核酸分解及核苷酸代谢A.ppt

第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism第12章核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides MetabolismⅠ.核酸的分解（水解）无嘌呤酸碱基与戊糖的N-糖苷键磷酸之间的3',5' -磷酸二酯键1.酸水解最不稳定顺序DNA嘌呤糖苷键﹤嘧啶糖苷键﹤磷酸酯键DNA：于37℃透析即可完全除去嘌呤； 于100℃加热1 h，也可除去嘌呤化学键第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism2.碱水解RNA二酯键﹤ DNA二酯键﹤糖苷键最不稳定顺序2'-核苷酸和3'-核苷酸少量核苷2', 5'-和3', 5'-核苷二磷酸DNA水解产物RNA碱稳定，稀碱只变性，不水解！无2'-OH，故不形成2', 3'-环核苷酸中间物！l mol/L NaOH中100℃4 h，得寡聚脱氧核苷酸！第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism3.酶水解分解部位：小肠、十二指肠吸收部位：小肠粘膜 核酸酶部位磷酸二酯酶 非特异性水解磷酸二酯键，无碱基专一性专一水解核酸的酶，有碱基专一性。

⑴核酸外切酶exonuclease 从核酸末端开始逐个水解出核苷酸的核酸水解酶概念5'端开始，产生3'-核苷酸3'端开始，产生5'-核苷酸蛇毒磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism⑵核酸内切酶endonuclease 从核酸内部开始，有一定专一性切点的核酸水解酶①核糖核酸酶类 A.牛胰核糖核酸酶（RNaseⅠ，EC 2.7.7.16）例题牛胰概念提取产物性质 最适pH为7.0~8.2，耐热，可人工合成3'-嘧啶核苷酸；或3'-嘧啶核苷酸结尾的寡核苷酸第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides MetabolismB.核糖核酸酶T1（ribonuclease T1，EC 3.1.4.8）Ap残基tRNA可形成3'-腺苷酸结尾的寡核苷酸 性质产物切点耐热，耐酸；专一性较高C.核糖核酸酶T2（RNase T2，EC 2.7.7.17)3'-鸟苷酸为末端的寡核苷酸或3'-鸟苷酸第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism②脱氧核糖核酸酶类 A.牛胰脱氧核糖核酸酶B.牛脾脱氧核糖核酸酶最适pH 4~5，0.3 mol/L Na+激活，Mg2+抑制！3'-磷酸末端的寡聚核苷酸平均长度为6个核苷酸。

产物名称名称产物底物DNaseⅠ，双链或单链DNA5'-磷酸结的寡聚核苷酸平均长度4个核苷酸 条件DNaseⅡ，第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides MetabolismC.链球菌脱氧核糖核酸酶特征条件最适pH=7 5'-磷酸为末端的碎片长度不定RNase：酶稳定、耐高温DNase：种类多、工具酶产物第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism⑶限制性内切酶restriction endonuclease细菌中存在的降解外源DNA的核酸水解酶适应概念有4~6对碱基序列的专一性，中心点互补对称大多数产生粘末端可能是细菌的免疫防御，抵抗外来分子侵袭，相当于免疫细胞特点 限制性内切酶是分子生物学研究的重要工具酶第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides MetabolismEco RⅠE： 大肠杆菌（Escherichia coli）的属名co： 种名的头两个字母R： 菌株、变种、品种Ⅰ：酶类别是否斜体？命名属名＋种名＋株名+类别Ⅰ类：内切、修饰，识别与切割位点不一致Ⅱ类：识别与切割位点统一Ⅲ类：切割方式基本同Ⅱ类第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides MetabolismⅡ.核苷酸的降解 1.核苷酸的水解核苷酸+H2O→核苷+磷酸名称：总称磷酸单酯酶， 2'，3'，5'-Pi存在：广泛存在核苷酸酶：水解3'，5'-Pi 的磷酸单酯酶！核苷磷酸化酶核苷+磷酸←→碱基+戊糖-1-磷酸存在广泛，反应可逆。

酶核苷+H2O→碱基+戊糖名称：核苷酶或核苷水解酶作用：植物和微生物，只水解核糖核苷酶第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism2.嘌呤的分解嘌呤分解产物人类、灵长类、爬行类、鸟类氨尿素尿酸微生物植物鱼类、两栖类、人类（少）鱼类、两栖动物、海洋无脊椎动物大量存在代谢中产物如尿囊素和尿囊酸等氨、二氧化碳、有机酸（甲酸、乙酸、乳酸等） 第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism尿酸生成第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism人体嘌呤代谢主要肝脏、小肠、肾脏核酸大量分解（白血病、恶性肿瘤等）或食入高嘌呤食物，血中尿酸＞mmol/L关节炎、尿路结石及肾疾（痛风）尿酸成盐结晶，沉积于关节、软组织、软骨及肾等别嘌呤醇，结构似次黄嘌呤抑制黄嘌呤氧化酶！症状治疗部位异常原因第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism3.嘧啶的分解第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides MetabolismⅢ.核苷酸的合成 1.嘌呤核糖核苷酸的合成NNC1345678NN92CCCCN1 ： 天冬氨酸 C2、C8 ： 一碳单位C3、N9 ： 谷氨酰胺C4、C5、N7：甘氨酸 C6 ： CO2第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism⑴次黄嘌呤核苷酸的合成第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism⑵腺嘌呤核苷酸的合成IMP + Asp延胡索酸+AMP GTP GDP+Pi腺苷酸琥珀酸合成酶腺苷酸琥珀酸裂解酶羽田杀菌素（Asp的类似物）名称：N-羟-N-甲酰甘氨酸，hadacidin结构：类似天冬酰胺作用：抑制腺苷酸琥珀酸合成酶的活性， 阻止腺苷酸琥珀酸的生成， 阻止核酸合成，抗癌！结果：未用于临床，对肝、肾的毒副作用大羽田杀菌素第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism⑶鸟嘌呤核苷酸的合成 黄嘌呤核苷酸经氨基化成鸟嘌呤核苷酸。

谷氨酰胺谷氨酸IMP XMP GMPATP AMP+PPiH2ONADH2①①NAD②②①次黄嘌呤核苷酸脱氢酶②鸟嘌呤核苷酸合成酶细菌：自由氨动物：谷氨酰胺氨基来源第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolismsalvage pathway：细胞内核苷酸降解生成的嘌呤和嘧啶在酶作用下合成单核苷酸的途径！概念⑷由嘌呤碱和核苷合成核苷酸（补救途径）第一途径第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism第二途径碱基+戊糖-1-磷酸核苷+磷酸核苷+ATP核苷酸+ADP核苷磷酸化酶：存在广泛，反应可逆！核苷激酶：生物体内仅腺苷激酶 缺乏其他嘌呤核苷激酶第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism初期：肾结石和痛风发展：自残肢体，痉挛、咬伤唇、舌、指缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，使鸟嘌呤和次黄嘌呤补救途径障碍，产生过量尿酸。

伴性隐性遗传症状 Lesch-Nyhan综合征：自毁容貌综合征原因遗传方式第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism2.嘧啶核苷酸的合成CO2GlnAsp产物原料副产品中间产物氨甲酰磷酸、天冬氨酸嘧啶环，乳清苷酸尿嘧啶核苷酸其他嘧啶核苷酸第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism⑴尿嘧啶核苷酸的合成第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism⑵胞嘧啶核苷酸的合成氨动物细菌氨基供体谷氨酰胺第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism尿嘧啶+5-磷酸核糖焦磷酸=尿嘧啶核苷酸+PPiUMP磷酸核糖转移酶尿嘧啶+1-磷酸核糖 = = = = = 尿嘧啶核苷+Pi尿苷磷酸化酶尿嘧啶核苷+ATP = = = =尿嘧啶核苷酸+ADP尿苷激酶胞嘧啶核苷+ATP = = = =胞嘧啶核苷酸+ADP尿苷激酶，与嘌呤不同！ 胞嘧啶不能直接与5-磷酸核糖焦磷酸反应，但尿苷激酶能催化胞苷被ATP磷酸化而形成胞嘧啶核苷酸。

⑶嘧啶核苷酸的补救途径第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism重新利用嘧啶、核苷嘧啶补救途径特点嘌呤碱基→核苷酸磷酸核糖转移酶核苷→核苷酸嘧啶核苷激酶，广泛存在第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism3.三磷酸核苷酸的合成BMP+ATP==BDP+ADP BDP+ATP==BTP+ADP GTP反应去路氧化磷酸化底物磷酸化光合磷酸化ATP供能底物磷酸化合成核酸的原料ATP第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism二磷酸核苷酸脱去2'位的氧4.脱氧核糖核苷酸的合成第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism5.脱氧胸苷酸的合成唯一从头合成的脱氧核苷酸！非2'位脱氧！第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism6.总结 第12章 核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12 Nucleic Acid Catabolism & Nucleotides Metabolism。