核酸与核苷酸代谢

核酸与核苷酸代谢第1页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化2目录第一节核酸的酶促降解第三节核苷酸的合成代谢第二节核苷酸的分解代谢第2页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化3第一节核酸的酶促降解食物中的核酸，经肠道酶系降解成各种核苷酸，再在相关酶作用下，分解产生嘌呤、嘧啶、核糖、脱氧核糖和磷酸，然后被吸收。第3页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化4吸收到体内的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部分可再利用，合成核苷酸。人和动物所需的核酸无须直接依赖于食物，只要食物中有足够的磷酸盐、糖和蛋白质，核酸就能在体内正常合成。大连珍奥核酸大骗局—方舟子http:///xys/ebooks/others/science/dajia/hesuanyingyang2.txt第4页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化5核酸nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸phosphate嘌呤碱purinebase或嘧啶碱pyrimidinebase（碱基base）核糖ribose或脱氧核糖deoxyribose（戊糖pentose）第5页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化6戊糖

组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的糖为β-D-2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为β-D-核糖。第6页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化7碱基1.嘌呤（Purine）

腺嘌呤AdenineA

鸟嘌呤guanineG第7页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化82.嘧啶（Pyrimidine）胸腺嘧啶T胞嘧啶C尿嘧啶U第8页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化9

核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。稀有碱基的种类很多，大部分是上述碱基的甲基化产物。二氢尿嘧啶（DHU）第9页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化10修饰碱基的简写符号

(为1时可以不写)第10页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化11核苷（nucleoside）核苷：戊糖+碱基

糖与碱基之间的C-N键，称为C-N糖苷键核苷中戊糖与碱基的连接方式：1’2’3’4’5’(OH)1’2’3’4’5’(OH)第11页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化12核苷酸：核苷+磷酸

戊糖+碱基+磷酸H核苷酸（nucleotide）第12页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化13核酸nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸phosphate嘌呤碱purinebase或嘧啶碱pyrimidinebase（碱基base）核糖ribose或脱氧核糖deoxyribose（戊糖pentose）第13页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化14核酸nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸phosphate碱基base磷酸戊糖1-phosphatepentose

核酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶磷酸酶戊糖pentose磷酸phosphate第14页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化15核酸酶核酸酶的分类（1）根据对底物的专一性分为（2）根据切割位点分为核糖核酸酶(RNase)脱氧核糖核酸酶(DNase)核酸内切酶核酸外切酶第15页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化16内切核酸酶对RNA的水解位点示意图5´

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pOHPyPuPyPy1´

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pGACU

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pGA3´RNaseIRNaseT1Pu：嘌呤Py：嘧啶

第16页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化17外切核酸酶对核酸的水解位点5´

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pOHB

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p3´BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶（5´端外切5得3）蛇毒磷酸二酯酶（3´端外切3得5）第17页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化18限制性内切酶命名意义原核生物中存在着一类能识别外源DNA双螺旋中4-8个碱基对所组成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列，并在此序列的某位点水解DNA双螺旋链，产生粘性末端或平末端，这类酶称为限制性内切酶（ristrictionendonuclease）。第18页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化19常用的DNA限制性内切酶的专一性酶辨认的序列和切口说明‥‥AGCT‥‥‥‥TCGA‥‥‥‥GGATCC‥‥‥‥CCTAGG‥‥‥‥AGATCT‥‥‥‥TCTAGA‥‥‥‥GAATTC‥‥‥‥CTTAAG‥‥‥‥AAGCTT‥‥‥‥TTCGAA‥‥‥‥GTCGAC‥‥‥‥CAGCTG‥‥‥‥CCCGGG‥‥‥‥GGGCCC‥‥BamHIAluIBglIEcoRIHindⅢSalISmaI四核苷酸，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，粘端切口第19页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化20限制性内切酶的命名和意义EcoRI序号属名种名株名例：EcoRI，这是从大肠杆菌（Ecoli）R菌珠中分离出的一种限制性内切酶

限制性内切酶是分析染色体结构、制作DNA限制图谱、进行DNA序列测定和基因分离、基因体外重组等研究中不可缺少的工具，是一把天赐的神刀，用来解剖纤细的DNA分子。第20页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化21第二节核苷酸的降解二、嘧啶的分解一、嘌呤的分解第21页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化22第22页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化23腺嘌呤与鸟嘌呤在人类及灵长类动物体内分解的最终产物是尿酸人体内鸟嘌呤能直接脱氨生成黄嘌呤，进而被氧化成尿酸人体内腺嘌呤则不能直接变成黄嘌呤，因为缺乏腺嘌呤脱氨酶痛风原因：尿酸生成太多或排泄受阻治疗药物：别嘌呤醇第23页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化24第24页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化25第三节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（自学）四、各种核苷酸的相互转变第25页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化26核糖核苷酸的生物合成1、嘌呤核苷酸的生物合成(1)从头合成途径(2)补救途径2、嘧啶核苷酸的生物合成(1)从头合成途径(2)补救合成途径第26页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化27嘌呤核苷酸的从头合成利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位和二氧化碳等物质为原料，通过一系列酶促反应合成次黄嘌呤核苷酸(IMP)，然后转变成腺嘌呤核苷酸(AMP)和鸟嘌呤核苷酸(GMP)部位：肝脏为主，小肠、胸腺次之第27页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化28嘌呤环上各原子的来源来自谷氨酰胺的酰胺氮来自一碳单位来自天冬氨酸来自甘氨酸来自CO2来自一碳单位第28页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化295-磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺甘氨酸甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸5-氨基咪唑核苷酸5-氨基咪唑-4-羧核苷酸IMP的生物合成5-氨基咪唑-4-琥珀基-甲酰胺核苷酸5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸次黄嘌呤核苷酸（IMP）甲酰THFA甲酰THFA第29页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化30第30页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化31从头合成途径的反应过程(1)IMP的合成(11步反应)5-P-RAMPPRPP合成酶5-P-R-1-PP(PRPP)ATP①5-磷酸核糖5-磷酸核糖-1-焦磷酸第31页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化32PP-1-R-5-PGlnGlu酰胺转移酶酶3:甘氨酰胺核苷酸合成酶H2N-1-R-5'-PH2C-NH2O=C-OHGly酶3ATP,Mg2+H2C-NH2O=CNHR-5'-P甘氨酰胺核苷酸(GAR)③②PRA第32页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化33转甲酰基酶FH4H2C-NH2O=CNHR-5'-P甘氨酰胺核苷酸(GAR)N10-甲酰基FH4④H2CO=CNHR-5'-PNHCHOH2CCNHR-5'-PNHCHOHN=Glu甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)⑤GlnATP,Mg2+第33页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化34H2CCNHR-5'-PNHCHOHN=AIR合成酶ATP,Mg2+,K+H2O⑥CH2N-HCNR-5'-PNCH甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)5-氨基咪唑核苷酸(AIR)R-5'-PCH2NCNNCHCOHOCO2羧化酶⑦5-氨基咪唑-4-羧基核苷酸(CAIR)第34页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化35R-5'-PCH2NCNNCHCOHOR-5'-PCH2NCNNCHCONHHCH2CHOOCHOOCNHHHCH2CHOOCHOOCAsp5-氨基咪唑-4-羧基核苷酸(CAIR)5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸)-甲酰胺核苷酸(SAICAR)⑧ATP,Mg2+合成酶第35页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化36R-5'-PCH2NCNNCHCONHHOOCHCH2CHOOC5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸)-甲酰胺核苷酸(SAICAR)R-5'-PCH2NCNNCHCOH2NCOOHCHHCHOOC5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)裂解酶⑨延胡索酸第36页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化37R-5'-PCH2NCNNCHCOH2N5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(FAICAR)N10甲酰FH4FH4转甲酰酶K+⑩R-5'-PCNCNNCHCOH2NHCOH第37页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化38R-5'-PCNCNNCHCOHHNHCOHR-5'-PCNCNNCHCOHNHC5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(FAICAR)H2O次黄嘌呤核苷酸(IMP)环水解酶11第38页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化395-磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺甘氨酸甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸5-氨基咪唑核苷酸5-氨基咪唑-4-羧核苷酸IMP的生物合成5-氨基咪唑-4-琥珀基-甲酰胺核苷酸5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸次黄嘌呤核苷酸（IMP）甲酰THFA甲酰THFA第39页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化40IMP转变为GMP和AMP第40页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化41GTP和ATP的生成N=A或G第41页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化42嘌呤核苷酸的补救合成途径利用体内游离嘌呤或核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。部位：脑、骨髓第42页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化43参与补救合成的酶

腺嘌呤磷酸核糖转移酶（Adeninephosphoribosyltransferase，APRT)

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶

(Hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase，HGPRT)

腺苷激酶(Adenosinekinase)

第43页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化44(二)补救合成途径有两条合成途径(1)嘌呤碱与PRPP直接合成嘌呤核苷酸次黄嘌呤次黄嘌呤核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤核苷酸次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)PRPPPPi腺嘌呤腺嘌呤核苷酸腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT）HGPRT活性高90%嘌呤碱第44页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化45腺嘌呤+1-磷酸核糖腺苷+Pi核苷磷酸化酶(2)腺嘌呤与1-磷酸核糖生成腺苷,再生成腺嘌呤核苷酸腺苷+ATP腺苷激酶腺苷酸+ADP第45页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化46嘧啶核苷酸从头合成途径

c、UMP转变为CTP

a、嘧啶环上原子的来源b、UMP的从头合成第46页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化47嘧啶环上各原子的来源天冬氨酸CO2谷氮酰胺NNCCCC654321第47页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化48尿嘧啶核苷酸合成途径第48页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化49嘧啶核苷酸的从头合成(1)尿嘧啶核苷酸的合成----6步反应HCO3_+GlnGlu2ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸合成酶II①氨基甲酰磷酸NH2O=COP第49页，课件共54页，创作于2023年2月2023/7/146章生物氧化50NH2O=C