《动物生物化学》第8章核酸代谢与蛋白质的生物合成.pptx

第8章核酸代谢与蛋白质的生物合成;二、核苷酸的分解

核苷酸是构成核酸的基本单位，也是一类在代谢上极为重要的物质，几乎参与生物细胞的所有生化过程。

核苷酸经核苷酸酶的催化，水解为核苷和无机磷酸。核苷经核苷酶作用分解为嘌呤或嘧啶和戊糖。;（一）嘌呤的降解

腺嘌呤、鸟嘌呤均经脱氨氧化转变为黄嘌呤再进行降解，不同种类的生物分解嘌呤的酶系不一样。人类、灵长类、鸟类、爬虫类以及大多数昆虫中嘌呤的最终产物为尿酸.

※痛风是一种影响关节并且导致关节炎的疾病。它的主要生物化学特征是血清中尿酸的水平升高。尿酸钠晶体的沉淀触发关节的炎症。使用别嘌呤醇作为黄嘌呤氧化酶的自杀性抑制物可以治疗痛风。;;（二）

嘧

啶

的

降

解;三、核苷酸的合成

核苷酸在动物体内的合成主要有两条途径，一是从头合成即由一些小分子化合物作为原料进行合成；二是补救途径合成，即利用核酸在体内分解代谢产生的游离碱基与核苷重新合成核苷酸。;（一）嘌呤核苷酸的合成

（一）从头合成途径

※最先合成的是次黄嘌呤核苷酸（IMP），再由IMP生成AMP和GMP。并不是先合成嘌呤环再与磷酸、戊糖结合，而是从5′-磷酸核糖-1′-焦磷酸（PRPP）开始。

PRPP是核苷酸中核糖磷酸部分的供体。

合成AMP需要消耗GTP，合成GMP需要消耗ATP。;;;（二）嘧啶核苷酸的合成

先合成游离的嘧啶环，原料为谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸。

嘧啶环的合成开始于氨甲酰磷酸的形成，是由位于胞液中的氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ所催化的，是限速反应。;;（三）脱氧核糖核苷酸的合成

在某些微生物、动植物中通常是在核

苷二磷酸水平上发生还原反应。

但脱氧的胸腺嘧啶核苷酸的合成是个

例外。

dTMP是由dUMP在胸苷酸合成酶的催化

下甲基化形成的。;;※癌细胞内核酸的合成作用要比正常细胞旺盛得多，如果适当地抑制核苷酸的合成，就有可能抑制癌细胞

的增生。氨甲蝶呤结构与二氢叶酸相似，能竞争性抑制二氢叶酸还原酶，使二氢叶酸不能转变为四氢叶酸

，从而抑制一碳基团转移，阻断dUMP转变为dTMP，从而使dTTP生成量减少，DNA合成受阻。

嘌呤核苷酸从头合成也有???次一碳基团转移，故嘌呤核苷酸合成也会受抑制，从而抑制DNA合成。;第二节核酸的生物合成;从分子生物学水平来说，遗传信息贮存在DNA分子（对某些病毒来说是RNA）的一级结构中，DNA（或RNA）的一级结构中的核苷酸排列顺序不同，所携带的遗传信息也就不同。从这个意义上说，遗传信息就是DNA（或RNA）中核苷酸的排列顺序。;（一）复制的概念与方式

DNA可通过自我复制合成出与原有分子完全一样的子代分子，从而把遗传信息从亲代传递给子代。所以DNA的复制也就是DNA的生物合成。

DNA的复制方式是以半保留方式进行的，即每个子代DNA分子中，一股链是新合成的，而另一股链则来自其母体DNA分子，这种复制方式称为DNA的半保留复制。;（二）DNA复制相关的酶和蛋白质

需要30种以上的酶和蛋白质，常把这些酶和蛋白

质称为复制体系，其中一部分酶和蛋白质结合在

一起协同动作构成所谓复制体.

DNA复制过程的复杂性在于：复制过程需要能量供应以解开双螺

旋链;已解开的单链也可能产生链内碱基配对;一种酶只能催化有

限的物理化学反应;复制过程必须设计若干安全保障以防止复制

的错误，并纠正已发生的错误;巨大的DNA分子特别是环形分子

给复制带来许多几何学问题，比如E.coli复制速度为105bp/分，

如果DNA模板以此速度解旋的话，则相当于每小时开70英里的

汽车引起的转动速度;DNA聚合酶

?DNA聚合酶I：主要功能是负责DNA的损伤修复。

具有5?-3?的聚合酶活性：

每秒钟聚合16-20个核苷酸残基。;?具有3?→5?的外切酶活性，在DNA合成过程中起一种校对功能。可以从3?-OH端将DNA链水解。

?具有5?→3?的外切酶活性，主要功能是切除RNA引物。;;?DNA聚合酶Ⅲ：DNA复制的最重要的酶。每秒钟聚合约1000个核苷酸。

全酶至少是由八种亚基组成。

α亚基、ε亚基与θ亚基形成核心酶；

;2、引物酶

任何一种DNA聚合酶都不能从头起始合成一条新的DNA链，而必须有一段引物，大多为一段RNA，合成这种引物的酶称引物酶（RNA聚合酶）。

引物其长度和序列随基因组种类而异，在大多数情况下为5-10个核苷酸。大肠杆菌的引物酶是一个单链多肽，单独存在时没有活性，只有在与有关蛋白质结合成为一个复合体时才有活性，这种复合体称为引物体。;3、DNA连接酶

催化双链DNA中的切囗共价连接。连接反应在真核生物由ATP提供能量，原核生物由NAD＋提供。

4、DNA解旋酶

DNA解旋酶就是催化DNA双螺旋解链的酶，需要水解ATP提供能量。每