《第六章核酸降解与核苷酸代谢》精选课件.ppt

第六章 核酸降解与核苷酸代谢 一．核酸酶促降解 二．核苷酸的分解代谢 三．核苷酸的生物合成 四．辅酶核苷酸的合成 一、核酸降解 在胃中核蛋白酸水解为核酸和蛋白质，核酸在小肠被胰核酸酶（包括DNase、RNase）降解为嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸和寡核苷酸。磷酸二酯酶协同胰核酸酶进行消化，水解为单核苷酸。 肠黏膜细胞中还有核苷酸酶 (磷酸单酯酶)，水解核苷酸为核苷和Pi。 脾、肝等组织中的核苷酶进一步水解核苷为戊糖和碱基。 核酸酶(Nuclease) 核酸酶是作用于核酸磷酸二酯键的水解酶，包括核糖核酸酶(RNase)和脱氧核糖核酸酶(DNase)，其中能水解核酸分子内磷酸二酯键的酶又称为核酸内切酶(endonuclease)，从核酸的一端逐个水解下核苷酸的酶称为核酸外切酶(exonuclease)。 二、核苷酸的分解代谢 磷酸单酯酶或核苷酸酶可催化核苷酸的水解，而特异性强的磷酸单酯酶只能水解3’-核苷酸或5’-核苷酸。 催化核苷水解的酶有两类，即核苷磷酸化酶和核苷水解酶 （核苷磷酸化酶） 核苷 + Pi ? 嘌呤或嘧啶 + 戊糖-1-P （核苷水解酶） 核苷 + H2O 嘌呤或嘧啶 + 戊糖 核苷磷酸化酶存在广泛，反应可逆 核苷磷酸化酶主要存在于植物和微生物，只对核糖核苷起作用，对脱氧核糖核苷无作用。 核苷酸分解 嘌呤核苷酸三级水平的降解 嘌呤核苷酸分解的三级脱氨 嘌呤分解中的脱氨作用 嘌呤碱的分解首先是水解脱氨，脱氨作用也可以在核苷或核苷酸的水平上进行。动物组织腺嘌呤脱氨酶含量极少，而腺嘌呤核苷脱氨酶及腺嘌呤核苷酸脱氨酶的活性较高，因此腺嘌呤的脱氨分解主要在核苷或核苷酸水平上进行。鸟嘌呤脱氨酶分布广，脱氨分解主要在该酶的作用下进行。 尿酸生成 黄嘌呤氧化酶(Xanthine Oxidase) 催化次黄嘌呤和黄嘌呤氧化生产尿酸。酶为复合黄素酶，由两个相同的亚基组成，每个亚基含一个FAD、一个钼原子和一个Fe4S4中心。反应要求分子氧作为电子受体，还原产物是H2O2，进入尿酸的氧来自水。底物与酶结合后，Mo(VI)被还原为Mo(IV)，电子经黄素、铁硫中心等传给O2，与氢离子生成H2O2。 嘧啶碱的分解 不同生物嘧啶碱的分解过程也不一样，一般情况下含氨基的嘧啶要先水解脱去氨基，脱氨基也可以在核苷或核苷酸水平上进行。 嘧啶还原途径的分解 嘧啶分解 嘌呤环元素的来源 磷酸核糖基焦磷酸（PRPP） 嘌呤核苷酸的全程合成（反应1） 嘌呤核苷酸的全程合成（反应2） 嘌呤核苷酸的全程合成（反应3） 嘌呤核苷酸的全程合成（反应4） 嘌呤核苷酸的全程合成（反应5） 嘌呤核苷酸的全程合成（反应6） 嘌呤核苷酸的全程合成（反应7） 嘌呤核苷酸的全程合成（反应8） 嘌呤核苷酸的全程合成（反应9） 嘌呤核苷酸的全程合成(反应10) 嘌呤核苷酸的全程合成（反应11） 嘌呤核苷酸的全程合成总图 IMP合成的总反应 2Gln+2HCOOH+CO2+Gly+Asp+R-5-P (PRPP)?IMP+2Glu+Fumarate 反应需要5（或6）ATP 由IMP合成AMP和GMP 嘌呤核苷酸的补救途径Salvage Synthesis of Pu-Nt 利用现成的腺嘌呤、次黄嘌呤和鸟嘌呤通过磷酸核糖基转移酶实现AMP、IMP、GMP的补救合成。 人体细胞大多为全程合成，但脑中多通过补救途径合成。 嘌呤核苷酸的补救合成 （二）嘧啶核苷酸的生物合成嘧啶环元素的来源 氨甲酰磷酸合成氨甲酰Asp 乳清酸的合成 乳清酸合成UMP 嘧啶核苷酸的全程合成：由乳清酸合成UTP UTP合成CTP 嘧啶核苷酸的补救合成 UMP磷酸核糖基转移酶 尿嘧啶 + PRPP ——? UMP + PPi 尿嘧啶磷酸化酶 尿嘧啶 + 1-P-R ——? 尿嘧啶核苷+ Pi 尿苷激酶 尿嘧啶核苷+ ATP ——? UMP + ADP 胞嘧啶不能与PRPP作用。但 尿苷激酶 胞嘧啶核苷＋ ATP