第三十三章

核酸的降解和核苷酸代謝

第三十三章

核酸的降解和1（一）核酸的解聚

核酸磷酸核苷酸核苷水解核酸酶核苷酸酶一、核酸和核苷酸的分解代謝（一）核酸的解聚核酸磷酸核苷酸核苷水核酸酶核苷酸酶一、核酸2DNARNA外切酶內切酶特定部位的—限制性內切酶DNARNA外切酶內切酶特定部位的—限制性內切酶3外切核酸酶對核酸的水解位點5′

p

p

p

pOHB

p

p

p

p3′BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶5′端外切得：3’核苷酸蛇毒磷酸二酯酶3′端外切得：5’核苷酸外切核酸酶對核酸的水解位點5′ppppOHBpp4限制性內切酶：主要降解外源DNA具有嚴格的堿基序列專一性EcoRⅠ第一個字母為大腸桿菌E.coli屬名；co為種名的頭兩個字母；第四個字母R表示大腸桿菌的菌株；最后一個羅馬數(shù)字表示該細菌中已分離出的這一類酶的編號。

限制性內切酶：5（二）核苷酸的分解磷酸-戊糖堿基核苷核苷磷酸化酶分解合成？進入磷酸戊糖途徑或重新合成核酸（二）核苷酸的分解磷酸-戊糖堿基核苷核苷磷酸化酶分解？進入磷6戊糖堿基核苷核苷水解酶戊糖堿基核苷核苷水解酶7磷酸化酶水解酶存在廣泛存在于植物/微生物催化可逆的反應反應不可逆作用于核糖或脫氧核糖核苷作用于核糖核苷磷酸化酶水解酶存在廣泛存在于植物/微生物催化可逆的反8生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件9（三）嘌呤的分解嘌呤堿包括：A-腺嘌呤、G-鳥嘌呤嘌呤的分解代謝終產(chǎn)物人、猿以及鳥類、爬蟲類和大多數(shù)昆蟲：尿酸其他哺乳動物、雙翅目昆蟲：尿囊素硬骨魚類：尿囊酸大多數(shù)魚類、兩棲類：尿素尿酸酶尿囊素酶人、猿以及鳥類、爬蟲類和大多數(shù)昆蟲：尿酸其他哺乳動物、雙翅目昆蟲：尿囊素硬骨魚類：尿囊酸大多數(shù)魚類、兩棲類：尿素尿囊酸酶（三）嘌呤的分解嘌呤堿包括：A-腺嘌呤、G-鳥嘌呤人、猿以及10尿酸尿囊素尿囊酸尿素尿酸尿囊素尿囊酸尿素11嘌

呤

的

分

解嘌

呤

的

分

解12脫氨可發(fā)生在核苷/核苷酸水平脫氨可發(fā)生在核苷/核苷酸水平13生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件14生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件15生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件16生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件17核糖脫氨基酶A-腺嘌呤腺苷次黃苷核苷磷酸化酶核糖-1-磷酸次黃嘌呤黃嘌呤氧化酶H2OO2黃嘌呤氧化酶H2OO2黃嘌呤尿酸核糖脫氨基酶A-腺嘌呤腺苷次黃苷核苷磷酸化酶核糖-1-磷酸次18（四）嘧啶的分解胞嘧啶NH3NH3尿嘧啶NADPH+H+NADPH+2CO2β-丙氨酸

NH3

CH3

CO2

乙酸乙酸+3NH3+2CO2胸腺嘧啶NADPH+H+NADPCO2+NH3β-氨基異丁酸β-氨基異丁酸+CO2+NH3排出體外或進入有機酸代謝。CO223（四）嘧啶的分解胞嘧啶NH3NH3尿嘧啶NADPH+H+NA19嘧啶的分解嘧啶的分解20生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件21生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件22代謝支路代謝支路23生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件24生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件25琥珀酰CoA琥珀酰CoA26生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件27二、核苷酸生物合成（一）嘌呤核苷酸的合成途徑二、核苷酸生物合成（一）嘌呤核苷酸的合成途徑28天冬氨酸一碳基團（甲酸鹽）谷氨酰胺甘氨酸一碳基團（甲酸鹽）天冬氨酸一碳基團谷氨酰胺甘氨酸一碳基團291、次黃嘌呤核苷酸的從頭合成5-磷酸核糖+ATP5-磷酸核糖焦磷酸+AMP磷酸核糖焦磷酸激酶Mg2+1、次黃嘌呤核苷酸的從頭合成5-磷酸核糖+ATP5-磷酸30生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件31生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件32磷酸核糖焦磷酸激酶磷酸核糖焦磷酸激酶33轉酰胺酶5-磷酸核糖胺轉酰胺酶5-磷酸核糖胺345-磷酸核糖胺甘氨酰胺核苷酸合成酶5-磷酸核糖胺甘氨酰胺核苷酸合成酶35甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸轉甲?；竵碜约姿幔}）甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸轉甲酰基酶來自甲酸（鹽）36甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸合成酶甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸合成酶37生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件38甲酰甘氨脒核苷酸5-氨基-咪唑核苷酸合成酶甲酰甘氨脒核苷酸5-氨基-咪唑核苷酸合成酶39N5-羧基氨基咪唑核苷酸5-氨基-咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸羧化酶N5-羧基氨基咪唑核苷酸5-氨基-咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸羧405-氨基-咪唑-4-羧酸核苷酸N5-羧基氨基咪唑核苷酸5-氨基-咪唑-4-羧酸核苷酸N5-羧基氨基咪唑核苷酸415-氨基-咪唑-4-羧酸核苷酸N-琥珀-5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸5-氨基-咪唑-4-羧酸核苷酸N-琥珀-5-氨基咪唑425-氨基咪唑-4（N-琥珀基）甲酰胺核苷酸5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸延胡索酸5-氨基咪唑-4（N-琥珀基）甲酰胺核苷酸5-氨基咪唑延胡索435-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5-氨基咪唑5-甲酰氨基咪唑445-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸次黃嘌呤核苷酸5-甲酰氨基咪唑次黃嘌呤核苷酸45生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件46生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件47HH48生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件49生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件50次黃嘌呤核苷酸腺苷酸黃嘌呤核苷酸鳥苷酸腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤腺苷酸黃嘌呤核苷酸鳥苷酸腺苷酸代琥珀酸51腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤核苷酸2、腺嘌呤核苷酸的合成腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤2、腺嘌呤核苷酸的合成52腺苷酸代琥珀酸腺苷酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸53黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸3、鳥嘌呤核苷酸的合成黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸3、鳥嘌呤核苷酸的合成54黃嘌呤核苷酸鳥苷酸細菌直接以氨作為氨基供體黃嘌呤核苷酸鳥苷酸細菌直接以氨作為氨基供體55主要發(fā)生在肝臟，常因各種抑制物甚至生理緊張導致其中的某些酶缺乏，影響細胞生長。“從頭合成”途徑（通常情況下占95%）核糖、氨基酸、CO2、NH3、Pi核糖核苷酸輔酶RNA脫氧核糖核苷酸DNA“補救”途徑(腦和骨髓)內外源核酸分解核苷堿基、Pi脫氧核苷核酸類補品原理所在可提高康復速度4、由嘌呤堿和核苷合成核苷酸主要發(fā)生在肝臟，常因各種抑制物甚至生理緊張導致其中的某些酶缺56嘌呤核苷酸合成補救途徑

磷酸核糖轉移酶嘌呤+PRPPA(G)MP+PPi嘌呤+1-P-核糖嘌呤核苷

AMPATP

ADP核苷磷酸化酶腺苷激酶嘌呤核苷酸合成補救途徑磷酸核糖轉移酶嘌呤+PRPPA(G)57生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件58生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件59生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件605、嘌呤核苷酸生物合成的調節(jié)

磷酸核糖焦磷酸激酶

轉酰胺酶

腺苷酸琥珀酸合成酶

次黃嘌呤核苷酸脫氫酶5、嘌呤核苷酸磷酸核糖焦磷酸激酶轉酰胺酶腺苷酸琥61生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件62生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件63“從頭合成”中堿基各原子來源通過放射性同位素法推斷嘌呤堿天冬氨酸谷氨酰胺甘氨酸甲酸甲酸磷酸核糖C1上逐個安插成嘌呤堿成分，形成A(G)MP。CO2“從頭合成”中堿基各原子來源嘌呤堿天冬氨酸谷氨酰胺甘氨酸甲酸64（二）嘧啶核苷酸的合成途徑1、尿嘧啶核苷酸的從頭合成（二）嘧啶核苷酸的合成途徑1、尿嘧啶核苷酸的從頭合成65生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件66生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件67細菌的CPSGlnADPCO2細菌的CPSGlnADPCO268天冬氨酸氨甲酰磷酸氨甲酰天冬氨酸二氫乳清酸二氫乳清酸酶天冬氨酸氨甲酰磷酸氨甲酰天冬氨酸二氫乳清酸二氫乳清酸酶69二氫乳清酸乳清酸二氫乳清酸乳清酸70乳清酸乳清苷酸乳清酸乳清苷酸71乳清苷酸尿苷酸乳清苷酸尿苷酸72生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件73生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件74尿苷酸三磷酸胞苷2、胞嘧啶核苷的合成尿苷酸三磷酸胞苷2、胞嘧啶核苷的合成75細菌直接與氨作用細菌直接與氨作用763、補救途徑3、補救途徑774、嘧啶核苷酸生物合成的調節(jié)4、嘧啶核苷酸生物合成的調節(jié)78生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件79天門冬氨酸氨甲酰轉移酶的別構調節(jié)天門冬氨酸氨甲酰轉移酶的別構調節(jié)80嘧啶堿天冬氨酸NH3CO2嘧啶環(huán)合成后+磷酸核糖C(U)MP嘧啶堿天冬氨酸NH3CO2嘧啶環(huán)合成后+磷酸核糖C(U)MP81生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件82(三）脫氧核糖核苷酸的合成1、在核苷二磷酸水平被還原(三）脫氧核糖核苷酸的合成1、在核苷二磷酸水平被還原83生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件84生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件852、胸腺嘧啶核苷的合成2、胸腺嘧啶核苷的合成86脫氧胸腺嘧啶核苷酸的合成

胸腺嘧啶核苷酸合成酶NADPH+H++SerNADP++Gly

N5、N10亞甲基FH4FH2二氫葉酸還原酶Ser羥甲基轉移酶ONHNOdR-PCH3ONHNOdR-P脫氧胸腺嘧啶核苷酸的合成

胸腺嘧啶核苷酸合成酶NADPH+87生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件88生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件89生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件90核苷酸的合成及相互關系核苷酸的合成及相互關系913、3、92核糖核苷酸的還原反應NADP+NADPH+H+硫氧還蛋白還原酶FAD核糖核苷酸還原酶ATP、Mg2+硫氧還蛋白（還原型）SHSH硫氧還蛋白（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+H2O脫氧核糖核苷二磷酸核糖核苷酸的還原反應NADP+NADPH+H+硫氧還蛋白還原93硫氧還蛋白核糖核酸還原酶系硫氧還蛋白還原酶核糖核苷酸還原酶硫氧還蛋白核糖核酸還原酶系硫氧還蛋白還原酶核糖核苷酸還原酶94核糖核苷酸的還原反應FAD核糖核苷酸還原酶ATP、Mg2+硫氧還蛋白SHSH硫氧還蛋白SS硫氧還蛋白還原酶核糖核苷二磷酸+H2O脫氧核糖核苷二磷酸FADH2谷氧還蛋白SS谷氧還蛋白SHSHNADP+NADPH+H+谷氧還蛋白還原酶OP-P-CH2NOHOHOP-P-CH2NOHHGSSG2GSH谷胱甘肽還原酶核糖核苷酸的還原反應FAD核糖核苷酸還原酶ATP、Mg2+95生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件96核糖核苷酸還原酶示意圖底物特異性調節(jié)位點酶活性調節(jié)位點活性位點R1亞基R2亞基使其活化使酶抑制有利于UDP和CDP還原促進ADP和GDP還原核糖核苷酸還原酶示意圖底物特異性調節(jié)位點酶活性調節(jié)位點97生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件98R2亞基結構R2亞基結構99生物化學ppt第29章核酸的降解和核苷酸的代謝課件100生物化學ppt第2