核酸化學與核苷酸代謝

1、第第九九章章 核核酸酸化化學學與與核核苷苷酸酸代代謝謝 概述 核酸與蛋白質(zhì)一樣，是一切生物機體不可缺少的組成部分。 核酸是生命遺傳信息的攜帶者和傳遞者，它不僅對于生命的延續(xù)，生物物種遺傳特性的保持，生長發(fā)育，細胞分化等起著重要的作用，而且與生物變異，如腫瘤、遺傳病、代謝病等也密切相關(guān)。 因此，核酸是現(xiàn)代生物化學、分子生物學和醫(yī)學的重要基礎(chǔ)之一。 核酸是由核苷酸組成的具有復雜三維結(jié)構(gòu)的大分子化合物，是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。第六節(jié)第六節(jié) 核酸酶核酸酶本章要講述的主要內(nèi)容本章要講述的主要內(nèi)容 第一節(jié)第一節(jié) 核酸的化學組成核酸的化學組成第二節(jié)第二節(jié) 核酸的一級結(jié)構(gòu)核酸的一級結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) DNADNA的空

2、間結(jié)構(gòu)與功能的空間結(jié)構(gòu)與功能第五節(jié)第五節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì) 及其應用及其應用第四節(jié)第四節(jié) RNARNA的空間結(jié)構(gòu)與功能的空間結(jié)構(gòu)與功能第一節(jié)第一節(jié) 核酸的化學組成核酸的化學組成脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸(deoxyribonucliec acid DNA), 磷酸磷酸(phosphate)一一. 核酸的種類核酸的種類二二.核酸的化學組成核酸的化學組成堿基堿基(base)戊糖戊糖(pentose)核糖核酸（核糖核酸（ribonucliec acid, RNA)核酸核酸核苷酸核苷酸核酸酶核酸酶核核 酸酸 的的 種種 類類 脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸（核糖核酸（RNA)兩類

3、核酸的基本化學組成比較兩類核酸的基本化學組成比較 DNA RNA 嘌呤堿嘌呤堿 腺嘌呤腺嘌呤 (A ) 腺嘌呤腺嘌呤 (A) （Purine bases ） 鳥嘌呤鳥嘌呤 (G) 鳥嘌呤鳥嘌呤 (G) 堿基堿基(Base) 嘧啶堿嘧啶堿 胞嘧啶胞嘧啶 (C) 胞嘧啶胞嘧啶(C) （Pyrimidine bases） 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶尿嘧啶 (U)戊糖戊糖 D-2-脫氧核糖脫氧核糖 D-核糖核糖(Pentose) 酸酸 磷酸磷酸 磷酸磷酸(Acid)CNCCCNNNCHHHNH2嘌呤堿嘌呤堿123456789CNCHCCCNNHCHNH2CNCCCCNNHCHOH2N腺嘌呤腺嘌呤(

4、A)鳥嘌呤鳥嘌呤(G)626HCHNHCCHCHNNH2OCCHNCHCHNHOONCHNCHCCHHOOCHNCCCHNHCH3胞嘧啶（胞嘧啶（C）尿嘧啶（尿嘧啶（U）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）123456核糖核酸（核糖核酸（RNA）脫氧核糖核酸（脫氧核糖核酸（DNA）核酸核酸核苷酸核苷酸核苷核苷磷酸磷酸戊糖戊糖堿基堿基核核 酸酸 的的 組組 成成核酸酶水解核酸酶水解由戊糖和堿基以糖苷鍵連接而成由戊糖和堿基以糖苷鍵連接而成核核 苷苷脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖嘌呤堿基嘌呤堿基嘧啶堿基嘧啶堿基CNCHCCCNNHCHNH2+CNCHCCCNNHCHNH2腺苷腺苷9CNCHCCCNNHCHNH2+CN

5、CHCCCNNHCHNH2脫氧腺苷脫氧腺苷91由核苷的戊由核苷的戊糖羥基被磷糖羥基被磷酸酯化而成酸酯化而成5 核苷酸的命名核苷酸的命名含一個磷酸基團：核苷一磷酸（含一個磷酸基團：核苷一磷酸（NMPNMP）含兩個磷酸基團：核苷二磷酸（含兩個磷酸基團：核苷二磷酸（NDPNDP）含三個磷酸基團：核苷三磷酸（含三個磷酸基團：核苷三磷酸（NTPNTP）N 代表各種堿基的名稱代表各種堿基的名稱環(huán)化核苷酸：環(huán)化核苷酸：cNMPcNMPO第二節(jié)第二節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能一、一、DNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)二、二、DNA的生物學功能的生物學功能1. DNA的一級結(jié)構(gòu)的一級結(jié)構(gòu)2. DNA的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)3

6、. DNA的三級結(jié)構(gòu)的三級結(jié)構(gòu)攜帶并傳遞遺傳信息攜帶并傳遞遺傳信息四種脫氧核糖核苷酸四種脫氧核糖核苷酸通過通過3、5 -磷酸二酯磷酸二酯鍵彼此連接而形成的鍵彼此連接而形成的直線形或環(huán)線形分子直線形或環(huán)線形分子.DNA分子中核苷分子中核苷酸的排列順序酸的排列順序.核苷酸鏈的書寫方法核苷酸鏈的書寫方法雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)即即DNA分子的空間結(jié)構(gòu)分子的空間結(jié)構(gòu)1.Chargaff 堿基組成規(guī)律堿基組成規(guī)律2.DNA晶體的晶體的X-射線圖譜研究射線圖譜研究 各原子之間的鍵長、鍵角各原子之間的鍵長、鍵角一、一、 DNA分子模型建立分子模型建立由由James Watson和和Francis Crick提出

7、提出(1) 腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩爾數(shù)相等腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩爾數(shù)相等. A=T 鳥嘌呤與胞嘧啶的摩爾數(shù)相等鳥嘌呤與胞嘧啶的摩爾數(shù)相等. G=C嘌呤總數(shù)嘌呤總數(shù)=嘧啶總數(shù)嘧啶總數(shù) A+G=C+T(2) DNA的組成具有種的特異性的組成具有種的特異性 (3) DNA的堿基組成沒有組織的特異性的堿基組成沒有組織的特異性, 且較為穩(wěn)定且較為穩(wěn)定,不隨年齡、營養(yǎng)狀態(tài)、不隨年齡、營養(yǎng)狀態(tài)、 環(huán)境改變的影響環(huán)境改變的影響Chargaff 堿基組成規(guī)律堿基組成規(guī)律分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點1. 1. 由兩條反向平由兩條反向平行的脫氧多核苷酸（兩行的脫氧多核苷酸（兩條鏈的走向為條鏈的走向為53

8、53和和3535），圍繞一），圍繞一中心軸（假想軸）構(gòu)成中心軸（假想軸）構(gòu)成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。彼此間以磷酸二酯鍵相彼此間以磷酸二酯鍵相連，構(gòu)成的骨架。連，構(gòu)成的骨架。2. 2. 堿基在雙螺旋內(nèi)側(cè)。堿基在雙螺旋內(nèi)側(cè)。雙鏈中相對的堿基按雙鏈中相對的堿基按和和通過通過氫鍵配對連接，形成氫鍵配對連接，形成互補互補. .磷酸基與脫氧核糖在外側(cè)，磷酸基與脫氧核糖在外側(cè)，35C35C 糖環(huán)平面與中心糖環(huán)平面與中心軸平行。軸平行。3. 3. 堿基平面與中心堿基平面與中心 軸垂直，各相鄰軸垂直，各相鄰 平面部分重疊。平面部分重疊。3.4nm4.4.雙螺旋的直徑為雙螺旋的直徑為2nm2nm沿軸向，每

9、個堿基平面沿軸向，每個堿基平面的距離為的距離為0.34nm0.34nm每圈螺旋含有每圈螺旋含有1010對對核苷酸，其軸向距核苷酸，其軸向距為為3.4nm3.4nm, , (3) 離子鍵離子鍵5.5.維持維持DNADNA雙螺旋穩(wěn)定的作用力雙螺旋穩(wěn)定的作用力(1)(1) 互補堿基間的氫鍵互補堿基間的氫鍵(2) 使堿基平面堆積的平面間范德華力使堿基平面堆積的平面間范德華力, 又稱堿基堆積力又稱堿基堆積力二、二、DNADNA結(jié)構(gòu)的多樣性結(jié)構(gòu)的多樣性A-DNAA-DNA：右手螺旋：右手螺旋B-DNAB-DNA：Watson-CrickWatson-Crick模型，右手螺旋模型，右手螺旋生理條件下生理條件

10、下DNADNA最穩(wěn)定最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形式的結(jié)構(gòu)形式Z-DNAZ-DNA：左手左手螺旋螺旋DNA 的的 三三 級級 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)原核生物原核生物真核生物真核生物沒有典型的細胞核結(jié)構(gòu)，沒有典型的細胞核結(jié)構(gòu)，真核生物的三級結(jié)構(gòu)是由分真核生物的三級結(jié)構(gòu)是由分子與組蛋白子與組蛋白(histine)和非組蛋白和非組蛋白(nonhistineprotein,NHP)結(jié)合組成。結(jié)合組成。被認為是原核生物的三級結(jié)構(gòu)被認為是原核生物的三級結(jié)構(gòu)被認為是真核生物的三級結(jié)構(gòu)被認為是真核生物的三級結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)核小體結(jié)構(gòu)核小體結(jié)構(gòu)DNA 超超 螺螺 旋旋 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)H2A、H2B、H3和和H4各兩分子各兩分子組成組蛋

11、白八聚體，構(gòu)成組成組蛋白八聚體，構(gòu)成核心組蛋白核心組蛋白雙螺旋雙螺旋DNA以左手超螺旋的方式繞核心顆粒以左手超螺旋的方式繞核心顆粒1.75圈，纏繞在圈，纏繞在核心組蛋白核心組蛋白表面，構(gòu)成表面，構(gòu)成核心顆粒核心顆粒核心顆粒核心顆粒和和 連接區(qū)連接區(qū)DNA及附著在連接區(qū)及附著在連接區(qū)DNA上的上的 組蛋白組蛋白H1構(gòu)成構(gòu)成核小體核小體一個個核小體連接成串珠狀結(jié)構(gòu)一個個核小體連接成串珠狀結(jié)構(gòu)染色單體染色單體折疊折疊折疊折疊第三節(jié)第三節(jié) RNA的結(jié)構(gòu)和功能的結(jié)構(gòu)和功能一、一、 RNA的類型的類型1. 核蛋白體核蛋白體RNA(ribosomal RNA, rRNA)3. 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNA (transf

12、er RNA, tRNA)2. 信使信使RNA (messenger RNA, mRNA)4. 不均一核不均一核RNA(HnRNA)二、二、 RNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能5.5.小核小核RNA(SnRNA)RNA(SnRNA)mRNAmRNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能一一 、 mRNA的結(jié)構(gòu)特點的結(jié)構(gòu)特點(1) 3末端有多聚腺嘌呤的結(jié)構(gòu)末端有多聚腺嘌呤的結(jié)構(gòu)(polyA)(2) 5末端具有帽子結(jié)構(gòu)末端具有帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppNm) (3) 一種一種 mRNA只含有一條多肽鏈的信息只含有一條多肽鏈的信息由由HnRNAHnRNA經(jīng)過剪接而成經(jīng)過剪接而成半衰期最短，幾分鐘到數(shù)小時半衰期最短，幾分鐘

13、到數(shù)小時二二 、 mRNA的功能的功能蛋白質(zhì)合成的直接模板蛋白質(zhì)合成的直接模板 把核內(nèi)把核內(nèi)DNADNA的堿基順序（遺傳信的堿基順序（遺傳信息），按照堿基互補的原則，抄襲并息），按照堿基互補的原則，抄襲并轉(zhuǎn)送至胞質(zhì)，在蛋白質(zhì)合成中用以翻轉(zhuǎn)送至胞質(zhì)，在蛋白質(zhì)合成中用以翻譯成蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序譯成蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序。tRNA 的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能 1. 分子量最小一類分子量最小一類RNA,占占RNA總量總量10-25% 2. 分子中含有分子中含有10%-20%的稀有堿基的稀有堿基一、一、tRNA的結(jié)構(gòu)特點的結(jié)構(gòu)特點如假尿嘧啶（如假尿嘧啶（）, 二氫尿嘧啶（二氫尿嘧啶（DHU）, 甲

14、基化堿基（甲基化堿基（mG,mA)等等 3. 3末端有末端有CCA-OH, 是攜帶氨基酸的部位是攜帶氨基酸的部位 4. 具有識別密碼子功能的反密碼子具有識別密碼子功能的反密碼子 5. 二級結(jié)構(gòu)為三葉草形二級結(jié)構(gòu)為三葉草形, 有三個環(huán)狀結(jié)構(gòu)有三個環(huán)狀結(jié)構(gòu)（DHU環(huán)、環(huán)、T 環(huán)、反密碼環(huán)環(huán)、反密碼環(huán)） 三級結(jié)構(gòu)為三級結(jié)構(gòu)為“倒倒L”形形二、二、tRNA的功能的功能在蛋白質(zhì)的合成過程中作為各種氨在蛋白質(zhì)的合成過程中作為各種氨基酸的載體并將其轉(zhuǎn)呈給基酸的載體并將其轉(zhuǎn)呈給mRNAtRNA的三級結(jié)構(gòu)的三級結(jié)構(gòu)rRNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能一、一、 rRNA的結(jié)構(gòu)特點的結(jié)構(gòu)特點1. 含量最豐富含量最豐富,

15、約占總約占總RNA的的80%以上以上2. 與核蛋白體蛋白結(jié)合成核蛋白體與核蛋白體蛋白結(jié)合成核蛋白體, rRNA 與蛋白質(zhì)既可分離與蛋白質(zhì)既可分離,又可結(jié)合又可結(jié)合3. 核蛋白體由大小兩個亞基構(gòu)成核蛋白體由大小兩個亞基構(gòu)成,兩亞基兩亞基呈不呈不 規(guī)則形狀規(guī)則形狀,聚合時中間有裂縫聚合時中間有裂縫,可通過可通過mRNA 二、二、 rRNA的功能的功能是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的場所是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的場所其他小分子其他小分子RNA小核小核RNARNA（SnRNA)SnRNA)、小核仁小核仁RNA(SnoRNA)RNA(SnoRNA)、小胞質(zhì)小胞質(zhì)RNARNA（scRNA/7SL-RNA)scRNA/7SL

16、-RNA) 功能：參與功能：參與HnRNA和和rRNA的轉(zhuǎn)運和加工的轉(zhuǎn)運和加工原核生物核糖體的亞基組成原核生物核糖體的亞基組成原核生物核蛋白體原核生物核蛋白體真核生物核蛋白體真核生物核蛋白體核核 酶酶某些某些RNA分子本身具有自我催分子本身具有自我催化能力，可以完成化能力，可以完成rRNA的剪接。的剪接。這些這些RNA稱為核酶（稱為核酶（ribozyme)意義：擴充了酶的范圍，使之意義：擴充了酶的范圍，使之不再局限于蛋白質(zhì)。不再局限于蛋白質(zhì)。第四節(jié)第四節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)一、一、 核酸的粘度核酸的粘度二、核酸的紫外吸收特性二、核酸的紫外吸收特性三、核酸的變性、復性及其分子雜交三、核

17、酸的變性、復性及其分子雜交 一一 、 核核 酸酸 的的 粘粘 度度* * 分子量越大粘度也越大分子量越大粘度也越大分子比分子小，粘度也就小分子比分子小，粘度也就小* * 生物分子的空間結(jié)構(gòu)也影響粘度生物分子的空間結(jié)構(gòu)也影響粘度。線形分子線形分子 無規(guī)線團分子無規(guī)線團分子 球形分子球形分子二、核酸的紫外吸收特性二、核酸的紫外吸收特性嘌呤堿和嘧啶堿嘌呤堿和嘧啶堿有共軛雙鍵，都有共軛雙鍵，都能強烈吸收紫外能強烈吸收紫外光，最大吸收波光，最大吸收波長為長為260nm蛋白質(zhì)對紫外蛋白質(zhì)對紫外光的最大吸收光的最大吸收波長是波長是280nm紫外分光光度法檢測核酸的純度紫外分光光度法檢測核酸的純度通過測定波長

18、在通過測定波長在260nm260nm和和280nm280nm處吸光度的處吸光度的比值比值(A(A260260A A280280) )來估計核酸樣品的純度來估計核酸樣品的純度DNADNA溶液：溶液： A A260260A A280280=1.8=1.8 RNARNA溶液：溶液：A A260260A A280280= 2.0= 2.0方法方法：在波長在波長260nm260nm紫外線下，吸光度為紫外線下，吸光度為1.001.00時，時，紫外分光光度法估計核酸的濃度紫外分光光度法估計核酸的濃度取取5l5l雙鏈雙鏈DNADNA樣品樣品, ,加水稀釋至加水稀釋至1ml1ml。以。以1ml1ml純水作為參照

19、測定波長在純水作為參照測定波長在260nm260nm處的吸光度值處的吸光度值( (260260),),假如測得稀釋樣品的假如測得稀釋樣品的260260值為值為0.5000.500，相當于相當于50g/ml50g/ml的雙鏈的雙鏈DNA,DNA,40g/ml40g/ml的單鏈的單鏈DNADNA或或RNA, RNA, 20g/ml20g/ml的單鏈寡核苷酸的單鏈寡核苷酸問題問題1那么原液中那么原液中DNADNA的濃度是的濃度是？g/mlg/ml三、核酸的變性、復性及其分子雜交三、核酸的變性、復性及其分子雜交( (一一) ) 變性變性(二二) 復性復性(三三) 分子雜交分子雜交(一) 核核 酸酸 的

20、的 變變 性性1. 概念概念核酸分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)解開，氫鍵斷裂核酸分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)解開，氫鍵斷裂（不涉及共價鍵的斷裂），使雙鏈分離，（不涉及共價鍵的斷裂），使雙鏈分離，這種現(xiàn)象稱為核酸的變性這種現(xiàn)象稱為核酸的變性2. 引起核酸變性的因素引起核酸變性的因素如乙醇、丙酮、尿素、酰胺等如乙醇、丙酮、尿素、酰胺等加熱、加熱、介質(zhì)中的介質(zhì)中的pHpH過酸或過堿、過酸或過堿、有機溶劑、有機溶劑、3. 核酸的變性與降解的區(qū)別核酸的變性與降解的區(qū)別 降解降解其過程是不可逆的。其過程是不可逆的。是指多核苷酸鏈中的磷酸二酯鍵斷裂，是指多核苷酸鏈中的磷酸二酯鍵斷裂，使分子量降低，使分子量降低，不發(fā)生分子量的變化。不

21、發(fā)生分子量的變化。一般是可逆的，一般是可逆的，變性變性4. 蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)和核酸的變性核酸的變性兩者均不涉及共價鍵的斷裂兩者均不涉及共價鍵的斷裂一級結(jié)構(gòu)不破壞一級結(jié)構(gòu)不破壞粘度下降，生物活性喪失粘度下降，生物活性喪失分子的熱變性分子的熱變性雙螺旋結(jié)構(gòu)即遭雙螺旋結(jié)構(gòu)即遭破壞，氫鍵斷裂，雙鏈破壞，氫鍵斷裂，雙鏈分離。分離。將的稀鹽溶液加將的稀鹽溶液加熱至熱至8095(或以上或以上)數(shù)分鐘數(shù)分鐘，d. 喪失生物活性喪失生物活性a. 260nm處的紫外吸收值升高處的紫外吸收值升高b. 粘度下降粘度下降c. 浮力、密度升高浮力、密度升高（增色效應增色效應）變變 性性 DNA 的的 特特 點點DNA解鏈曲

22、線解鏈曲線拐點所對應的溫度，拐點所對應的溫度，代表變性代表變性5050時溫度，稱為解鏈溫時溫度，稱為解鏈溫度，通常稱為融解溫度，通常稱為融解溫度。度。用符號用符號 TmTm 表示表示70708585之間之間“”形曲線形曲線TmTm值的大小主要與下列因素有關(guān)值的大小主要與下列因素有關(guān)中中對的含量對的含量堿基對的比例越高，堿基對的比例越高，TmTm值越高值越高pHpH和離子強度不變和離子強度不變, ,根據(jù)根據(jù)百分含量，百分含量，則可計算樣品的則可計算樣品的TmTm值值TmTm69.3 + 0.4169.3 + 0.41* *( () )TmTm4 4* *(G+C)+2(G+C)+2* *(A+T

23、)(A+T), (, (小于小于20bp20bp) )介質(zhì)中的離子強度介質(zhì)中的離子強度離子強度低離子強度低TmTm值低值低變性溫度范圍較寬變性溫度范圍較寬離子強度大離子強度大TmTm值高值高變性溫度范圍較窄變性溫度范圍較窄的變性的變性雙鏈的雙鏈的RNA分子分子RNA-DNA 雜化分子雜化分子可變可變 性性中性中性pH條件下，三者條件下，三者Tm值大小為：值大小為：雙鏈雙鏈RNA分子分子RNA-DNA 雜化分子雜化分子DNA分子分子( (二二) ) 核酸的復性核酸的復性DNA熱變性后的復性熱變性后的復性,常常稱為常常稱為退火退火。變性的變性的DNA或或RNA在去除變性因素在去除變性因素并處于適當

24、的條件下，并處于適當?shù)臈l件下，又可重新結(jié)合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)又可重新結(jié)合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)這一過程稱為復性。這一過程稱為復性。1.概念概念彼此分離的雙鏈彼此分離的雙鏈2. 復性過程復性過程兩種情況兩種情況（1）兩條完全分開的單鏈通過隨機碰撞形）兩條完全分開的單鏈通過隨機碰撞形 成互補短片段的雙螺旋成互補短片段的雙螺旋。（2）尚未配對的堿基很快地）尚未配對的堿基很快地 “對齊對齊”。迅。迅速速 形成雙鏈直至雙螺旋結(jié)構(gòu)。形成雙鏈直至雙螺旋結(jié)構(gòu)。復性后分子性質(zhì)復性后分子性質(zhì)一系列的理化性質(zhì)隨即恢復一系列的理化性質(zhì)隨即恢復d. 生物活性部分恢復生物活性部分恢復a. 260nm處的紫外吸收值下降處的紫外吸收值下

25、降b. 粘度上升粘度上升c. 浮力、密度降低浮力、密度降低（減色效應）（減色效應） (三三) 核酸分子雜交核酸分子雜交在一定條件下（適宜的溫度、在一定條件下（適宜的溫度、pH及離子強及離子強度），可按堿基互補原則復性形成雙鏈，此度），可按堿基互補原則復性形成雙鏈，此過程稱為核酸分子雜交。過程稱為核酸分子雜交。1.概念概念 具有一定同源性的兩條核酸單鏈，具有一定同源性的兩條核酸單鏈，變性變性復性復性不完全同源核酸單鏈分子雜交不完全同源核酸單鏈分子雜交突環(huán)突環(huán)2.可發(fā)生雜交的核酸分子可發(fā)生雜交的核酸分子(1)兩條同源的兩條同源的DNA鏈鏈(2)兩條同源的兩條同源的RNA鏈鏈(3)一條一條DNA鏈一

26、條鏈一條RNA鏈鏈3.核酸雜交的應用核酸雜交的應用（1）測定核酸分子堿基組成）測定核酸分子堿基組成（2）檢測某些因基因突變引起的疾病）檢測某些因基因突變引起的疾病核核 酸酸 酶酶指所有可以水解核酸的酶。指所有可以水解核酸的酶。一、分類一、分類1. 按照作用底物的不同分按照作用底物的不同分DNADNA酶（酶（DNase):DNase): 水解水解DNADNARNARNA酶（酶（RNase):RNase): 水解水解RNARNA2. 按照作用的部位分按照作用的部位分核酸外切酶：核酸外切酶：作用于作用于5或或3 末端末端核酸內(nèi)切酶：核酸內(nèi)切酶： 作用于鏈的內(nèi)部作用于鏈的內(nèi)部二、二、限制性限制性核酸內(nèi)

27、切酶核酸內(nèi)切酶作用于鏈的內(nèi)部，作用于鏈的內(nèi)部，具有具有嚴格序列依賴性。嚴格序列依賴性。切切基因工程的基因工程的手術(shù)刀手術(shù)刀沒有沒有限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)和應用，就很難有的發(fā)現(xiàn)和應用，就很難有今天分子生物學與基因工程的快速發(fā)展。今天分子生物學與基因工程的快速發(fā)展。功能：功能：根據(jù)需要在特定的位點精確切割根據(jù)需要在特定的位點精確切割雙鏈雙鏈DNADNA分子分子是基因工程中是基因工程中最常用最常用的的工具酶工具酶之一。之一。核苷酸庫核苷酸庫核酸的降解核酸的降解核苷酸的合成核苷酸的合成核酸的合成核酸的合成核苷酸的降解核苷酸的降解核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位，核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位，它不屬于營

28、養(yǎng)必需物質(zhì)它不屬于營養(yǎng)必需物質(zhì)核苷酸代謝核苷酸代謝概述概述食物核蛋白食物核蛋白蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核酸核酸(RNA與與DNA)胰核酸酶胰核酸酶RNA酶酶DNA酶酶(磷酸二酯酶磷酸二酯酶)單核苷酸單核苷酸胰、腸核苷酸酶胰、腸核苷酸酶(磷酸單酯酶磷酸單酯酶)核苷核苷磷酸磷酸核苷酶核苷酶(水解或磷酸解水解或磷酸解)戊糖或磷酸戊糖戊糖或磷酸戊糖堿基堿基核酸的消化核酸的消化排出，很排出，很少利用少利用核苷酸的生理功用 作為核酸合成的原料作為核酸合成的原料-最主要的功能最主要的功能 體內(nèi)能量的利用形式體內(nèi)能量的利用形式參與代謝與生理調(diào)節(jié)參與代謝與生理調(diào)節(jié)-cAMP, cGMP組成輔酶組成輔酶-NAD,FAD, C

29、oA活化中間代謝物活化中間代謝物-UDPG, CDP-DG, SAM ATP-主要形式；主要形式；GTP-蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成 UTP-糖原合成；糖原合成；CTP-磷脂合成磷脂合成利用本章知識，評價利用本章知識，評價“珍奧核酸珍奧核酸”的功能的功能第一節(jié) 嘌呤核苷酸代謝一、一、嘌呤核苷酸的合成代謝嘌呤核苷酸的合成代謝(一一) 嘌呤核苷酸的從頭合成嘌呤核苷酸的從頭合成(二二) 嘌呤核苷酸的補救合成嘌呤核苷酸的補救合成(三三) 嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變(四四) 脫氧脫氧(核酸核酸)核苷酸的生成核苷酸的生成(五五) 嘌呤嘌呤核苷酸的抗代謝物核苷酸的抗代謝物二、二、嘌呤核苷酸的分解代謝

30、嘌呤核苷酸的分解代謝一、嘌呤核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸的合成代謝(一一)、從頭合成途徑、從頭合成途徑 1.概念概念：用磷酸核糖、氨基酸、一碳用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及單位及CO2等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應合成嘌呤核苷酸的途徑系列酶促反應合成嘌呤核苷酸的途徑. 2.原料原料：5磷酸核糖、谷氨酰胺磷酸核糖、谷氨酰胺、一碳單位、甘氨酸、一碳單位、甘氨酸、CO2、天冬氨、天冬氨酸酸 N1C2N3C4C5C6N97NC8 甲?；柞；?一碳單位一碳單位)甘氨酸甘氨酸CO2Asp甲?；柞；?一碳單位一碳單位)Gln(酰胺基酰胺基)甘氨當中站甘氨當中站, 谷氮坐兩

31、邊谷氮坐兩邊,左上天冬氨左上天冬氨, 頭頂頭頂CO23.合成的合成的場所場所: 肝臟的胞液肝臟的胞液4.合成的合成的過程過程: 兩個階段。兩個階段。(1) 次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸(IMP)的合成的合成 (2) 腺苷酸腺苷酸(AMP)和鳥苷酸和鳥苷酸(GMP)的合成的合成 (1) IMP的合成的合成(11步反應，步反應，過程只需了解過程只需了解)R-5-PAMPPRPP合成酶合成酶PP-1-R-5-P(PRPP)ATP5-磷酸核糖磷酸核糖磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸反應過程：OHOOHPOOHHOHHOHHHOP_POHOOHPOOHHOHHOHHHOAMPATPR-5-PC NCNNCH

32、COHNHC10步反應步反應IMPPP-1-R-5-PGlnGlu酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶酶酶3: 甘氨酰胺核苷酸合成酶甘氨酰胺核苷酸合成酶H2N-1-R-5-PH2C-NH2O=C-OHGly酶酶3 ATP, Mg2+H2C-NH2O=CNHR-5-P甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸(GAR)PRA轉(zhuǎn)甲酰基酶轉(zhuǎn)甲?；窮H4H2C-NH2O=CNHR-5-P甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸(GAR)N5,N10-甲炔基甲炔基FH4H2CO=CNHR-5-PNHCHOH2CCNHR-5-PNHCHOHN=Glu甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)甲酰甘氨咪核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)Gl

33、nATP,Mg2+H2CCNHR-5-PNHCHOHN=AIR合成酶合成酶ATP,Mg2+,K+H2OCH2N-HCNR-5-PNCH甲酰甘氨咪核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)5-氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸(AIR)R-5-PCH2NCNNCHCOHOCO2羧化酶羧化酶5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧基羧基核苷酸核苷酸(CAIR)R-5-PCH2NCNNCHCOHOR-5-PCH2NCNNCHCONHHCH2CHOOCHOOCNHHHCH2CHOOCHOOCAsp5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧基羧基核苷酸核苷酸(CAIR)5-氨基咪唑氨基咪唑-4-(N-琥珀酸琥珀酸)-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸(

34、SAICAR)ATP,Mg2+合成酶合成酶R-5-PCH2NCNNCHCONHHOOCHCH2CHOOC5-氨基咪唑氨基咪唑-4-(N-琥珀酸琥珀酸)-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸(SAICAR)R-5-PCH2NCNNCHCOH2NCOOHCHHCHOOC5-氨基咪唑氨基咪唑-4-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(AICAR)裂解酶裂解酶延胡索酸延胡索酸R-5-PCH2NCNNCHCOH2N5-氨基咪唑氨基咪唑-4-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(AICAR)5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸(FAICAR)N10甲酰甲酰FH4FH4轉(zhuǎn)甲酰酶轉(zhuǎn)甲酰酶K+R-5-PC NCNNCHCOH

35、2NHCOHR-5-PCNCNNCHCOHHNHCOHR-5-PC NCNNCHCOHNHC5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸(FAICAR)H2O次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸(IMP)環(huán)水解酶環(huán)水解酶11(2) 腺苷酸和鳥苷酸的合成腺苷酸和鳥苷酸的合成R-5-PC NCNNCHCOHNHCIMPR-5-PC NCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOH腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶AMPSAsp, Mg2+,GTPR-5-PC NCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOHR-5-PC NCNNCHCNHCNH2COOHCHHCHOOC腺苷酸代琥珀

36、酸腺苷酸代琥珀酸(AMPS)腺苷酸腺苷酸(AMP)延胡索酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸裂解酶裂解酶R-5-PC NCNNCHCOHNHCIMPR-5-PC NCNNCHCOHNCONAD+H2ONADH+H+XMP黃嘌呤核苷酸黃嘌呤核苷酸IMP脫氫酶脫氫酶H2NR-5-PC NCNNCHCOHNCR-5-PC NCNNCHCOHNCOGlnGluGMP合成酶合成酶Mg2+, ATPXMPGMPAMP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ADPATPADPATPADP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ATPGMP鳥苷酸激酶鳥苷酸激酶GDPATPADPATPADP鳥苷酸激酶鳥苷酸激酶GTP2. 嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)嘌

37、呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)主要通過產(chǎn)物的負反饋調(diào)節(jié)主要通過產(chǎn)物的負反饋調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)包括調(diào)節(jié)包括: 2個長反饋和個長反饋和2個短反饋個短反饋ATPGTPR-5-PATPPRPP合成酶合成酶PRPP酰胺酰胺轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶PRAIMPAMPSAMPADPXMPGMPGDP2個長反饋個長反饋2個短反饋個短反饋IMPAMPSXMPAMPADPGMPGDPGTPATPATPGTP一、嘌呤核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸的合成代謝(二二)、補救合成途徑、補救合成途徑有兩條合成途徑有兩條合成途徑(1) 嘌呤堿與嘌呤堿與PRPP直接合成嘌呤核苷酸直接合成嘌呤核苷酸次黃嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸鳥嘌呤鳥嘌呤鳥嘌

38、呤核苷酸鳥嘌呤核苷酸次黃嘌呤次黃嘌呤-鳥嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)PRPPPPi腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（APRT）HGPRT活性高活性高APRT活性低活性低90%嘌呤堿嘌呤堿一、嘌呤核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸的合成代謝腺嘌呤腺嘌呤+1-磷酸核糖磷酸核糖腺苷腺苷+Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶(2) 腺嘌呤與腺嘌呤與1-磷酸核糖生成腺苷磷酸核糖生成腺苷, 再生成腺再生成腺嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸腺苷腺苷+ATP腺苷激酶腺苷激酶腺苷酸腺苷酸+ADP生理意義生理意義減少從頭合成時能量和原料的消耗減少從頭合成時能量和原料的消

39、耗節(jié)省節(jié)省: 作為某些器官作為某些器官(腦腦,骨髓和脾骨髓和脾)合成核苷酸的途徑合成核苷酸的途徑遺傳疾病遺傳疾病Lesch-Nyhan 萊萊-尼綜合征尼綜合征,自毀容貌綜合征自毀容貌綜合征HGPRT基因缺陷基因缺陷嘌呤合成過多，明顯的高尿酸血癥，痛風伴嘌呤合成過多，明顯的高尿酸血癥，痛風伴-罕見的性染色體罕見的性染色體X連鎖遺傳病連鎖遺傳病疾病生化本質(zhì)疾病生化本質(zhì):行為行為, 稱之為稱之為自毀容貌綜合征自毀容貌綜合征.大腦癱瘓、智力減退、舞蹈手足綜合征大腦癱瘓、智力減退、舞蹈手足綜合征,身體身體和精神發(fā)育遲緩和精神發(fā)育遲緩, 有咬指咬唇的強迫性自殘有咬指咬唇的強迫性自殘(三三) 腺苷酸和鳥苷酸

40、的相互轉(zhuǎn)變腺苷酸和鳥苷酸的相互轉(zhuǎn)變AMPGMPXMPAMPSIMPNH3腺苷酸脫氨酶腺苷酸脫氨酶NADP+NH3NADPH鳥苷酸還原酶鳥苷酸還原酶(四四) 脫氧脫氧(核糖核糖)核苷酸的合成核苷酸的合成在在核苷二磷酸水平核苷二磷酸水平被還原而成被還原而成OHOPOOHH堿基堿基HOHHHOOOHOPHOOHOPOHH堿基堿基HOHHHOOOHOPHONADPH+H+NADP+ +H2O核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶dNDPNDP脫氧核苷酸的具體生成過程脫氧核苷酸的具體生成過程NDPdNDPNADP+NADPH+H+還原型硫氧化還原型硫氧化還原蛋白還原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化氧化型硫氧化S還

41、原蛋白還原蛋白S核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶,Mg2+硫氧化還原蛋白還原酶硫氧化還原蛋白還原酶(FAD)NDPdNDP核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶ADPdADP核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶GDPdGDP核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶UDPdUDP核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶CDPdCDP核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶TDPdTDPdNDP+ATPdNTP+ADP激酶激酶激酶激酶dCDP+ATPdCTP+ADPdUDP+ATPdUTP+ADP激酶激酶dGDP+ATPdGTP+ADP激酶激酶dADP+ATPdATP +ADP激酶激酶dTTP?dNDPdNMP+Pi磷酸酶磷酸酶下

42、一節(jié)講下一節(jié)講 嘌呤核苷酸抗代謝物主要是一些嘌呤、嘌呤核苷酸抗代謝物主要是一些嘌呤、氨基酸或葉酸等的類似物氨基酸或葉酸等的類似物 采用競爭性抑制或采用競爭性抑制或“以假亂真以假亂真”等方式抑等方式抑制合成代謝中的酶，從而干擾和阻斷核苷酸制合成代謝中的酶，從而干擾和阻斷核苷酸的合成的合成, 從而進一步阻止核酸以及蛋白質(zhì)的從而進一步阻止核酸以及蛋白質(zhì)的生物合成生物合成. 由于腫瘤的核酸與蛋白質(zhì)代謝旺盛由于腫瘤的核酸與蛋白質(zhì)代謝旺盛, 因此抗代謝物可用于腫瘤的化療因此抗代謝物可用于腫瘤的化療(五五) 嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤核苷酸的抗代謝物一、嘌呤核苷酸的抗代謝物一、嘌呤核苷酸的抗代謝物1. 嘌呤類

43、似物嘌呤類似物:8-氮雜鳥嘌呤氮雜鳥嘌呤N OHNNNHN SHNNNHN SHNNNHH2NN OHNNNHN6-巰基鳥嘌呤巰基鳥嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤6-巰基嘌呤巰基嘌呤（6-MP）一、嘌呤核苷酸的抗代謝物一、嘌呤核苷酸的抗代謝物2. 氨基酸類似物氨基酸類似物 抑制有谷氨酰胺參與的反應抑制有谷氨酰胺參與的反應H2NCCH2CH2CHCOOHONH2N+ NCH2COCH2CHCOOHONH2N+ NCH2CCH2CH2CHCOOHONH2谷氨酰胺谷氨酰胺氮雜絲氨酸（重氮乙酰絲氨酸）氮雜絲氨酸（重氮乙酰絲氨酸）6-重氮重氮-5-氧正亮氨酸氧正亮氨酸一、嘌呤核苷酸的抗代謝物一、嘌呤核苷酸的抗代謝

44、物3. 葉酸類似物葉酸類似物 抑制有一碳單位參與的反應抑制有一碳單位參與的反應R=H，氨喋呤，氨喋呤R=CH3，氨甲喋呤氨甲喋呤N NH2NNNHH2NCH2NRCNCHOCH2CH2COOHCOOHHNNCHCH2NHCNCHOCH2CH2COOHCOOHHH2NNOHNH5,6,7,8四氫葉酸四氫葉酸PRPPGln6MP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸PRAGARFGARFGAMMTX氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸AICARMTXFAICARIMPAMPGMPPRPPPPiPPiPRPP6MP6MP6MP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸AIGPRPPPPi嘌呤核苷酸抗代謝物的作用嘌呤核苷酸抗代謝物的作用核苷酸分解代謝核苷酸

45、分解代謝大致過程大致過程核苷酸核苷酸核苷核苷PiPi1-磷酸核糖磷酸核糖堿基堿基補救途徑補救途徑 分解代謝分解代謝5-磷酸核糖磷酸核糖PRPP終末產(chǎn)物經(jīng)尿排出終末產(chǎn)物經(jīng)尿排出核苷酸酶核苷酸酶磷酸化酶磷酸化酶1-磷酸核糖磷酸核糖變位酶變位酶嘌呤核苷酸的分解代謝AMPIGMPGX黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶尿酸尿酸腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸NNH2NNNR- 5-PNOHNNNR- 5-PNNH2NNNRH2OPiNH3H2O脫氨酶脫氨酶次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸H2OPiN OHNNNRNH3H2O腺嘌呤核苷脫氨酶腺嘌呤核苷脫氨酶核苷酸酶核苷酸酶N OHNNNRN OHNNN

46、H核糖核糖1-磷酸磷酸Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶2H+O2._O2+H2O黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶N OHNNNHHON OHNNNHHOO2H+O2._O2+H2O黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶次黃嘌呤核苷次黃嘌呤核苷次黃嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤黃嘌呤尿酸尿酸最終產(chǎn)物最終產(chǎn)物NOHNNNR- 5-P次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸NADP+NH3NADPH+H+還原酶還原酶Pi鳥苷鳥苷核糖核糖1-磷酸磷酸NOHNNNR- 5-PH2NN OHNNNHHON OHNNNHH2NN OHNNNRH2N鳥嘌呤核苷酸鳥嘌呤核苷酸Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶NH3尿酸尿酸H2O鳥嘌呤酶鳥嘌呤酶黃嘌呤黃嘌呤鳥嘌呤鳥嘌

47、呤核苷酸酶核苷酸酶H2O 正常人血漿尿酸含量：正常人血漿尿酸含量：0.120.36mmol/L 男男: 0.27mmol/L, 女女:0.21mmol/L 以尿酸及其鈉鹽形式存在以尿酸及其鈉鹽形式存在, 均難溶于水均難溶于水0.48mmol/L(8mg%), 析出結(jié)晶析出結(jié)晶, 沉積在關(guān)節(jié)和軟骨等處沉積在關(guān)節(jié)和軟骨等處 痛風癥痛風癥進食高嘌呤膳食時進食高嘌呤膳食時體內(nèi)核酸大量分解體內(nèi)核酸大量分解(白血病白血病,惡性腫瘤）惡性腫瘤）腎臟疾病尿酸排泄障礙腎臟疾病尿酸排泄障礙血中尿酸血中尿酸臨床上用別嘌呤醇治療臨床上用別嘌呤醇治療別嘌呤醇治療痛風癥的作用機制別嘌呤醇治療痛風癥的作用機制C OHNNN

48、HHNN OHNNNHCH次黃嘌呤次黃嘌呤別嘌呤醇別嘌呤醇PRPP別嘌呤醇核苷酸別嘌呤醇核苷酸嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸從頭合成的酶從頭合成的酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶嘌呤核苷酸合成嘌呤核苷酸合成反饋反饋N OHNNNRN OHNNNH核糖核糖1-磷酸磷酸Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶2H+O2._O2+H2O黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶N OHNNNHHON OHNNNHHOO2H+O2._O2+H2O黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶次黃嘌呤核苷次黃嘌呤核苷次黃嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤黃嘌呤尿酸尿酸最終產(chǎn)物最終產(chǎn)物第二節(jié) 嘧啶核苷酸代謝一、一、嘧啶核苷酸的合成代謝嘧啶核苷酸的合成代謝(一一) 嘧啶核苷酸的從頭合成嘧啶

49、核苷酸的從頭合成(二二) 嘧啶核苷酸的補救合成嘧啶核苷酸的補救合成(三三) 嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶核苷酸的抗代謝物二、二、嘧啶核苷酸的分解代謝嘧啶核苷酸的分解代謝一、嘧啶核苷酸的合成代謝一、嘧啶核苷酸的合成代謝(一一) 從頭合成途徑從頭合成途徑 先合成嘧啶環(huán)，然后再與磷酸核糖連接生先合成嘧啶環(huán)，然后再與磷酸核糖連接生成成嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸.NCNCCCAspCO2GlnNH2HCH2CHOOCHOOC(一一) 嘧啶核苷酸的從頭合成嘧啶核苷酸的從頭合成1. 從頭合成途徑反應過程從頭合成途徑反應過程(1) 尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的合成-6步反應步反應HCO3_+Gln2ATPGlu2A

50、DP+PiNH2O=CO氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶II P_兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶I氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶II分布分布線粒體線粒體(肝肝)胞液胞液(各種細胞各種細胞)氮源氮源氨氨谷氨酰胺谷氨酰胺變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸無無變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑無無UMP(哺乳動物哺乳動物)功能功能尿素合成尿素合成嘧啶合成嘧啶合成(CPS-I)(CPS-II)NH2O=CO P氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸HOOCCH2CHCOOHH2N+COH2NCCH2CHCOOHNHOHO天冬

51、氨酸氨基天冬氨酸氨基甲?；D(zhuǎn)移酶甲酰基轉(zhuǎn)移酶PiAsp氨基甲酰天冬氨酸氨基甲酰天冬氨酸OCOHNCCHHCHCOOHNHNAD+NADH+H+COHNCCHCCOOHNHO乳清酸乳清酸二氫乳清酸二氫乳清酸H2O脫氫酶脫氫酶二氫乳清酸酶二氫乳清酸酶COHNCCHCCOOHNHO乳清酸乳清酸COHNCCHCCOOHNOR-5-PPRPPPPi磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸(OMP)COHNCCHCHNOR-5-PCO2尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸(UMP)脫羧酶脫羧酶ATP(2) 胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷酸(CTP)的合成的合成COHNCCHCHNOR-5-P尿苷酸激酶尿苷酸激酶U

52、DPUMP二磷酸二磷酸 尿苷激酶尿苷激酶ADPUTPCONCCHCHNNH2R-5-P-P-PGln, ATP Glu, ADP+Pi ATPADPCTPCTP合成酶合成酶COHNCCHCHNOdR-5-PdCMPdUDPPiNH3dUMPCOHNCC-CH3CHNOdR-5-PdTMP合成酶合成酶FH2N5,N10-甲烯甲烯FH4FH4FH2還原酶還原酶NADPH+H+NADP+dTMPATP激酶激酶dTDP激酶激酶ADPdTTPATPADPdTMP(3) 脫氧胸腺嘧啶核苷酸脫氧胸腺嘧啶核苷酸(dTMP或或TMP)的合成的合成2. 從頭合成的調(diào)節(jié)從頭合成的調(diào)節(jié)ATP+CO2+GlnPRPP氨基甲酰磷酸