生物化学与分子生物学 第9章：核酸的降解与核苷酸代谢课件

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1、,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第九章 核酸的降解和核苷酸代谢,第九章 核酸的降解和核苷酸代谢,1,第一节 核酸的酶促降解,一、核酸降解的一般顺序,：,1、核酸酶：核酸核苷酸；,2、核苷酸酶：核苷酸核苷+磷酸；,3、核苷酶：核苷含氮碱基,第一节 核酸的酶促降解一、核酸降解的一般顺序：,2,生物化学与分子生物学 第9章：核酸的降解与核苷酸代谢课件,3,二、核酸酶的分类,按,作用底物,分：,RNase、DNase,；,按,作用方式,分：外切酶、内切酶；,按,作用键,分：水解3-磷酸酯键的酶和5-磷酸酯键的酶,二、核酸酶的分类按作用底物分：R

2、Nase、DNase；,4,1,、核酸外切酶：,可同时作用于,DNA、RNA,的外切酶,1、核酸外切酶：可同时作用于DNA、RNA的外切酶,5,2,、核酸内切酶,(,endonuclease),能够水解核酸分子内磷酸二酯键的酶,一般的核酸内切酶专一性不强（专一性强的不多，如，牛胰核酸酶：嘧啶核苷酸嘧啶核苷-3-磷酸），,限制性内切酶具有很强的碱基专一性。,2、核酸内切酶(endonuclease)能够水解核酸分子内,6,限制性内切酶,(,restrietion endonuclease),概念：原核生物体内一类能识别双链,DNA,上特定的一段核苷酸序列并在特定位点切断,DNA,两条链的核酸内切

3、酶。,限制性内切酶(restrietion endonucle,7,限制性内切酶具有很强的碱基专一性。,识别位点：个碱基的回文序列,切割结果：,平头末端(,cohesive end)：,切口齐的,粘性末端(,blunt end)：,切口交错,限制性内切酶具有很强的碱基专一性。,8,生物学功能：降解外面侵入的,DNA，,而不降解自身细胞中的,DNA。,应用：基因工程的工具酶,分子手术刀,生物学功能：降解外面侵入的DNA，而不降解自身细胞中的DNA,9,生物化学与分子生物学 第9章：核酸的降解与核苷酸代谢课件,10,第二节 嘌呤和嘧啶的分解,第二节 嘌呤和嘧啶的分解,11,一、嘌呤的分解,氧化降解

4、,：,A、G,尿酸,；,不同的动物将尿酸直排或进行不同程度继续降解排出体外。,浓度过高,尿结石,、,痛风,一、嘌呤的分解氧化降解：A、G 尿酸；,12,生物化学与分子生物学 第9章：核酸的降解与核苷酸代谢课件,13,黄嘌呤氧化酶,（肝、小肠、肾）：黄嘌呤 尿酸；,人类、灵长类,动物排尿酸于尿中，但,大多数的,N,尿素,；而,鸟类、爬行动物、昆虫的,N,尿酸,；,尿酸水溶性差,过多则结晶沉积,（关节、软组织、肾）,痛风,（手指首先发热红肿，疼痛无比，活动困难，进而影响膝、腕及踝关节，造成关节畸形僵硬。慢性痛风可导致肾结石、痛风性肾病等）；,成年男性患病机率较高；,高嘌呤饮食，核酸大量降解，肾疾病

5、 尿酸；,治疗：,别嘌呤醇,（,XO,的竞争性抑制剂）,黄嘌呤氧化酶（肝、小肠、肾）：黄嘌呤 尿酸；,14,生物化学与分子生物学 第9章：核酸的降解与核苷酸代谢课件,15,二、嘧啶的分解,C、U,-,丙氨酸,+,NH,3,+CO,2,T,-,氨基异丁酸,+,NH,3,+CO,2,-,丙氨酸、,-,氨基异丁酸,排出体外、进行有机酸代谢,二、嘧啶的分解C、U -丙氨酸+NH3+CO2,16,生物化学与分子生物学 第9章：核酸的降解与核苷酸代谢课件,17,小 结,核苷酸 戊糖+碱基（嘌呤、嘧啶）+,Pi；,戊糖,CO,2,+,H,2,O+ATP；,人体内的碱基通常不能彻底降解：嘌呤尿酸（排泄）；嘧啶

6、,-,氨基酸（主要随尿排除，或进行有机酸代谢）,小 结核苷酸 戊糖+碱基（嘌呤、嘧啶）+Pi,18,第三节 核苷酸的生物合成,生物都能从,基本原料,合成嘌呤和嘧啶核苷酸（,从头合成,）；,因此核酸不是必需营养素（,珍奥核酸是骗局！,）；,生物也都能利用体内降解的和食物吸收的,现成嘌呤,、,嘧啶,合成核苷酸（,补救合成,）；,第三节 核苷酸的生物合成生物都能从基本原料合成嘌呤和嘧啶核,19,（一）,从头合成,（,De Novo Synthesis,）,定义：5-磷酸核糖+,aa+CO,2,嘌呤核苷酸,场所：主要在肝脏,比例：通常占95%,一、嘌呤核苷酸的合成,（一）从头合成（De Novo Sy

7、nthesis）定义：5,20,甘氨坐中间，谷氨站两边，左手开天门，头顶二氧碳,甘氨坐中间，谷氨站两边，左手开天门，头顶二氧碳,21,1、,PRPP,合成,IMP,所有嘌呤核苷酸均由,IMP（,次黄嘌呤核苷酸,）,合成；,PRPP：5-,磷酸核糖焦磷酸；,5-,磷酸核糖+,PPi PRPP,1、PRPP合成IMP 所有嘌呤核苷酸均由IMP（次黄嘌呤核,22,生物化学与分子生物学 第9章：核酸的降解与核苷酸代谢课件,23,2、,AMP,和,GMP,的合成,嘌呤核苷酸氧化脱氨基的步骤,（XMP）,2、AMP和GMP的合成嘌呤核苷酸氧化脱氨基的步骤（XMP）,24,（二）,补救合成,（,Salvag

8、e Pathway,）,定义：游离的嘌呤或嘌呤核苷嘌呤核苷酸,场所：,脑,、,骨髓,途径：,核苷磷酸化酶+核苷磷酸激酶途径,；,磷酸核糖转移酶途径,（二）补救合成（Salvage Pathway）定义：游离的,25,1、,核苷磷酸化酶,+,核苷磷酸激酶途径,嘌呤+1-,PR,核苷+磷酸,核苷+,ATP,核苷酸+,ADP,仅有,腺苷磷酸激酶,，因此该途径不重要。,2、,磷酸核糖转移酶途径,嘌呤+,PRPP,嘌呤核苷酸+,PPi,酶：腺嘌呤、,次黄嘌呤-鸟嘌呤,1、核苷磷酸化酶+核苷磷酸激酶途径嘌呤+1-PR,26,莱-拉综合症,次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺乏；,在23岁时，患儿开始咬自己的嘴

9、唇和手指，智力缺陷，经常性痉挛，舞蹈样动作，痛风，可活至20岁左右；,尿酸积累结石，痛风自残（？）,机理不明，别嘌呤醇无效,莱-拉综合症次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺乏；,27,3、意义,节约能量和,一些,Aa,的,消耗；,有些组织（如脑、骨髓）只能进行嘌呤核苷酸的补救合成；,可提高康复速度（核酸类补品的功能）,3、意义节约能量和一些Aa的消耗；,28,嘧啶环：,氨甲酰磷酸,+,Asp,先合成嘧啶环，再添加5-,PR；,二、嘧啶核苷酸的合成,嘧啶环：氨甲酰磷酸+Asp二、嘧啶核苷酸的合成,29,1、氨甲酰磷酸的合成,氨甲酰磷酸合成酶,：,线粒体,尿素合成,氨基酸代谢,氨甲酰磷酸合成酶,：,细

10、胞质,嘧啶合成,核苷酸代谢,1、氨甲酰磷酸的合成氨甲酰磷酸合成酶：线粒体 尿素,30,2、,UMP,和,CTP,的从头合成,2、UMP和CTP的从头合成,31,生物化学与分子生物学 第9章：核酸的降解与核苷酸代谢课件,32,3、嘧啶核苷酸的补救合成,1）,磷酸核糖转移酶途径,不重要,U+PRPP UMP+PPi,C,不能直接与,PRPP,反应,2）,磷酸化酶+尿苷激酶途径,重要,磷酸化酶：,U(C)+1-PR,尿苷(胞苷)+,Pi,尿苷激酶,：尿苷(胞苷)+,ATP UMP(CMP)+ADP,3、嘧啶核苷酸的补救合成1）磷酸核糖转移酶途径 不重,33,三、脱氧核糖核苷酸的合成,dNDP+ATP dNTP+ADP,激酶,三、脱氧核糖核苷酸的合成dNDP+ATP,34,大肠杆菌、动物、植物,2条多肽链,非正铁血红素,广泛存在,大肠杆菌、动物、植物 2条多肽链,35,其他原核生物,NTP,dNTP,核糖核苷酸还原酶,1条多肽链,非正铁血红素+,VB,12,仅存在于某些微生物和藻类,其他原核生物 NTPdNTP核糖核苷酸还原酶 1条多肽链,36,学习要点,掌握核酸内切酶，外切酶作用特点。,掌握核苷酸的主要生理作用。,了解嘌呤碱和嘧啶碱的降解过程。,掌握从头合成中，嘌呤核和嘧啶核上各原子的来源,，了解核苷酸的合成过程,学习要点掌握核酸内切酶，外切酶作用特点。,37,