第十一章 核苷酸代谢.ppt

1、第十一章 核苷酸代谢,杨如意 ,主要内容：,核酸怎样分解成核苷酸 核苷酸又怎样进一步分解 生物怎样合成核苷酸,一、核酸的酶促降解,（一）核酸的降解,核酸酶（磷酸二酯酶） 核酸内切酶：DNase、RNase ，专一性高 核酸外切酶：蛇毒磷酸二酯酶、牛脾磷酸二酯酶，专一性低,（二）核苷酸的降解,核苷酸酶（磷酸单酯酶） 专一性的磷酸单酯酶: 3-核苷酸酶, 5-核苷酸酶 非专一性磷酸单酯酶,（三）核苷的降解,磷酸解 核苷Pi 碱基核糖-1-Pi 水解 核苷H2O 碱基核糖,核苷磷酸化酶,核苷水解酶,二、嘌呤和嘧啶的分解,（一）嘌呤的分解 不同种类的生物分解嘌呤的能力不同，产物也不同。人、灵长类、鸟类

2、、某些爬虫类将嘌呤分解成尿酸，其他生物还可将尿酸进一步分解成尿囊素、尿囊酸、尿素、甚至CO2、NH3。,核酸中的嘌呤主要是Ade、Gua首先脱氨，分别生成次黄嘌呤和黄嘌呤，再进一步代谢生成尿酸。 动物中A的脱氨主要是在腺苷和腺苷酸的水平上，而G主要是在碱基水平上。,尿酸过多导致痛风（gout）,（二）嘧啶的分解,RNA：Cyt、Ura,DNA：Thy,三、核苷酸的生物合成,（一）核苷酸生物合成的基本途径 1.从头合成（肝脏） 利用核糖磷酸、Aa、CO2、NH3等经酶催化合成。 2.补救途径（脑、骨髓或特殊生理条件下） 利用体内游离的碱基或核苷合成。,（二）嘌呤核苷酸的从头合成,从头合成途径（D

3、e novo synthesis）,首先合成IMP,1.IMP的合成,磷酸核糖焦磷酸 合成酶催化 PRPP为核糖磷酸的供体,嘌呤核苷酸从头合成中的关键步聚,磷酸核糖焦磷酸酰胺基转移酶,注意反应中核糖构型的变化,purine环各原子的来源,2.AMP和GMP的合成,3.补救途径（salvage pathway）,(2) phosphoribosyl transferase（更重要的补救途径）,(adenine phosohoribosyl transferase),(hypoxanthine-guanine phosohoribosyl transferase),嘌呤核苷酸补救合成的生理意义,节

4、约能量和一些氨基酸的消耗。 有些组织（如脑、骨髓）不能从头合成嘌呤核苷酸，只能进行嘌呤核苷酸的补救合成。 HGPRT完全缺失的患儿，表现为自毁容貌综合症。,Lesch-Nyhan Syndrome,Absence of HGPRTase X-linked (Gene on X) Occurs primarily in males Characterized by: Increased uric acid Spasticity Neurological defects Aggressive behavior Self-mutilation,（三）嘧啶核苷酸的合成,与嘌呤核苷酸合成的相同处：都有从

5、头合成途径和补救途径。 显著不同处：先合成嘧啶环，然后再和PRPP作用形成核苷酸。,1.UMP的合成,（1）从头合成途径（De novo synthesis） 第一阶段：合成氨甲酰磷酸 第二阶段: 嘧啶核的形成，包括反应2，3，4 第三阶段：形成尿苷酸, 包括反应5，6,尿苷酸的生物合成,（2）补救途径（salvage pathway）,尿苷磷酸化酶,Ura,R-1-P,Pi,U（尿苷）,尿苷激酶,UMP（更重要）,ATP,ADP,尿嘧啶磷酸核糖转移酶,Ura,PRPP,PPi,2.UTP和CTP合成,（四）核苷酸转变为核苷三磷酸,只有NTP才能合成RNA和DNA (d)NMPATP(d)ND

6、PADP 激酶催化，对碱基专一，对戊糖无要求 (d)NDPATP (d)NTPADP 激酶催化，对碱基和戊糖都无要求,（五）脱氧核苷酸的合成,核苷二磷酸还原酶催化 核苷二磷酸的还原 硫氧还蛋白作为还原剂,（六）胸腺苷酸的合成,UMPdTMP,要解决二个问题: （1）糖基的脱氧 （2）碱基的甲基化，先脱氧后甲基化，高等动物中 在DP水平上脱氧，在MP水平上甲基化,（七）核苷酸从头合成的调节,嘌呤核苷酸的调节,嘧啶核苷酸合成的调节,（八）核苷酸从头合成的抗代谢物,抗代谢物可抑制核苷酸的合成，从而控制快速生长的肿瘤细胞，主要有： 1.嘌呤类似物,2.Gln和Asp类似物 Gln:重氮丝氨酸，6-重氮-5-氧正亮氨酸 Asp:羽田杀菌素 具有抗癌作用，但副作用大。,3.叶酸类似物,氨基蝶呤和氨甲蝶呤（治疗白血病）,4.嘧啶类似物,5-氟尿嘧啶脱氧核苷酸与T结构类似，可阻断TMP 的合成，或掺入RNA