dd核苷酸代謝

1、第八章 核苷酸代謝 核苷酸是核酸的基本組成單位，是生物體一類重要的生物小分子化學成分。幾乎所有化學反應(yīng)中，核苷酸都起著重要作用，主要表現(xiàn)在：合成DNA、RNA的前體；UDPG、ADPG是葡萄糖殘基的供體，用于合成多糖； CDP-甘油二脂、S-腺苷甲硫氨酸參與磷脂的合成；ATP生成與利用是生物能的生成、儲存、轉(zhuǎn)運的中心；NAD+NADP+HSCoAFADFMN都是腺苷酸的衍生物；cAMPcGMP分別是ATP、GTP轉(zhuǎn)變的重要第二信使；GTP是生物大分子移位反應(yīng)的主要驅(qū)動力。一、 核酸的酶促降解 1、核酸酶(nuclease) 水解核酸中的磷酸二酯鍵的酶稱為核酸酶(nuclease)。根據(jù)分解底物

2、的不同可分為：DNA酶(deoxyribonuclease,DNAase)和RNA酶(ribonuclease,RNAase)。 按水解方式有：核酸內(nèi)切酶(endonuclease)和核酸外切酶(exonuclease)； 按酶專一性有:隨機水解酶和限制性內(nèi)切酶；第一節(jié) 核酸的酶促降解2、核酸外切酶水解DNA和RNA 3或5末端的磷酸二酯鍵，如蛇毒磷酸二酯酶從底物的3-端逐個水解下5-核苷酸，牛脾磷酸二酯酶從底物的5-端逐個水解下3-核苷酸3、核酸內(nèi)切酶 催化水解多核苷酸內(nèi)部的磷酸二酯鍵 非特異性 核酸酶：可水解DNA和RNA，產(chǎn)物為3-磷酸寡聚核苷酸（小球菌核酸酶）或5-磷酸寡聚核苷酸（鏈孢

3、霉菌核酸酶）。 脫氧核糖核酸酶：水解DNA的磷酸二酯鍵，產(chǎn)物為3-磷酸寡聚核苷酸（牛胰脫氧核糖核酸酶）或5-磷酸寡聚核苷酸（牛脾核糖核酸酶）。 特異性酶 限制性內(nèi)切酶：可識別DNA上的專一性位點， 其堿基長度是48個堿基，將兩條鏈同時切開，可形成粘性末端(如EcoRI)或平末端（如HaeIII ），是基因工程中它們就象一流外科大夫手中的手術(shù)刀。 核糖核酸酶：水解RNA的磷酸二酯鍵，產(chǎn)物為3-磷酸寡聚核苷酸（牛胰核糖核酸酶）或5-磷酸寡聚核苷酸（核糖核酸酶T1）。EcoRIHaeIII53N-C- T- T-A-A-G-NN-G-A- A-T-T- C-N 35-N-C-T-T-A-A G-N-

4、N-G A-A-T-T-C-N-53355335N-C-C-G-G-NN-G-G-C-C-NN-C-C G-G-NN-G-G C-C-N5335第二節(jié) 核苷酸的分解一、核苷酸水解核苷酸+H2O 核苷+磷酸核苷酸酶二、核苷分解核苷酸+H2O 含氮堿+ 5-磷酸-戊糖核苷酶1. 水解OPOOOCH2OHOHONNNNHHHNH核苷酶OPOOOCH2OHOHOOHNNNNHHHNHH+H2O腺嘌呤核苷酸AMP腺嘌呤A5-磷酸-戊糖3. 堿基降解 堿基降解是復雜的過程，在不同的生物其降解過程也不同。 核苷+ H2O 含氮堿+戊糖核苷酶2. 磷酸解核苷+磷酸 含氮堿 + 1-磷酸-戊糖核苷磷酸化酶 一、

5、核糖核苷酸的合成1. 從頭合成途徑 利用簡單底物合成核苷酸的過程。第二節(jié) 核苷酸的合成嘌呤核苷酸的合成：戊糖供體為PRPP，嘌呤環(huán)由多個原子分子作為供體，經(jīng)多步反應(yīng)在PRPP上合成。OOHOHOHCH2 PHHHHOOOHOHCH2 PHHHHP PATPAMP磷酸核糖焦磷酸酶5-磷酸-核糖5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）PRPP的合成PRPP次黃嘌呤核苷酸（IMP）天冬氨酸、甲酸鹽、谷氨酰胺、甘氨酸、CO2AMPGMP612345789嘌呤環(huán)原子來源NNNNNN谷氨酰胺（酰胺基）N甘氨酸N天冬氨酸CCO2甲酸鹽C甲酸鹽C（3）嘧啶核苷酸的合成：由氨甲酰磷酸和天冬氨酸供給原子先合成環(huán)，再與

6、PRPP結(jié)合形成嘧啶核苷酸嘧啶環(huán)的原子來源CCNCNC612345UTPCTPUMP2. 補救途徑 利用核苷酸的分解產(chǎn)物再合成核苷酸的途徑（1）嘌呤核苷酸 在腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶、鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶催化下形成相應(yīng)的核苷酸：PRPP + 腺嘌呤腺嘌呤核苷酸 + PPiPRPP + 鳥嘌呤鳥嘌呤核苷酸 + PPi氨甲酰磷酸天冬氨酸CO2NH3氨甲酰磷酸乳清酸（嘧啶衍生物）CCNCNC612345天冬氨酸CCCN核苷+ATP 核苷酸+ADP核苷磷酸激酶（2）嘧啶核苷酸尿嘧啶 + PRPP UMP + PPiUMP磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘧啶核苷 + ATP UMP + ADPUMP磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶二、脫氧核糖

7、核苷酸的合成1. 核苷酸還原：各種核苷酸先形成核苷二磷酸，再還原為脫氧核苷酸。NMP+ATP NDP+ADP NDP+硫氧還蛋白（還）dNDP+硫氧還蛋白（氧）硫氧還蛋白（氧）+NADPH+H+硫氧還蛋白（還）+NADP+ 激酶2. 相互轉(zhuǎn)變：dTMP的合成3. 補救途徑胸腺嘧啶+1-磷酸-脫氧核糖脫氧胸苷+Pi脫氧胸苷+ATP脫氧胸苷酸+ADPdUMP+四氫葉酸 dTMP+二氫葉酸胸腺嘧啶核苷酸合成酶第二節(jié) 核苷酸的分解一、核苷酸水解核苷酸+H2O 核苷+磷酸核苷酸酶二、核苷分解核苷酸+H2O 含氮堿+ 5-磷酸-戊糖核苷酶1. 水解OPOOOCH2OHOHONNNNHHHNH核苷酶OPOO

8、OCH2OHOHOOHNNNNHHHNHH+H2O腺嘌呤核苷酸AMP腺嘌呤A5-磷酸-戊糖 一、核糖核苷酸的合成1. 從頭合成途徑 利用簡單底物合成核苷酸的過程。第二節(jié) 核苷酸的合成嘌呤核苷酸的合成：戊糖供體為PRPP，嘌呤環(huán)由多個原子分子作為供體，經(jīng)多步反應(yīng)在PRPP上合成。OOHOHOHCH2 PHHHHOOOHOHCH2 PHHHHP PATPAMP磷酸核糖焦磷酸酶5-磷酸-核糖5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）PRPP的合成核苷+ATP 核苷酸+ADP核苷磷酸激酶（2）嘧啶核苷酸尿嘧啶 + PRPP UMP + PPiUMP磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘧啶核苷 + ATP UMP + ADPUMP磷