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1、第三章核酸的结构和功能 StructureandFunctionofNucleicAcid 生物化学 护理学专业本科教材 核酸 nucleicacid 以核苷酸为基本组成单位 富含磷元素的酸性生物大分子化合物 携带和传递遗传信息 生物化学 护理学专业本科教材 核酸的分类及分布 生物化学 护理学专业本科教材 第一节核酸的分子组成TheMolecularOrganizationofNucleicAcid 生物化学 护理学专业本科教材 核酸的化学组成 1 元素组成C H O N P 9 10 生物化学 护理学专业本科教材 一 戊糖 生物化学 护理学专业本科教材 嘌呤 purine 腺嘌呤 adeni
2、ne A 鸟嘌呤 guanine G 二 碱基 生物化学 护理学专业本科教材 嘧啶 pyrimidine 胞嘧啶 cytosine C 尿嘧啶 uracil U 胸腺嘧啶 thymine T 生物化学 护理学专业本科教材 核苷 AR GR UR CR脱氧核苷 dAR dGR dTR dCR 三 核苷 核苷酸与多核苷酸 生物化学 护理学专业本科教材 核苷酸 AMP GMP UMP CMP脱氧核苷酸 dAMP dGMP dTMP dCMP 生物化学 护理学专业本科教材 一些重要的游离核苷酸及其衍生物 含核苷酸的生物活性物质 NAD NADP CoA SH FAD等都含有AMP 多磷酸核苷酸 NMP
3、 NDP NTP 环化核苷酸 cAMP cGMP AMP ADP ATP cAMP 生物化学 护理学专业本科教材 第二节核苷酸代谢MetabolismofNucleotides 生物化学 护理学专业本科教材 食物核蛋白 蛋白质 核酸 RNA与DNA 胰核酸酶 RNA酶 DNA酶 磷酸二酯酶 单核苷酸 胰 肠核苷酸酶 磷酸单酯酶 核苷 磷酸 核苷酶 水解或磷酸解 戊糖或磷酸戊糖 碱基 核酸的消化 排出 很少利用 生物化学 护理学专业本科教材 一 嘌呤核苷酸代谢 一 嘌呤核苷酸的合成代谢 1 嘌呤核苷酸的从头合成 2 嘌呤核苷酸的补救合成 3 嘌呤核苷酸的相互转变 4 脱氧 核酸 核苷酸的生成 二
4、 嘌呤核苷酸的分解代谢 生物化学 护理学专业本科教材 一 嘌呤核苷酸的合成代谢 1 从头合成途径 用磷酸核糖 氨基酸 一碳单位及CO2等简单物质为原料 经过一系列酶促反应合成嘌呤核苷酸的途径 2 补救合成途径 利用体内游离的嘌呤碱或嘌呤核苷经过简单的反应过程 合成嘌呤核苷酸 生物化学 护理学专业本科教材 甲酰基 一碳单位 甘氨酸 CO2 Asp 甲酰基 一碳单位 Gln 酰胺基 左一C 右一C 甘氨当中站 两边坐谷氮 左上天冬氨 头顶CO2 生物化学 护理学专业本科教材 一 嘌呤核苷酸的合成代谢 1 从头合成途径 合成的原料 CO2 甲酰基 氨基酸等 合成的场所 肝脏的胞液 合成的过程 两个阶
5、段 次黄嘌呤核苷酸 IMP 的合成 腺苷酸 AMP 和鸟苷酸 GMP 的合成 生物化学 护理学专业本科教材 一 嘌呤核苷酸的合成代谢 1 从头合成途径 1 IMP的合成 11步反应 R 5 P AMP PRPP合成酶 PP 1 R 5 P PRPP 5 磷酸核糖 磷酸核糖焦磷酸 1 具体合成过程 PP 1 R 5 P Gln Glu 酰胺转移酶 酶3 甘氨酰胺核苷酸合成酶 H2N 1 R 5 P Gly 酶3 ATP Mg2 甘氨酰胺核苷酸 GAR PRA 转甲酰基酶 FH4 甘氨酰胺核苷酸 GAR HN Glu 甲酰甘氨酰胺核苷酸 FGAR 甲酰甘氨咪核苷酸 FGAM AIR合成酶 ATP
6、Mg2 K H2O 甲酰甘氨咪核苷酸 FGAM 5 氨基咪唑核苷酸 AIR 5 氨基咪唑 4 羧基核苷酸 CAIR R 5 P C H2N C N N CH C O HO R 5 P C H2N C N N CH C O Asp 5 氨基咪唑 4 羧基核苷酸 CAIR 5 氨基咪唑 4 N 琥珀酸 甲酰胺核苷酸 SAICAR HOOC HC H2C HOOC 5 氨基咪唑 4 N 琥珀酸 甲酰胺核苷酸 SAICAR 5 氨基咪唑 4 甲酰胺核苷酸 AICAR 延胡索酸 R 5 P C H2N C N N CH C O H2N 5 氨基咪唑 4 甲酰胺核苷酸 AICAR 5 甲酰胺基咪唑 4 甲
7、酰胺核苷酸 FAICAR N10甲酰FH4 FH4 R 5 P C N C N N CH C O H2N H R 5 P C N C N N CH C O HHN H C O H R 5 P C N C N N CH C O HN HC 5 甲酰胺基咪唑 4 甲酰胺核苷酸 FAICAR H2O 次黄嘌呤核苷酸 IMP 2 腺苷酸和鸟苷酸的合成 IMP 腺苷酸代琥珀酸合成酶 AMPS Asp Mg2 GTP R 5 P C N C N N CH C N HC NH HOOCCH2CHCOOH R 5 P C N C N N CH C N HC NH2 腺苷酸代琥珀酸 AMPS 腺苷酸 AMP 延
8、胡索酸 腺苷酸代琥珀酸裂解酶 生物化学 护理学专业本科教材 R 5 P C N C N N CH C O HN HC IMP R 5 P C N C N N CH C O HN C NADH H XMP 黄嘌呤核苷酸 IMP脱氢酶 生物化学 护理学专业本科教材 R 5 P C N C N N CH C O HN C R 5 P C N C N N CH C O HN C Gln Glu XMP GMP 生物化学 护理学专业本科教材 AMP 腺苷酸激酶 ADP 腺苷酸激酶 ATP GMP 鸟苷酸激酶 GDP 鸟苷酸激酶 GTP 生物化学 护理学专业本科教材 2 嘌呤核苷酸从头合成的调节 2个长反
9、馈 生物化学 护理学专业本科教材 2个短反馈 IMP AMPS XMP AMP ADP GMP GDP GTP ATP ATP GTP 生物化学 护理学专业本科教材 2 补救合成途径 1 嘌呤碱与PRPP直接合成嘌呤核苷酸 次黄嘌呤 次黄嘌呤核苷酸 鸟嘌呤 鸟嘌呤核苷酸 PRPP PPi 腺嘌呤 腺嘌呤核苷酸 腺嘌呤磷酸核糖转移酶 APRT HGPRT活性高 APRT活性低 一 嘌呤核苷酸的合成代谢 生物化学 护理学专业本科教材 2 补救合成途径 1 嘌呤碱与PRPP直接合成嘌呤核苷酸 腺嘌呤 1 磷酸核糖 腺苷 Pi 核苷磷酸化酶 2 腺嘌呤与1 磷酸核糖生成腺苷 再生成腺嘌呤核苷酸 腺苷
10、ATP 腺苷激酶 腺苷酸 ADP 生物化学 护理学专业本科教材 生理意义 减少从头合成时能量和原料的消耗 节省 某些器官 脑 骨髓和脾 合成核苷酸的途径 遗传疾病 Lesch Nyhan莱 尼综合征 自毁容貌综合征 罕见的性染色体X连锁遗传病 生物化学 护理学专业本科教材 自毁容貌综合征 HGPRT基因缺陷 嘌呤合成过多 高尿酸血症 痛风伴有咬指咬唇的强迫性自残行为 自毁容貌 3 脱氧 核糖 核苷酸的合成 在核苷二磷酸水平被还原而成 NADPH H NADP H2O dNDP NDP 生物化学 护理学专业本科教材 脱氧核苷酸的具体生成过程 NDP dNDP NADP NADPH H 还原型硫氧
11、化还原蛋白 SH 2 核糖核苷酸还原酶 Mg2 硫氧化还原蛋白还原酶 FAD 生物化学 护理学专业本科教材 NDP dNDP ADP dADP GDP dGDP UDP dUDP CDP dCDP TDP dTDP 生物化学 护理学专业本科教材 dNDP ATP dNTP ADP dCDP ATP dCTP ADP dUDP ATP dUTP ADP dGDP ATP dGTP ADP dADP ATP dATP ADP 生物化学 护理学专业本科教材 核苷酸分解代谢大致过程 核苷酸 核苷 Pi Pi 1 磷酸核糖 碱基 补救途径 分解代谢 5 磷酸核糖 PRPP 终末产物经尿排出 核苷酸酶 磷
12、酸化酶 1 磷酸核糖变位酶 生物化学 护理学专业本科教材 二 嘌呤核苷酸的分解代谢 AMP I GMP G X 黄嘌呤氧化酶 黄嘌呤氧化酶 尿酸 生物化学 护理学专业本科教材 正常人血浆尿酸含量 0 12 0 36mmol L 血尿酸 0 48mmol L 8mg 时可析出结晶 沉积在关节和软骨等处 痛风症 进食高嘌呤膳食时 体内核酸大量分解 白血病 恶性肿瘤 肾脏疾病尿酸排泄障碍 血中尿酸 临床上用别嘌呤醇治疗 痛风症 生物化学 护理学专业本科教材 别嘌呤醇治疗痛风症的作用机制 次黄嘌呤 别嘌呤醇 PRPP 别嘌呤醇核苷酸 嘌呤核苷酸从头合成的酶 黄嘌呤氧化酶 嘌呤核苷酸合成 核糖1 磷酸
13、次黄嘌呤核苷 次黄嘌呤 黄嘌呤 尿酸 生物化学 护理学专业本科教材 二 嘧啶核苷酸代谢 一 嘧啶核苷酸的合成代谢 1 嘧啶核苷酸的从头合成 2 嘧啶核苷酸的补救合成 二 嘧啶核苷酸的分解代谢 生物化学 护理学专业本科教材 一 嘧啶核苷酸的合成代谢 1 从头合成途径 先合成嘧啶环 然后再与磷酸核糖连接生成嘧啶核苷酸 Asp CO2 Gln 生物化学 护理学专业本科教材 1 尿嘧啶核苷酸的合成 6步反应 HCO3 Gln 2ATP Glu 2ADP Pi 氨基甲酰磷酸 氨基甲酰磷酸合成酶II 一 嘧啶核苷酸的合成代谢 1 从头合成途径 1 基本合成过程 生物化学 护理学专业本科教材 两种氨基甲酰磷
14、酸合成酶的比较 氨基甲酰磷酸合成酶I 氨基甲酰磷酸合成酶II 分布 线粒体 肝 胞液 各种细胞 氮源 氨 谷氨酰胺 变构激活剂 N 乙酰谷氨酸 无 变构抑制剂 无 UMP 哺乳动物 功能 尿素合成 嘧啶合成 CPS I CPS II 氨基甲酰磷酸 Pi Asp 氨基甲酰天冬氨酸 NAD NADH H 乳清酸 二氢乳清酸 H2O 乳清酸 PRPP PPi 乳清酸核苷酸 OMP CO2 尿嘧啶核苷酸 UMP 生物化学 护理学专业本科教材 ATP 2 胞嘧啶核苷酸 CTP 的合成 尿苷酸激酶 UDP UMP 二磷酸尿苷激酶 ADP UTP Gln ATP Glu ADP Pi ATP ADP CTP
15、 CTP合成酶 生物化学 护理学专业本科教材 dCMP dUDP Pi NH3 dUMP dTMP合成酶 FH2 N5 N10 甲烯FH4 FH4 NADPH H NADP dTMP ATP 激酶 dTDP 激酶 ADP dTTP ATP ADP dTMP 3 脱氧胸腺嘧啶核苷酸 dTMP 的合成 2 从头合成的调节 ATP CO2 Gln PRPP 氨基甲酰磷酸 氨甲酰天冬氨酸 PRPP ATP 5 磷酸核糖 OMP UMP UTP CTP 嘌呤核苷酸 嘧啶核苷酸 由合成产物对3个关键酶 酶1 CPS II 酶2 天冬氨酸氨甲酰转移酶 酶3 PRPP合成酶 Asp 的负反馈调节来实现 生物化
16、学 护理学专业本科教材 2 嘧啶核苷酸的补救合成 嘧啶 PRPP 嘧啶核苷酸 PPi 嘧啶磷酸核糖转移酶 尿嘧啶 胸腺嘧啶 乳清酸 胞嘧啶 嘧啶核苷 ATP 嘧啶核苷酸 ADP 核苷激酶 胸苷激酶 TK 与恶性肿瘤 总结 5 P R PRPP IMP dAMP GMP dGMP AMP dADP GDP dGDP ADP dATP GTP dGTP ATP UMP CMP dUMP UDP CDP dUDP UTP CTP dUTP dTMP dCMP dTDP dCDP dTTP dCTP CO2 Gln H2N CO P OMP 核苷酸的从头合成过程总结 dUDP dCMP dUMP 二 嘧啶核苷酸的分解代谢 嘧啶核苷酸 嘧啶核苷 嘧啶 NH3 NADPH H NADP H2O H2O CO2 NH3 H2N CH2 CH2 COOH 丙氨酸 胞嘧啶 尿嘧啶 NADPH H NADP H2O CO2 NH3 氨基异丁酸 脲基异丁酸 H2O 胸腺嘧啶 二氢胸腺嘧啶 生物化学 护理学专业本科教材 核苷酸抗代谢物主要是一些嘌呤 嘧啶 核苷 氨基酸或叶酸等的类似物 采用竞争性抑制方式抑制合
