dd核苷酸代谢

1、第八章 核苷酸代谢 核苷酸是核酸的基本组成单位，是生物体一类重要的生物小分子化学成分。几乎所有化学反应中，核苷酸都起着重要作用，主要表现在：合成DNA、RNA的前体；UDPG、ADPG是葡萄糖残基的供体，用于合成多糖； CDP-甘油二脂、S-腺苷甲硫氨酸参与磷脂的合成；ATP生成与利用是生物能的生成、储存、转运的中心；NAD+NADP+HSCoAFADFMN都是腺苷酸的衍生物；cAMPcGMP分别是ATP、GTP转变的重要第二信使；GTP是生物大分子移位反应的主要驱动力。一、 核酸的酶促降解 1、核酸酶(nuclease) 水解核酸中的磷酸二酯键的酶称为核酸酶(nuclease)。根据分解底物

2、的不同可分为：DNA酶(deoxyribonuclease,DNAase)和RNA酶(ribonuclease,RNAase)。 按水解方式有：核酸内切酶(endonuclease)和核酸外切酶(exonuclease)； 按酶专一性有:随机水解酶和限制性内切酶；第一节 核酸的酶促降解2、核酸外切酶水解DNA和RNA 3或5末端的磷酸二酯键，如蛇毒磷酸二酯酶从底物的3-端逐个水解下5-核苷酸，牛脾磷酸二酯酶从底物的5-端逐个水解下3-核苷酸3、核酸内切酶 催化水解多核苷酸内部的磷酸二酯键 非特异性 核酸酶：可水解DNA和RNA，产物为3-磷酸寡聚核苷酸（小球菌核酸酶）或5-磷酸寡聚核苷酸（链孢

3、霉菌核酸酶）。 脱氧核糖核酸酶：水解DNA的磷酸二酯键，产物为3-磷酸寡聚核苷酸（牛胰脱氧核糖核酸酶）或5-磷酸寡聚核苷酸（牛脾核糖核酸酶）。 特异性酶 限制性内切酶：可识别DNA上的专一性位点， 其碱基长度是48个碱基，将两条链同时切开，可形成粘性末端(如EcoRI)或平末端（如HaeIII ），是基因工程中它们就象一流外科大夫手中的手术刀。 核糖核酸酶：水解RNA的磷酸二酯键，产物为3-磷酸寡聚核苷酸（牛胰核糖核酸酶）或5-磷酸寡聚核苷酸（核糖核酸酶T1）。EcoRIHaeIII53N-C- T- T-A-A-G-NN-G-A- A-T-T- C-N 35-N-C-T-T-A-A G-N-

4、N-G A-A-T-T-C-N-53355335N-C-C-G-G-NN-G-G-C-C-NN-C-C G-G-NN-G-G C-C-N5335第二节 核苷酸的分解一、核苷酸水解核苷酸+H2O 核苷+磷酸核苷酸酶二、核苷分解核苷酸+H2O 含氮碱+ 5-磷酸-戊糖核苷酶1. 水解OPOOOCH2OHOHONNNNHHHNH核苷酶OPOOOCH2OHOHOOHNNNNHHHNHH+H2O腺嘌呤核苷酸AMP腺嘌呤A5-磷酸-戊糖3. 碱基降解 碱基降解是复杂的过程，在不同的生物其降解过程也不同。 核苷+ H2O 含氮碱+戊糖核苷酶2. 磷酸解核苷+磷酸 含氮碱 + 1-磷酸-戊糖核苷磷酸化酶 一、

5、核糖核苷酸的合成1. 从头合成途径 利用简单底物合成核苷酸的过程。第二节 核苷酸的合成嘌呤核苷酸的合成：戊糖供体为PRPP，嘌呤环由多个原子分子作为供体，经多步反应在PRPP上合成。OOHOHOHCH2 PHHHHOOOHOHCH2 PHHHHP PATPAMP磷酸核糖焦磷酸酶5-磷酸-核糖5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）PRPP的合成PRPP次黄嘌呤核苷酸（IMP）天冬氨酸、甲酸盐、谷氨酰胺、甘氨酸、CO2AMPGMP612345789嘌呤环原子来源NNNNNN谷氨酰胺（酰胺基）N甘氨酸N天冬氨酸CCO2甲酸盐C甲酸盐C（3）嘧啶核苷酸的合成：由氨甲酰磷酸和天冬氨酸供给原子先合成环，再与

6、PRPP结合形成嘧啶核苷酸嘧啶环的原子来源CCNCNC612345UTPCTPUMP2. 补救途径 利用核苷酸的分解产物再合成核苷酸的途径（1）嘌呤核苷酸 在腺嘌呤磷酸核糖转移酶、鸟嘌呤磷酸核糖转移酶催化下形成相应的核苷酸：PRPP + 腺嘌呤腺嘌呤核苷酸 + PPiPRPP + 鸟嘌呤鸟嘌呤核苷酸 + PPi氨甲酰磷酸天冬氨酸CO2NH3氨甲酰磷酸乳清酸（嘧啶衍生物）CCNCNC612345天冬氨酸CCCN核苷+ATP 核苷酸+ADP核苷磷酸激酶（2）嘧啶核苷酸尿嘧啶 + PRPP UMP + PPiUMP磷酸核糖转移酶嘧啶核苷 + ATP UMP + ADPUMP磷酸核糖转移酶二、脱氧核糖

7、核苷酸的合成1. 核苷酸还原：各种核苷酸先形成核苷二磷酸，再还原为脱氧核苷酸。NMP+ATP NDP+ADP NDP+硫氧还蛋白（还）dNDP+硫氧还蛋白（氧）硫氧还蛋白（氧）+NADPH+H+硫氧还蛋白（还）+NADP+ 激酶2. 相互转变：dTMP的合成3. 补救途径胸腺嘧啶+1-磷酸-脱氧核糖脱氧胸苷+Pi脱氧胸苷+ATP脱氧胸苷酸+ADPdUMP+四氢叶酸 dTMP+二氢叶酸胸腺嘧啶核苷酸合成酶第二节 核苷酸的分解一、核苷酸水解核苷酸+H2O 核苷+磷酸核苷酸酶二、核苷分解核苷酸+H2O 含氮碱+ 5-磷酸-戊糖核苷酶1. 水解OPOOOCH2OHOHONNNNHHHNH核苷酶OPOO

8、OCH2OHOHOOHNNNNHHHNHH+H2O腺嘌呤核苷酸AMP腺嘌呤A5-磷酸-戊糖 一、核糖核苷酸的合成1. 从头合成途径 利用简单底物合成核苷酸的过程。第二节 核苷酸的合成嘌呤核苷酸的合成：戊糖供体为PRPP，嘌呤环由多个原子分子作为供体，经多步反应在PRPP上合成。OOHOHOHCH2 PHHHHOOOHOHCH2 PHHHHP PATPAMP磷酸核糖焦磷酸酶5-磷酸-核糖5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）PRPP的合成核苷+ATP 核苷酸+ADP核苷磷酸激酶（2）嘧啶核苷酸尿嘧啶 + PRPP UMP + PPiUMP磷酸核糖转移酶嘧啶核苷 + ATP UMP + ADPUMP磷