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1、核酸的降解和核苷酸代谢,核苷酸的生物学功能： 作为核酸合成的原料（主要功能） 体内能量的利用形式（ATP GTP UTP CTP） 参与代谢和生理调节（cAMP cGMP） 组成辅酶（NAD FAD NAD+ NADP+ HSCoA） 活化中间代谢物（UDPG CDP-胆碱 SAM等）,何处去？,进入磷酸戊糖途径 或重新合成核酸,分解 合成,第一节 核酸和核苷酸的分解代谢,一、核酸的解聚作用,核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶. 按其作用位置分为: 1.核酸外切酶：作用于核酸链的末端（3端或5端），逐 个水解下核苷酸。脱氧核糖核酸外切酶：只作用于DNA核糖核酸外切酶:只作用于RNA 2.
2、核酸内切酶:从核酸分子内部切断3，5-磷酸二酯键。 3.限制性内切酶：在细菌细胞内存在的一类能识别并水解外源双链DNA的核酸内切酶，可用于特异切割DNA,常作为工具酶。,核酸外切酶对核酸的水解位点,5,OH,B,3,B,B,B,B,B,B,B,牛脾磷酸二酯酶（ 5端外切5得3）DNA/RNA,蛇毒磷酸二酯酶（ 3端外切3得5）DNA/RNA,限制性内切酶原核生物中存在着一类能识别外源DNA双螺旋中4-8个碱基 对所组成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列，并在 此序列的某位点水解DNA双螺旋链，产生粘性末端或平末端， 这类酶称为限制性内切酶。,常用的DNA限制性内切酶的专一性,酶,辨认的序列和
3、切口,说明, A G C T T C G A , G G A T C C C C T A G G , A G A T C T T C T A G A , G A A T T C C T T A A G , A A G C T T T T C G A A , G T C G A C C A G C T G , C C C G G G G G G C C C ,Bam H I,Alu I,Bgl I,Eco R I,Hind ,Sal I,Sma I,四核苷酸，平端切口,六核苷酸，平端切口,六核苷酸，粘端切口,六核苷酸，粘端切口,六核苷酸，粘端切口,六核苷酸，粘端切口,六核苷酸，粘端切口,二、核苷
4、酸的降解,核苷酸酶 核苷磷酸化酶 核苷酸 核苷 碱基+戊糖-1-P,磷酸,核苷水解酶,碱基+核糖,（广泛存在）,（主要存在于植物、微生物）,腺嘌呤 鸟嘌呤H2O H2ONH3 NH3次黄嘌呤 黄嘌呤H2O+O2 H2O2 H2O+O2H2O2尿囊素 尿酸H2O CO2+H2O2 2H2O+O2尿囊酸 尿素 + 乙醛酸H2O 2H2O4NH3 + 2CO2,（人类和灵长类动物、爬虫、鸟类）,（灵长类以外的哺乳动物）,(植物、某些硬骨鱼),（鱼类、两栖类）,（微生物）,腺嘌呤脱氨酶,鸟嘌呤脱氨酶,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤 氧化酶,尿酸氧化酶,尿囊 素酶,尿囊酸酶,脲酶,1. 嘌呤碱的分解代谢,腺嘌呤核
5、苷酸脱氨酶,腺嘌呤核苷酸 腺嘌呤核苷 腺嘌呤次黄嘌呤核苷酸 次黄嘌呤核苷 次黄嘌呤,腺嘌呤核苷脱氨酶,腺嘌呤脱氨酶,H2O -NH3,H2O -NH3,H2O -NH3,H2O Pi,H2O Pi,核苷酸酶,核苷磷酸化酶,核苷酸酶,核苷磷酸化酶,H2O Pi,Pi R-1-P,尿酸与痛风症的关系血中尿酸含量升高时，尿酸盐晶体在组织中沉积，形成痛风症。受累组织器官：关节软骨肾软组织病变： 关节炎肾病尿路结石病因： 高嘌呤饮食核酸大量分解肾病治疗药物：别嘌呤醇,别嘌呤醇作用的机理：,别嘌呤醇： 别黄嘌呤 底物类似物经酶 作用后成为酶的 灭活物，称之为 自杀作用物。 自杀性底物,别嘌呤醇,别黄嘌呤,
6、黄嘌呤氧化酶,胞嘧啶 尿嘧啶 二氢尿嘧啶H2O NH3 NAD(P)H+H+ NAD(P)+ H2O-丙氨酸 -脲基丙酸H2O胸腺嘧啶 二氢胸腺嘧啶NAD(P)H+H+ NAD(P)+ H2O-氨基异丁酸 -脲基异丁酸H2O,胞嘧啶脱氨酶,二氢尿嘧啶脱氢酶,二氢嘧啶酶,脲基丙酸酶,二氢尿嘧啶脱氢酶,二氢嘧啶酶,脲基丙酸酶,NH3+CO2+,NH3+CO2+,2. 嘧啶碱的分解代谢,一嘌呤核苷酸的合成代谢两条途径：1. 从头合成途径（de novo synthesis）:不以现成的碱基为原料，而是以磷酸核糖氨基酸一碳单位CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的过程。（主要合成
7、途径，肝组织进行此途径）2. 补救合成途径（salvage pathway）:利用游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸的过程。（脑骨髓等只能进行此途径）,第二节、核苷酸的生物合成,组织：肝小肠粘膜及胸腺细胞内定位：细胞液嘌呤环中各 碳、氮原子的来源：,（一）嘌呤核苷酸的从头合成, 5-磷酸核糖 次黄嘌呤核苷酸（IMP）, 合成途径两个阶段： 5-磷酸核糖 次黄嘌呤核苷酸（IMP） IMP AMPGMP,转酰胺酶,合成酶,甲酰FH4, IMP AMPGMP,6,6,2,2,（二） 嘌呤核苷酸的补救合成两个酶： 腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT） 次黄嘌呤(鸟嘌呤)磷酸核糖转移酶
8、（HGPRT） 反应： 腺嘌呤 PRPP AMP PPi次黄嘌呤 PRPP IMP PPi鸟嘌呤 PRPP GMP PPi人体内还有腺苷激酶，能使腺嘌呤核苷磷酸化，生成AMP腺嘌呤核苷 AMP,APRT,HGPRT,HGPRT,腺苷激酶,ATP ADP,补救合成的特点：过程简单，耗能少。补救合成的生理意义： 减少能量和氨基酸的消耗 弥补某些组织（脑、骨髓）不能从头合成嘌呤核苷酸的不足。,（三） 嘌呤核苷酸生物合成（从头合成）的调节,5-磷酸核糖焦磷酸,5-磷酸核糖胺,IMP,GMP,AMP,二嘧啶核苷酸的合成（一）嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶环由氨甲酰磷酸和天冬氨酸合成的, 从头合成途径 尿嘧啶核
9、苷酸(UMP)的合成,尿苷酸激酶,二磷酸核苷激酶,CTP合成酶,乳清酸焦磷酸化酶,尿嘧啶核苷酸的合成代谢, CTP的合成,(dTMP),（二） 嘧啶核苷酸的补救合成 嘧啶(UT)PRPP 嘧啶核苷酸PPi 尿嘧啶 1-磷酸核糖 尿嘧啶核苷 Pi 尿嘧啶核苷 ATP UMP ADP 胞嘧啶核苷 ATP CMP ADP,嘧啶 磷酸核糖转移酶,尿苷 磷酸化酶,尿苷激酶,尿苷激酶,（三）嘧啶核苷酸生物合成（从头合成）的调节,CPS-,天冬氨酸 氨基甲酰转移酶,CTP 合成酶,三、脱氧核糖核苷酸的合成 核糖核苷酸的还原 dADPdGDPdUDPdCDP的生成,核糖核苷酸还原酶示意图,底物特异性调节位点,酶 活 性调节位点,活性位点,R1亚基,R2亚基,（+） （-）,UDP，CDP,ADP，GDP,核糖核苷酸的还原反应,FAD,核糖核苷酸还原酶,ATP 、Mg2+,硫氧还蛋白还原酶,核糖核苷二磷酸,+ H2O,脱氧核糖核苷二磷酸,FADH2,NADP+,NADPH+H+,谷氧还蛋白还原酶,GSSG,2GSH,谷胱甘肽还原酶,核苷(脱氧核苷）一磷酸 到核苷(脱氧核苷）二（或三） 磷酸的转化，是在激酶的催化下完成的。如：,2. 脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成,胸腺嘧啶核苷酸合成酶,O,N,HN,O,dR-P,CH3,O,N,HN,O,dR-P,dTMP,dUMP,核苷酸的合成及相互关系,
