第十四章：核酸的降解和核苷酸的生物合成(本与专).ppt

第十四章 核酸的降解和核苷酸的生物合成 第一部分 概论 核苷酸的重要性： ① 作为合成核酸的原料：如用ATP，GTP，CTP，UTP合成RNA，用dATP，dGTP，dCTP，dTTP合成DNA。 ② 作为能量的贮存和供应形式：除ATP之外，还有GTP，UTP，CTP等。 ③ 参与代谢或生理活动的调节：如环核苷酸cAMP和cGMP作为激素的第二信使。 ④ 参与构成酶的辅酶或辅基：如在NAD+，NADP+，FAD，FMN，CoA中均含有核苷酸的成分。 ⑤ 作为代谢中间物的载体：如用UDP携带糖基，用CDP携带胆碱，胆胺或甘油二酯，用腺苷携带蛋氨酸（SAM）等。 第二部分 核酸的分解 核酸的分解过程 核酸 核苷酸 核苷+磷酸 碱基+戊糖 18.1???? 核酸的的分解代谢 18.1.1 核酸的降解 作用于核酸的磷酸二酯键酶称为核酸酶。 1、 DNA酶和RNA酶 2、? 核酸外切酶 核酸外切酶作用于核酸链的一端，逐个水解下核苷酸。 非特异的磷酸二酯酶 特异的磷酸二酯酶 如：蛇毒磷酸二酯酶，牛脾磷酸二酯酶。 3、 核酸内切酶 核酸内切酶特异地水解多核苷酸内部的键，它们是特异性较强的磷酸二酯酶。 4、限制性核酸内切酶 在细菌细胞内存在一类能识别并水解外源双链DNA的核酸内切酶。 18.1.2核苷酸的降解 1、核苷酸的降解 非特异性的磷酸单酯酶能作用于一切核苷酸。 特异性核苷酸酶： 3/-核苷酸酶或5/-核苷酸酶。 嘌呤的分解还可以在核苷（酸）的水平上进行。 18.1.4 嘧啶的降解 不同种类的生物对嘧啶的分解过程不一样。 第三部分 核苷酸的合成 18.2??? 核苷酸的生物合成 18.2.1???? 嘌呤核糖核苷酸的合成 生物体内不是先合成嘌呤碱，再与核糖和磷酸结合成核苷酸，而是从5-磷酸核糖焦磷酸开始，经过一系列酶促反应，生成次黄嘌呤核苷酸，然后再转变为其他嘌呤核苷酸。 1、从头合成途径 利用一些简单的前体物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及CO2等，逐步合成嘌呤核苷酸的过程称为从头合成途径。这一途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺。 由嘌呤环合成过程总图可概括以下要点： 嘌呤核苷酸的合成特点是首先直接形成次黄嘌呤核苷酸（亦称肌苷酸）。 5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）是核苷酸中磷酸核糖部分的供体。 嘌呤的各个原子是在PRPP的C-1位置上逐渐加上去的。 在5-磷酸核糖胺的氨基位置，由甘氨酸、甲酰四氢叶酸、谷氨酰胺先后提供C和N原子形成嘌呤的咪唑环。 由CO2、天冬氨酸、甲酰四氢叶酸先后提供六元环上的其他原子形成六元环，最后合成次黄嘌呤核苷酸。 （2）由IMP转化为AMP和GMP的过程 2、补救合成途径 核苷酸也可以由嘌呤碱基或嘌呤核苷合成，称之为补救合成途径。 （1）由嘌呤和PRPP生成： 腺嘌呤+PRPP→AMP+PPi 次黄嘌呤+PRPP→IMP+PPi 鸟嘌呤+PRPP→GMP+PPi 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。 嘌呤核苷酸合成的调节 18.2.2 ? 嘧啶核苷酸的合成 与嘌呤核苷酸不同，在合成嘧啶核苷酸时首先形成嘧啶环，再与磷酸核糖结合成为乳清苷酸，然后生成尿嘧啶核苷酸。其他嘧啶核苷酸则由尿嘧啶核苷酸转变而成。 1、? 从头合成途径 尿嘧啶核苷酸的生物合成途径要点： 嘧啶核苷酸的合成主要先组装嘧啶环，然后再与磷酸核糖结合。 该过程首先是形成乳清酸（嘧啶环结构）。 5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)也是嘧啶核苷酸合成中磷酸核糖的供体，。 （2）胞嘧啶核苷酸（CTP）的合成： 嘧啶核苷酸生物合成的调节 18.3 脱氧核糖核苷酸的生物合成 植物体中核苷酸向脱氧核糖核苷酸的转化了解甚少，但在动物和细菌中还原作用通常是在核苷二磷酸水平上发生的。 18.2.2 脱氧胸腺嘧啶核苷酸(dTMP)的形成：