核苷酸的分解代謝核苷酸酶-華南師范大學課件

核酸怎樣分解成核苷酸核苷酸又怎樣進一步分解生物怎樣合成核苷酸

第十二章核酸的降解和核苷酸代謝

主要內(nèi)容：主講老師：華南師范大學生命科學學院陳文利一、核酸的分解代謝

概況：

核酸核苷酸核苷+Pi堿基+戊糖-1-P（一）核酸的酶解

核酸酶（磷酸二酯酶）

核酸內(nèi)切酶：DNase、RNase

核酸外切酶：蛇毒磷酸二酯酶、牛脾磷酸二酯酶

（二）核苷酸的分解代謝

核苷酸酶（磷酸單酯酶）

專一性的磷酸單酯酶:3ˊ-核苷酸酶,5ˊ-核苷酸酶非專一性磷酸單酯酶

（三）核苷的分解代謝

磷酸解水解

核苷+H2O

核苷水解酶堿基+核糖核苷+Pi核苷磷酸化酶堿基+核糖-1-P（四）嘌呤的分解代謝

不同種類的生物分解嘌呤的能力不同，產(chǎn)物也不同。人、靈長類、鳥類、某些爬蟲類將嘌呤分解成尿酸，其他生物還可將尿酸進一步分解成尿囊素、尿囊酸、尿素、甚至CO2、NH3。

核酸中的嘌呤主要是Ade、Gua首先脫氨，分別生成次黃嘌呤和黃嘌呤，再進一步代謝生成尿酸。

尿酸過多導致痛風（gout）

結(jié)構與次黃嘌呤很相似的別嘌呤醇（allopurinol）對黃嘌呤氧化酶有很強的抑制作用，可用來治療痛風。

總結(jié)嘌呤的分解代謝。

（五）嘧啶堿的分解代謝

RNA：Cyt、UraDNA：Thy

嘧啶分解代謝總結(jié)

二、核苷酸的生物合成

（一）嘌呤核苷酸的生物合成

1．從頭合成途徑（Denovosynthesis）

首先合成IMPAMP

GMPIMPIMP合成概況：

R-5-P→5-氨基咪唑核苷酸，形成了咪唑環(huán)，包括反應（1）～（6）

第一階段:ManystepsrequireanactivatedribosesugarThecommittedstepinthedonovosynthesisofpurinenucleotides

5-氨基咪唑核苷酸→IMP，在5-氨基咪唑核苷酸分子上形成另一個環(huán)狀結(jié)構（嘧啶環(huán)），形成IMP。

第二階段:IMP合成總結(jié)

purine環(huán)各原子的來源

Gln是合成嘌呤核的氮原子供體，與Gln結(jié)構相似的一些化合物如氮絲氨酸（azaserine）和6-重氮-5-氧代正亮氨酸（6-diazo-5-oxonorleucine,DON）是Gln的拮抗物，阻止生物體利用Gln合成嘌呤核苷酸（即阻止反應5），從而阻止核苷酸的合成。FH4-是一碳單位的載體，葉酸的拮抗物如氨基喋呤（aminoprotein）、氨甲蝶呤（amethopterin）抑制反應4,10，阻止嘌呤核苷酸的合成，研究這些化合物對治療癌腫可提供有益的幫助。

PurineBiosynthesis(denovo)IMPGMPAMPATPGTP(Abunchofstepsyoudon’tneedtoknow)(InosineMonophosphate)FeedbackInhibitionThesynthesisofAMPandGMPfromIMP2．補救途徑（salvagepathway）

(2)phosphoribosyltransferase

(1)Pu

嘌呤核苷嘌呤核苷酸R-1-PPiATPADP(adeninephosohoribosyltransferase)(hypoxanthine-guaninephosohoribosyltransferase)節(jié)約能量和一些氨基酸的消耗。有些組織（如腦、骨髓）不能從頭合成嘌呤核苷酸，只能進行嘌呤核苷酸的補救合成。HGPRT完全缺失的患兒，表現(xiàn)為自毀容貌綜合癥。嘌呤核苷酸補救合成的生理意義Lesch-NyhanSyndromeAbsenceofHGPRTaseX-linked(GeneonX)OccursprimarilyinmalesCharacterizedby:IncreaseduricacidSpasticityNeurologicaldefectsAggressivebehaviorSelf-mutilation嘌呤核苷酸生物合成的調(diào)控

（二）嘧啶核苷酸的生物合成

顯著不同處：先合成嘧啶環(huán)，然后再和PRPP作用形成核苷酸。

相同處：都有從頭合成途徑和補救途徑。

UMP

CMPTMP與嘌呤核苷酸合成的1．尿苷酸（UMP）的合成：

（1）從頭合成途徑（Denovosynthesis）

第一階段：合成氨甲酰磷酸

第二階段:嘧啶核的形成，包括反應2，3，4

第三階段：形成尿苷酸,包括反應5，6

Thepyrimidinebiosyntheticpathway（2）補救途徑（salvagepathway）

尿苷磷酸化酶UraR-1-PPiU（尿苷）尿苷激酶UMPATPADP尿嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶

UraPRPPPPi2.胞苷酸（CMP）的合成UMPCMP

+NH3CTPsynthesisfromUTP補救途徑

Cyt+PRPPCMP+PPi胞苷激酶CMPCATPADP

(胞苷)嘧啶核苷酸生物合成的調(diào)控

Biosynthesis:PurinevsPyrimidineSynthesizedonPRPPRegulatedbyGTP/ATPGeneratesIMPRequiresEnergySynthesizedthenaddedtoPRPPRegulatedbyUTPGeneratesUMP/CMPRequiresEnergyPurinePyrimidineBothareverycomplicatedmulti-stepprocesswhichyourkindlyprofessordoesnotexpectyoutoknowindetail（三）脫氧核苷酸的生物合成

1.核苷二磷酸的還原

HydroxyureaSpecificallyinhibitsribonucleotidereductaseNDPdNDPInhibitsDNAsynthesiswithoutaffectingRNAsynthesisorothernucleotidepoolsClearedfromthebodyrapidlysonotusedextensivelyintheclinic2.脫氧胸苷酸（dTMP）的合成

UMP→dTMP