1 / 46

第二十四章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢

第二十四章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢. 本章重点讨论核酸酶的类别和特点，对核苷酸的生物合成和分解代谢作一般介绍。. 第一节 核酸的酶促降解. 第二节 核苷酸的分解代谢. 第三节 核苷酸的合成代谢. 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国. 第一节 核酸的酶促降解. 食物中的核酸，经肠道酶系降解成各种核苷酸，再在相关酶作用下，分解产生嘌呤、嘧啶、核糖、脱氧核糖和磷酸，然后被吸收。 吸收到体内的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部分可再利用，合成核苷酸。

duena
Download Presentation

第二十四章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第二十四章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢 本章重点讨论核酸酶的类别和特点，对核苷酸的生物合成和分解代谢作一般介绍。 第一节 核酸的酶促降解 第二节 核苷酸的分解代谢 第三节 核苷酸的合成代谢 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  2. 第一节 核酸的酶促降解 食物中的核酸，经肠道酶系降解成各种核苷酸，再在相关酶作用下，分解产生嘌呤、嘧啶、核糖、脱氧核糖和磷酸，然后被吸收。 吸收到体内的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部分可再利用，合成核苷酸。 人和动物所需的核酸无须直接依赖于食物，只要食物中有足够的磷酸盐、糖和蛋白质，核酸就能在体内正常合成。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  3. 核酸酶 核苷酸酶 核苷磷酸化酶 核酸 核苷酸 核苷 碱基+戊糖-1-P 磷酸 一、核酸酶 二、限制性内切酶 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  4. 核糖核酸酶(RNase) 脱氧核糖核酸酶(DNase) 非特异性核酸酶 核 酸 酶 核酸酶的分类 （1）根据对底物的 专一性分为 核酸内切酶 （2）根据切割位点分为 核酸外切酶 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  5. p p p p p p p p 外切核酸酶对核酸的水解位点 B B B B B B B B 5´ OH 3´ 牛脾磷酸二酯酶（ 5´端外切5得3） 蛇毒磷酸二酯酶（ 3´端外切3得5） 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  6. G A Py Pu Py Py G A C U 1´ OH 3´ 5´ p p p p p p p p p p 内切核酸酶对RNA的水解位点示意图 RNAase T1 RNAase I RNAase I RNAase T1 Pu ：嘌呤 Py：嘧啶 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  7. 限制性内切酶 原核生物中存在着一类能识别外源DNA双螺旋中4-8个碱基对所组成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列，并在此序列的某位点水解DNA双螺旋链，产生粘性末端或平末端，这类酶称为限制性内切酶（restriction endonuclease）。  类型  命名  意义 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  8. 常用的DNA限制性内切酶的专一性 酶 辨认的序列和切口 说明 Alu I ‥ ‥A G C T ‥‥ ‥ ‥T C G A ‥ ‥ 四核苷酸，平端切口 Bam H I 六核苷酸，粘端切口 ‥ ‥G G A T C C ‥‥ ‥ ‥C C T A G G ‥‥ 六核苷酸，粘端切口 Bgl I ‥ ‥A G A T C T ‥‥ ‥ ‥T C T A G A ‥‥ Eco R I 六核苷酸，粘端切口 ‥ ‥G A A T T C ‥‥ ‥ ‥C T T A A G ‥‥ Hind Ⅲ 六核苷酸，粘端切口 ‥ ‥A A G C T T‥‥ ‥ ‥T T C G A A ‥‥ 六核苷酸，粘端切口 Sal I ‥ ‥G T C G A C ‥‥ ‥ ‥C A G C T G ‥‥ Sma I 六核苷酸，平端切口 ‥ ‥C C C G G G ‥‥ ‥ ‥G G G C C C ‥‥

  9. 限制性内切酶类型 I型：分子量大于105，多亚基，需S-腺苷蛋氨酸、ATP和Mg2+ ，识别位点与切割位点相差甚远，产物为异质，是限制与修饰相排斥的多功能酶. Ⅱ型：分子量小于105，需Mg2+，切割位点位于识别位点上，产物为专一性片段，不具修饰酶功能。现在分子生物学研究所用的限制性内切酶均为此类。 Ⅲ型：识别位点为5-7 bp的非对称序列，切割位点在顺序之外离识别序列5-10 bp，切割双链，个别也切割单链。是限制与修饰相多功能酶. 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  10. 限制性内切酶的命名和意义 例：Eco R I，这是从大肠杆菌（E. coli）R菌珠中分离出的一种限制性内切酶 Eco R I 属名 种名 株名 序号 限制性内切酶是分析染色体结构、制作DNA限制图谱、进行DNA序列测定和基因分离、基因体外重组等研究中不可缺少的工具，是一把天赐的神刀，用来解剖纤细的DNA分子。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  11. 第二节 核苷酸的降解 核苷酸酶 核苷磷酸化酶 核苷酸 核苷 碱基+（脱氧）戊糖-1-P 磷酸 一、嘌呤的分解 二、嘧啶的分解 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  12. 嘌呤终产物

  13. 不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，因此，终产物也不同。不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，因此，终产物也不同。 排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类 排尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类 排尿囊酸动物：硬骨鱼类 排尿素动物：大多数鱼类、两栖类 某些低等动物能将尿素进一步分解成NH3和CO2排出。 植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产物（尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）。 微生物分解嘌呤类物质，生成NH3、CO2及有机酸（甲酸、乙酸、乳酸、等）。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  14. 嘧啶的分解

  15. 第三节 核苷酸的合成代谢 一、核糖核苷酸的生物合成 二、脱氧核糖核苷酸的生物合成 三、单核苷酸转变成核苷二磷酸和核苷 三磷酸（自学） 四、各种核苷酸的相互转变 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  16. 核糖核苷酸的生物合成 1、嘌呤核苷酸的生物合成 (1) 从头合成途径 (2) 补救途径(自学) (3) 药物对嘌呤核苷酸合成的影响 2、嘧啶核苷酸的生物合成 (1) 从头合成途径 (2) 补救合成途径(自学) 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  17. 药物对嘌呤核苷酸合成的影响 ①羽田杀菌素 与Asp竞争腺苷酸琥珀酸合成酶，阻止次黄嘌呤核苷酸转化成AMP。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  18. ② Gln的结构类似物 重氮乙酰丝氨酸、6-重氮-5-氧正亮氨酸，是Gln的结构类似物，抑制Gln参与的反应。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  19. ③叶酸类似物 叶酸的结构类似物，能与二氢叶酸还原酶发生不可逆结合，阻止FH4的生成，从而抑制FH4参与的各种一碳单位转移反应。氨基蝶呤、氨甲基蝶呤等与叶酸结构相似，能抑制有叶酸衍生物参加的反应。其中氨基蝶呤在临床上常用于白血病等癌瘤的治疗。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  20. ④嘧啶类似物 5－氟尿嘧啶结构与胸腺嘧啶相似，在体内转化为相应的核苷一磷酸及核苷三磷酸后，可阻断TMP的合成，或掺入RNA分于破坏其结构与功能。是临床上使用较多的抗癌药。 此外，某些改变了核糖结构的核苷类似物，如阿糖胞苷、环胞苷等也是重要的抗癌药。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  21. 嘌呤环上各原子的来源 来自CO2 来自甘氨酸 来自天冬氨酸 来自“甲酸盐” 来自“甲酸盐” 来自谷氨酰胺的酰胺氮

  22. 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  23. IMP的 生物合成 5-磷酸核糖胺 5-磷酸核糖焦磷酸 甘氨酸 甲酰THFA 甲酰甘氨咪核苷酸 甲酰甘氨酰胺核苷酸 甘氨酰胺核苷酸 5-氨基咪唑-4-琥珀基-甲酰胺核苷酸 5-氨基咪唑核苷酸 5-氨基咪唑-4-羧核苷酸 次黄嘌呤核苷酸（IMP） 5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸 5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸

  24. IMP转变为GMP和AMP

  25. 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  26. 嘌呤核苷酸合成补救途径（自学） （利用已有的碱基和核苷合成核苷酸） 嘌呤核苷 嘌呤+1-P-核糖 ATPADP A(G)MP Lesch-Nyan综合症

  27. 嘌呤核苷酸的从头合成与补救途径之间存在平衡。Lesch-Nyan综合症就是由于次黄嘌呤：鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷，AMP合成增加，大量积累尿酸，肾结石和痛风。嘌呤核苷酸的从头合成与补救途径之间存在平衡。Lesch-Nyan综合症就是由于次黄嘌呤：鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷，AMP合成增加，大量积累尿酸，肾结石和痛风。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  28. CTP合成酶 CTP UMP UDP UTP ATP Gln H2O 嘧啶核苷酸从头合成途径 a、嘧啶环上原子的来源 b、UMP的从头合成 c、UMP转变为CTP 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  29. H2N-CO- P 嘧啶环上各原子的来源 4 C 天冬氨酸 NH3 C 5 N 3 氨甲酰磷酸 CO2 C 2 C 6 1 N 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  30. 尿嘧啶核苷酸合成途径

  31. 嘧啶核苷酸补救合成途径（自学） 尿嘧啶+PRPP UMP+PPi 尿嘧啶+1-P-核糖 尿嘧啶核苷+Pi UMP+ADP 尿嘧啶核苷+ATP 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  32. 脱氧核苷酸的合成 1、脱氧核苷酸的合成 2、脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  33. NADP+ NADPH+H+ 硫氧还蛋白还原酶 SH FAD S 硫氧还蛋白（还原型） 硫氧还蛋白（氧化型） SH S ATP 、Mg2+ P-P-CH2 P-P-CH2 N N O O + H2O OH OH OH H 核糖核苷二磷酸 脱氧核糖核苷二磷酸 核糖核苷酸的还原反应 核糖核苷酸还原酶

  34. 硫氧还蛋白 核糖核酸还原酶系 硫氧还蛋白还原酶 核糖核苷酸还原酶 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国

  35. P-P-CH2 N P-P-CH2 O N O OH OH OH H SH SH S S 硫氧还蛋白 谷氧还蛋白 谷氧还蛋白 硫氧还蛋白 SH SH S S 核糖核苷酸的还原反应 + H2O 核糖核苷二磷酸 脱氧核糖核苷二磷酸 ATP 、Mg2+ 核糖核苷酸还原酶 硫氧还蛋白还原酶 谷氧还蛋白还原酶 FAD FADH2 GSSG 2GSH 谷胱甘肽还原酶 NADPH+H+ NADP+

  36. 核糖核苷酸还原酶示意图 底物特异性调节位点 酶 活 性调节位点 R1亚基 R2亚基 活性位点

  37. 脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成 O O HN HN CH3 胸腺嘧啶核苷酸合成酶 O N O N dR-P dR-P N5、N10—CH2 — FH4 FH2 二氢叶酸还原酶 Ser羟甲基转移酶 NADP++Gly NADPH+H++Ser

  38. 四氢叶酸 CHO H CH2 N5-CHO-FH4 10 5 H 叶酸和 四氢叶酸（FH4） 叶酸 N5，N10-CH2-FH4

  39. S-腺苷蛋氨酸 参与甲基化反应 一碳基团的来源与转变 N5-CH2-FH4 NAD+ N5 ，N10 -CH2-FH4还原酶 NDAH+H+ 为胸腺嘧啶合成提供甲基 FH4 N5 N10 -CH2-FH4 丝氨酸 NAD+ N5 ，N10 -CH2-FH4脱氢酶 NDAH+H+ 组氨酸苷氨酸 FH4 参与嘌呤合成 N5， N10 = CH-FH4 H2O 环水化酶 H+ FH4 参与嘌呤合成 HCOOH N10 -CHO-FH4

  40. 核苷酸的合成及相互关系

More Related