第33章 核酸的代谢.ppt

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第33章 核酸的代谢

第33章 核酸的降解和核苷酸代谢 ;第十五章 核酸代谢 第一节 分解代谢 一、核酸的降解 核酸由磷酸二酯酶水解,有核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、内切酶和外切酶之分。蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二酯酶都是外切酶,既可水解DNA,又可水解RNA,但蛇毒磷酸二酯酶从3端水解,生成5-核苷酸;牛脾磷酸二酯酶从5端水解,生成3-核苷酸。细胞内还有限制性内切酶,可水解外源DNA。 二、核苷酸的降解 核苷酸由磷酸单酯酶水解成核苷和磷酸,特异性强的酶只水解5-核苷酸,称为5-核苷酸酶,或相反。核苷磷酸化酶将核苷分解为碱基和戊糖-1-磷酸,核苷水解酶生成碱基和戊糖。核糖-1-磷酸可被磷酸核糖变位酶催化为核糖-5-磷酸,进入戊糖支路或合成PRPP。........... ;三、嘌呤的分解 (一)水解脱氨:腺嘌呤生成次黄嘌呤,鸟嘌呤生成???嘌呤。也可在核苷或核苷酸水平上脱氨。 (二)氧化:次黄嘌呤生成黄嘌呤,再氧化生成尿酸。都由黄嘌呤氧化酶催化,生成过氧化氢。别嘌呤醇是自杀底物,其氧化产物与酶活性中心的Mo4+紧密结合,有强烈抑制作用。可防止尿酸钠沉积,用于治疗痛风。 (三)鸟类可将其他含氮物质转化为尿酸,而某些生物可将尿酸继续氧化分解为氨和CO2。 四、嘧啶的分解 胞嘧啶先脱氨生成尿嘧啶,再还原成二氢尿嘧啶,然后开环,水解生成β-丙氨酸,可转氨参加有机酸代谢。胸腺嘧啶与尿嘧啶相似,还原、开环、水解生成β-氨基异丁酸,可直接从尿排出,也可转氨生成甲基丙二酸半醛,最后生成琥珀酰辅酶A,进入三羧酸循环。 ;第二节 合成代谢 一、嘌呤核糖核苷酸的合成 (一)从头合成途径 1.嘌呤环的元素来源 2.IMP的合成:其磷酸核糖部分由PRPP提供,由5-磷酸核糖与ATP在磷酸核糖焦磷酸激酶催化下生成。IMP的合成有10步,分两个阶段,先生成咪唑环,再生成次黄嘌呤。首先由谷氨酰胺的氨基取代焦磷酸,再连接甘氨酸、甲川基,甘氨酸的羰基生成氨基后环化,生成5-氨基咪唑核苷酸。然后羧化,得到天冬氨酸的氨基,甲酰化,最后脱水闭环,生成IMP。 3.AMP的合成:IMP与天冬氨酸生成腺苷酸琥珀酸,由腺苷酸琥珀酸合成酶催化,GTP提供能量。腺苷酸琥珀酸裂解酶催化分解生成AMP和延胡索酸。 4.GMP的合成:IMP先由次黄嘌呤核苷酸脱氢酶氧化生成黄嘌呤,再由谷氨酰胺提供氨基,生成GMP。;(二)补救途径: 1.碱基与核糖-1-磷酸在特异的核苷磷酸化酶催化下生成核苷,再由其核苷磷酸激酶生成核苷酸。只有腺苷激酶。 2.嘌呤与PRPP在磷酸核糖转移酶催化下生成核苷酸。有腺嘌呤磷酸核糖转移酶和次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶。 ;(三)调控 从头合成途径受AMP和GMP的反馈抑制,第一步转酰胺酶受二者抑制,分枝后的第一步只受自身抑制。从头合成与补救途径之间有平衡。先天缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶称为莱-纳二氏综合症,X染色体隐性遗传,患者尿酸和PRPP水平高,从头合成加速,导致痛风和自残。正常大脑中次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶活力高,而从头合成酶活力低,对补救途径依赖较大。别嘌呤醇可降低尿酸浓度,但不能降低PRPP浓度,不能防止自残。;三、脱氧核糖核苷酸的合成 (一)核糖核苷酸的还原:由核糖核苷酸还原酶体系催化,包括4种蛋白,可将NDP还原为dNDP,需镁和ATP。各种核苷一磷酸酸可被特异的核苷一磷酸激酶催化生成核苷二磷酸,核苷二磷酸激酶特异性很低,可催化核苷二磷酸和核苷三磷酸的相互转变。 (二)碱基和脱氧核糖-1-磷酸可由磷酸化酶合成脱氧核糖核苷,再由脱氧核糖核苷激酶生成脱氧核糖核苷酸。 胸腺嘧啶核苷酸的生成:dUMP被甲叉四氢叶酸甲基化,生成dTMP,由胸腺嘧啶核苷酸合成酶催化。转甲基后生成二氢叶酸,由二氢叶酸还原酶再生。叶酸类似物如氨基蝶呤、氨甲蝶呤等,能与二氢叶酸还原酶不可逆结合,抑制一碳单位的转移反应,可作抗肿瘤药物。dUMP可由UDP还原、脱磷酸生成,也可由dCMP脱氨生成。; 第三节 辅酶核苷酸的合成 一、NAD的合成 烟酸先与磷酸核糖焦磷酸生成烟酸单核苷酸,再与ATP缩合生成烟酸腺嘌呤二核苷酸,最后由谷氨酰胺酰胺化生成NAD。NAD激酶催化生成NADP。 二、FAD的合成 黄素先与ATP生成黄素单核苷酸,再与ATP生成FAD。 三、辅酶A的合成 泛酸先与ATP生成4-磷酸泛酸,再与半胱氨酸缩合并脱羧生成4-磷酸泛酰巯基乙胺,与ATP缩合成脱磷酸辅酶A,最后被ATP磷酸化成辅酶A。 ;主要内容;核苷酸的结构;1. 核酸的酶促降解;2. 嘌呤的分解;核苷磷酸化酶;尿囊素(其他哺乳类) ;二氢尿嘧啶脱氢酶;3. 嘧啶的分解;主要发生在肝脏,常因各种抑制物甚至生理紧张导致其中的某些酶缺乏,影响细胞生长。;1. 嘌呤核苷酸的从头合成;(1) 嘌呤环的生物合成;(2)嘌

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