生物化學(xué)王鏡巖第三版[0003]

1、1,第十三章 核酸的降解和核苷酸代謝,第一節(jié) 核酸的酶促降解第二節(jié)　核苷酸代謝,,,,2,第一節(jié) 核酸的酶促降解,一、核酸酶　作用于核酸分子中磷酸二酯鍵的酶.1.根據(jù)對底物的專一性可分為： (1)核糖核酸酶(RNase): RNaseI (2)脫氧核糖核酸酶（DNase）： DNaseI (3)非特異性核酸酶: 牛脾磷酸二酯酶、蛇毒磷酸二酯酶2. 根據(jù)酶的作用方式分：核酸內(nèi)切酶、核酸外切酶二、核苷酸

2、酶 （磷酸單酯酶）三、核苷酶,,,,,,,3,根據(jù)酶的作用方式分,核酸內(nèi)切酶核酸外切酶,,,,4,核苷酶,核苷水解酶（主要存在于植物、微生物中）： 堿基 和 戊糖核苷磷酸化酶（廣泛存在，可逆）： 堿基 和 戊糖-1-磷酸,,,,,5,第二節(jié)　核苷酸代謝,核苷酸的分解代謝核苷酸的合成代謝,,,,,,6,（一）嘌呤核苷酸的分解代謝（二）嘧啶核苷酸的分解代謝,一、核苷酸的分解代謝,,,,,,,7,代謝終產(chǎn)物：尿酸重要的酶：

3、黃嘌呤氧化酶,（一）嘌呤核苷酸的分解代謝,,,,,嘌呤核苷酸的分解代謝歷程,,O,腺嘌呤核苷酸 脫氨酶,核苷酸酶,鳥嘌呤核苷酸 脫氨酶,,腺嘌呤核苷酸 腺苷 腺嘌呤,次黃嘌呤核苷酸 次黃苷 次黃嘌呤,鳥嘌呤核苷酸 鳥苷 鳥嘌呤,黃嘌呤核苷酸 黃苷 黃嘌呤,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

4、尿酸,黃嘌呤氧化酶,黃嘌呤氧化酶,,,核苷酸酶 核苷磷酸化酶,,,腺嘌呤 脫氨酶,腺嘌呤核苷 脫氨酶,鳥嘌呤 脫氨酶,鳥嘌呤核苷 脫氨酶腺,核苷磷酸化酶,動物植物分解嘌呤的途徑與動物相似，產(chǎn)生各種中間產(chǎn)物（尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）。微生物分解嘌呤類物質(zhì)，生成NH3、CO2及有機(jī)酸（甲酸、乙酸、乳酸、等）。,尿酸的進(jìn)一步分解代謝,鳥類、人類、猿類 哺乳動物（靈長類除外） 硬骨魚類 大多

5、數(shù)魚類、兩棲類 某些低等動物,,,,（二）嘧啶核苷酸的分解代謝,嘧啶核苷酸 → 核苷 → 嘧啶 終產(chǎn)物C和U：CO2、NH3、 ß-丙氨酸　T：　CO2、NH3、 ß-氨基異丁酸,,,,U C T,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,13,二、核苷酸的生物合成,（一）核苷酸生物合成的基本途徑（二） 嘌呤核苷酸的合成（三） 嘧啶核苷酸的合

6、成（四）核苷酸轉(zhuǎn)化成核苷三磷酸（五）脫氧核苷酸的合成（六） 輔酶核苷酸的生物合成,,,,,,,,,,二、核苷酸的生物合成,（一）核苷酸生物合成的基本途徑1. 從頭合成途徑： 利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)一系列酶促反應(yīng)，合成核苷酸的途徑。2.補(bǔ)救合成途徑： 利用體內(nèi)游離的核苷和或堿基，經(jīng)過簡單的反應(yīng)過程，合成核苷酸的途徑。,,,,,15,（二） 嘌呤核苷酸的合成,1. 從頭合成2. 補(bǔ)

7、救合成,,,,,,,1 從頭合成,（1）嘌呤堿合成的元素來源: P391,,,,(2) 從頭合成途徑,,,,,ATP,AMP,磷酸核糖焦磷酸激酶,磷酸核糖焦磷酸,5-磷酸核糖,PRPP轉(zhuǎn)酰胺酶,調(diào)節(jié),,,,,,,,P392,,,圖示合成過程（階段一）,O,PRPP激酶,PRPP轉(zhuǎn)酰胺酶,,,,,①,②,④,⑤,ATP,ATP,,P392,③甲酰化,,,,,⑩脫水環(huán)化,圖示合成過程（階段一）,ATP,⑥羧化,⑨甲?；?⑧分解脫去,⑦,

8、-琥珀基）,,,,IMP,,AMP GMP,鳥嘌呤核苷酸合成酶,腺苷酸琥珀酸黃嘌呤核苷酸,,,,P394-395,嘌呤核苷酸聯(lián)合脫氨基作用,,,,腺苷酸代琥珀酸,,,,,（3）從頭合成的調(diào)節(jié),主要控制點(diǎn)有三個受到兩個終產(chǎn)物AMP、GMP的反饋抑制,R-5-P PRPP PRA IMP,,,,,,,,AMPGMP,,,,磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)酰胺酶,腺苷酸琥珀酸合成酶,次黃嘌呤核苷酸脫氫酶,腺

9、苷酸琥珀酸裂解酶,鳥嘌呤核苷酸合成酶,腺苷酸琥珀酸黃嘌呤核苷酸,,,,（4）嘌呤核苷酸從頭合成的特點(diǎn),合成原料：磷酸核糖、各種氨基酸、一碳單位和CO2等簡單物質(zhì)合成部位：主要在肝細(xì)胞液是在5-磷酸核糖的基礎(chǔ)上逐步合成嘌呤環(huán)，而不是首先單獨(dú)合成嘌呤堿，然后再與磷酸核糖結(jié)合的。首先合成IMP，然后再轉(zhuǎn)變成AMP，GMP重要的催化酶：PRPP激酶PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶（嘌呤核苷酸合成的重要調(diào)節(jié)點(diǎn)）,,,,2.補(bǔ)救合成,原料:已

10、有的嘌呤堿、PRPP重要的酶： 腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶 次黃嘌呤(鳥嘌呤)磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖供體：PRPP意義,,,：堿基 + 1-磷酸核糖 核苷+Pi核苷 + ATP 核苷酸 + ADP,核苷激酶,核苷磷酸化酶,途徑二,途徑一,,,,次黃嘌呤（鳥嘌呤）磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶 HGPRT,次黃嘌呤（鳥嘌呤）磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶

11、 HGPRT,,,,,僅有腺苷激酶,,痛風(fēng)癥：嘌呤代謝異常的一種疾病，突出表現(xiàn)是尿酸生成過多。難溶性的尿酸鹽沉積于關(guān)節(jié)和軟骨及腎等處，導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石及腎疾病。治療：別嘌呤醇抑制黃嘌呤氧化酶，從而抑制尿酸的生成同時反饋抑制嘌呤核苷酸從頭合成的酶系,嘌呤代謝異常的病癥,,,,自毀容貌征：HGPRT完全缺失的患兒。自毀容貌綜合征這種疾病是由于次黃嘌呤鳥嘌呤轉(zhuǎn)磷酸核糖基酶(HPRT)缺乏而產(chǎn)生的嘌呤代謝病。 臨床

12、表現(xiàn)：生長發(fā)育遲緩, 智力發(fā)育障礙，攻擊性性格，強(qiáng)迫性肌肉痙攣，舞蹈樣手足徐動,強(qiáng)制性自咬唇舌和指尖，手指致殘,智力低下尿中尿酸排出量過量，50mg/kg體重/24hr。分子基礎(chǔ)：HGPRT先天缺陷,,,,（三） 嘧啶核苷酸的合成,合成部位：主要在肝細(xì)胞液。原料：Gln、Asp、CO2、PRPP等合成方式：先合成嘧啶環(huán)，再與磷酸核糖相連（與嘌呤核苷酸的合成不同）。關(guān)鍵的中間化合物：乳清酸。合成過程：先合成UMP，再轉(zhuǎn)變成其他嘧

13、啶核苷酸。,1.從頭合成,,,,,,,,,,,,,乳清酸焦磷酸化酶,①,②環(huán)化脫水,③脫氫氧化,⑤脫羧,④,,,,,二氫乳清酸,乳清酸,乳清酸核苷酸,氨甲酰天冬氨酸,尿嘧啶核苷酸 UMP,(1)合成過程,重要的酶及反應(yīng),,,（2）CTP和dTTP的合成,,,,,,CMP,,d,調(diào)節(jié),,,TTP,（3）嘧啶核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié) P398,,,,UMP反饋抑制,CTP反饋抑制,CTP反饋抑制,CTP合成酶,,,,2.補(bǔ)救合成,原料:已有的

14、嘧啶堿、 PRPP 、核苷重要的酶： 核苷磷酸化酶、核苷激酶 磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶,途徑一：胞嘧啶 + 1-磷酸核糖 胞嘧啶核苷 + Pi胞嘧啶核苷 + ATP 胞嘧啶核苷酸 + ADP,,,胞苷磷酸化酶,尿苷激酶,途徑一：尿嘧啶 + 1-磷酸核糖 尿嘧啶核苷 + Pi尿嘧啶核苷 + ATP 尿嘧啶核苷酸 + ADP途

15、徑二：尿嘧啶 + 5-磷酸核糖焦磷酸 尿嘧啶核苷酸+PPi,,,,UMP磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶,尿苷磷酸化酶,尿苷激酶,,,,,尿苷酸,胞苷酸,33,（四）核苷酸轉(zhuǎn)化成核苷三磷酸,從核苷酸轉(zhuǎn)化為核苷二磷酸的反應(yīng)是由相應(yīng)的激酶催化的。核苷二酸進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為核苷三磷酸是由另一種激酶催化的?！　　?（胞嘧啶）核苷酸激酶 NMP + ATP NDP +

16、ADP　　 核苷二磷酸激酶 NDP + ATP NTP + ADP,,,,（五）脫氧核苷酸的合成,AMP、GMP、CMP和UMP四種核糖核苷酸(NMP)均可被還原成相應(yīng)的脫氧核糖核苷酸(dNMP)。核糖核苷酸是在核苷二磷酸（NDP）的水平上被還原。,,,,,,dUDP還可以甲基化（在單磷酸核苷酸的水平上） ，生成dTDP。催化此反應(yīng)的酶體系：核糖核苷酸還原酶,,,35

17、,（六） 輔酶核苷酸的生物合成 P401,煙酰胺核苷酸的合成（NAD 、NADP）黃素核苷酸的合成（FMN、FAD）輔酶A的合成,,,,,,,煙酰胺核苷酸的合成,煙酰胺核苷酸,腺嘌呤核苷酸,,,,煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP),,,,黃素核苷酸的合成,腺嘌呤單核苷酸(AMP),黃素-腺嘌呤二核苷酸(FAD),,,黃素單核苷酸（FMN）,黃素單核苷酸(FMN)黃素-腺嘌呤而核苷酸（FAD）,

18、核黃素,,,輔酶A的合成,含有：腺苷酸、泛酸、巰基乙胺、磷酸,,,,巰基乙胺 泛酸,,,,,巰基乙胺-泛酰-ADP-磷酸,,,脫磷酸輔酶A激酶,磷酸泛酰半胱氨酸合成酶,脫磷酸輔酶A 焦磷酸化酶,磷酸泛酰半胱氨酸脫羧酶,泛酸激酶,巰基乙胺-泛酰-ADP-磷酸,,復(fù)習(xí)重點(diǎn),三個水平的酶，核苷酶中的核苷磷酸化酶的產(chǎn)物（戊糖-1-磷酸，可以進(jìn)入糖代謝）嘌呤核苷酸的分解代謝的重要的酶和產(chǎn)物（黃嘌呤氧化酶、尿酸）嘌

19、呤代謝異常的疾病和治療（痛風(fēng)癥、別嘌呤醇）嘧啶核苷酸分解的終產(chǎn)物（U、C:ß-丙氨酸,T: ß-氨基異丁酸）嘌呤核苷酸從頭合成途徑和補(bǔ)救合成，補(bǔ)救合成途徑的生理意義嘌呤合成時的元素來源PRPP生成和磷酸核糖胺生成的酶（PRPP激酶、PRPP轉(zhuǎn)酰胺酶）嘌呤核苷酸生成過程中的三個調(diào)控位點(diǎn)嘌呤核苷酸從頭合成與嘧啶核苷酸從頭合成的區(qū)別嘧啶堿合成的元素來源、重要的中間產(chǎn)物CTP、dTTP合成發(fā)生的水平脫氧核苷