上天冬氨，头顶二氧化碳”。,.,24,（二）嘌呤核苷酸的合成,1、 从头合成的概念及部位,利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应合成嘌呤核苷酸的途径。,肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成途径。,合成部位,定义,.,25,.,26,2、 从头合成过程,I. 次黄嘌呤核苷酸的合成,（PRPP激酶）,5,1,5-磷酸核糖的活化,磷酸核糖焦磷酸激酶,AMP和GMP的合成,黄嘌呤核苷酸,鸟苷酸,细菌直接以氨作为氨基供体,鸟嘌呤核苷酸合成酶,.,32,3、嘌呤核苷酸生物合成的调节反馈调节,.,33,.,34,（三）由嘌呤碱和核苷酸合成核苷酸,“补救合成”-salvage synthesis,定义：利用体内游离的碱基或相应的核苷，经过简单的反应，合成核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。,1、定义,(脑和骨髓),.,38,Lesch-Nyhan综合症（莱-尼综合症）：也称为自毁容貌症，是由于次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶的遗传缺陷引起的。缺乏该酶使得次黄嘌呤和鸟嘌呤不能转换为IMP和GMP，而是降解为尿酸，过量尿酸将导致Lesch-Nyhan综合症。,.,39,抗代谢物的概念:在化学结构上与正常代谢物（底物或辅酶）结构相似，具有竞争性拮抗正常代谢的物质。机制:竞争性抑制或“以假乱真”方式干扰或阻断核苷酸的合成代谢，进而阻止核酸及蛋白质的生物合成。意义:抗肿瘤,嘌呤核苷酸合成的抗代谢物,.,40,嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物。,.,41,主要有6-巯基嘌呤(6-MP)、6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等,嘌呤类似物,.,42,6-MP,6-MP作用机制,.,43,氨基酸类似物,主要有氮杂丝氨酸(AS)、 6-重氮-5-氧正亮氨酸等 化学结构与Gln相似,.,44,氨蝶呤(AP)和甲氨蝶呤(MTX)等能竞争性抑制二氢叶酸还原酶，使叶酸不能还原成FH2和FH4。,叶酸类似物,.,45,.,46,二、嘧啶核苷酸的合成,（一）嘧啶碱的元素来源,氨甲酰磷酸,天冬氨酸右边站，谷酰直往左上窜，剩余废物二氧化碳,.,47,（二）嘧啶核苷酸的从头合成,主要是肝细胞胞液,利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。,1、定义,2、合成部位,.,48,3、合成过程,合成原料：谷氨酰胺、天冬氨酸、CO2、磷酸核糖。 合成特点：用原料先合成嘧啶环，然后再与磷酸核糖连接生成嘧啶核苷酸。,（1）UMP的合成,.,50,（2）胞嘧啶核苷酸的合成,在核苷三磷酸的水平上形成CTP,（3）胸腺嘧啶核苷酸的合成,FH2,FH2还原酶,NADPH+H+,NADP,（三）嘧啶核苷酸的补救合成,胞嘧啶核苷 尿嘧啶核苷,（四）嘧啶核苷酸生物合成的调节,.,58,（五）嘧啶核苷酸合成的抗代谢物,1、嘧啶类似物,胸腺嘧啶(T),5-氟尿嘧啶(5-FU),通过对酶的竞争性抑制而干扰或抑制嘧啶核苷酸的合成。,d,dUMP,N5,N10-CH2-FH4,FH2,FH2还原酶,NADPH+H+,NADP,FH4,丝氨酸,甘氨酸,胸苷酸合成酶,5-FUF-dUMP，可竞争性抑制胸苷酸合成酶的活性，从而抑制胸苷酸的合成。,d,.,60,3、某些改变了核糖结构的核苷类似物抑制CDPdCDP。,氮杂丝氨酸抑制CTP合成；氨甲蝶呤抑制dTMP合成。,2、氨基酸和叶酸类似物,.,61,氮杂丝氨酸,阿糖胞苷,氨甲碟呤,氮杂丝氨酸,小结：嘧啶核苷酸合成的抗代谢物调节机制,5-FU,小结：,.,63,三、脱氧核糖核苷酸的合成,.,64,.,65,.,66,.,67,.,68,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,FA