含化合物核苷酸的代谢

关于含化合物核苷酸的代谢一、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第2页,共32页，2024年2月25日，星期天2、核酸外切酶水解DNA和RNA3

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）。第3页,共32页，2024年2月25日，星期天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4~8个碱基，将两条链同时切开，可形成粘性末端(如EcoRI)和非粘性末端（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）。EcoRIHaeIII5ˊ3ˊ—N-C-T-T-A-A-G-N——N-G-A-A-T-T-C-N—3ˊ5ˊ-N-C-T-T-A-AG-N--N-GA-A-T-T-C-N-5ˊ3ˊ3ˊ5ˊ5ˊ3ˊ3ˊ5ˊ—N-C-C-G-G-N——N-G-G-C-C-N——N-C-CG-G-N——N-G-GC-C-N—5ˊ3ˊ3ˊ5ˊ第4页,共32页，2024年2月25日，星期天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OPOO－O－CH2OHOHONNNNHHHNH核苷酶OPOO－O－CH2OHOHOOHNNNNHHHNHH++H2O腺嘌呤核苷酸AMP腺嘌呤A5-磷酸-戊糖第5页,共32页，2024年2月25日，星期天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-戊糖核苷磷酸化酶第6页,共32页，2024年2月25日，星期天核酸的降解过程核酸酶（磷酸二酯酶）核苷酸酶（磷酸单酯酶）核苷磷酸化酶核酸核苷酸核苷磷酸嘌呤或嘧啶戊糖-1-磷酸第7页,共32页，2024年2月25日，星期天嘌呤碱的分解（p283~284）正常人血液中尿酸含量为20~60mg/L，超过80mg/L时，尿酸盐晶体可沉积于关节、肾等处，导致关节炎、尿路结石、肾脏疾病等，称痛风病。第8页,共32页，2024年2月25日，星期天第9页,共32页，2024年2月25日，星期天

腺嘌呤鸟嘌呤

H2O

H2O

NH3

NH3

次黄嘌呤黄嘌呤

H2O+O2H2O2H2O+O2

H2O2

尿囊素

尿酸

H2OCO2+H2O22H2O+O2

尿囊酸

尿素+乙醛酸

H2O2H2O

4NH3+2CO2

（人类和灵长类动物、爬虫、鸟类）（灵长类以外的哺乳动物）（植物）（鱼类、两栖类）（海洋无脊椎动物）腺嘌呤脱氨酶鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶尿酸氧化酶尿囊素酶尿囊酸酶脲酶别嘌呤醇：别黄嘌呤底物类似物经酶作用后成为酶的灭活物，称之为自杀作用物。自杀性底物第10页,共32页，2024年2月25日，星期天嘧啶的分解代谢第11页,共32页，2024年2月25日，星期天嘧啶的降解：这是一个还原降解过程。

胞嘧啶尿嘧啶二氢尿嘧啶

H2ONH3NAD(P)H+H+NAD(P)+H2O

β-丙氨酸β-脲基丙酸

H2O

胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶

NAD(P)H+H+NAD(P)+H2O

β-氨基异丁酸β-脲基异丁酸

H2O

胞嘧啶脱氨酶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶脲基丙酸酶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶脲基丙酸酶NH3+CO2+NH3+CO2+第12页,共32页，2024年2月25日，星期天

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。第三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

PHHHHPPATPAMP磷酸核糖焦磷酸酶5-磷酸-核糖5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）PRPP的合成第13页,共32页，2024年2月25日，星期天谷氨酰胺的酰胺氮甲酰FH4天冬氨酸甘氨酸CO2亚甲基FH4嘌呤环上各原子的来源第14页,共32页，2024年2月25日，星期天612345789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PRPP结合形成嘧啶核苷酸PRPP次黄嘌呤核苷酸（IMP）天冬氨酸、甲酸盐、谷氨酰胺、甘氨酸、CO2AMPGMP第15页,共32页，2024年2月25日，星期天磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的合成次黄嘌呤核苷酸的合成第16页,共32页，2024年2月25日，星期天第17页,共32页，2024年2月25日，星期天腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸的合成第18页,共32页，2024年2月25日，星期天嘧啶环上各原子的来源CO2+谷氨酰胺+ATP氨甲酰磷酸+谷氨酸+ADPH2N-CO-Pi

嘧啶核糖核苷酸的合成第19页,共32页，2024年2月25日，星期天嘧啶环的原子来源CCNCNC612345UTPCTPUMP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第20页,共32页，2024年2月25日，星期天尿嘧啶核苷酸合成途径第21页,共32页，2024年2月25日，星期天UMP转变为CTPCTPCTP合成酶

ATPGlnH2OUMPUDPUTP第22页,共32页，2024年2月25日，星期天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第23页,共32页，2024年2月25日，星期天核苷+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磷酸核糖转移酶第24页,共32页，2024年2月25日，星期天嘌呤核苷酸合成补救途径呤呤呤呤呤呤呤呤呤第25页,共32页，2024年2月25日，星期天嘧啶核苷酸补救合成途径尿嘧啶+PRPP尿嘧啶+1-P-核糖尿嘧啶核苷+ATPUMP+PPi尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP第26页,共32页，2024年2月25日，星期天核苷酸合成的两条途径核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸脱氧核苷酸辅酶RNA核苷碱基脱氧核苷DNA补救途径从头合成第27页,共32页，2024年2月25日，星期天二、脱氧核糖核苷酸的合成核苷酸还原：各种核苷酸先形成核苷二磷酸，再还原为脱氧核苷酸。NMP+ATPNDP+ADPNDP+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+

激酶第28页,共32页，2024年2月25日，星期天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29页,共32页，2024年2月25日，星期天脱氧核糖核苷酸的合成生物体内脱氧核糖核苷酸是由相应的核