生物化學(xué)---核酸分解代謝ppt課件

1、l第一節(jié)第一節(jié) 核苷酸的分解代謝核苷酸的分解代謝l第二節(jié)第二節(jié) 核苷酸生物合成核苷酸生物合成 生物體普遍存在的磷酸單酯酶或核苷酸酶可催化核苷酸的水解，而特異性強(qiáng)的磷酸單酯酶只能水解3-Nt或5-Nt。 催化核苷水解的酶有2類，即核苷磷酸化酶和核苷水解酶 Ns phosphorylaseNs+PiPu or Py+pentose-1-P Ns hydrolaseNs+H2OPu or Py+pentoseNs phosphorylase存在廣泛，反響可逆Ns hydrolase主要存在于植物和微生物，只對(duì)核糖核苷起作用，對(duì)脫氧核糖核苷無作用。 核酸酶(Nuclease) 核酸酶是作用于核酸磷酸二

2、酯鍵的水解酶，包括：1、核糖核酸酶(RNase)，2、脫氧核糖核酸酶(DNase)，其中能水解核酸分子內(nèi)磷酸二酯鍵的酶又稱為核酸內(nèi)切酶(endonuclease)，從核酸的一端逐個(gè)水解下核苷酸的酶稱 為 核 酸 外 切 酶(exonuclease)。 食物核酸與蛋白結(jié)合為核蛋白體食物核酸與蛋白結(jié)合為核蛋白體Nucleoproteins的方式，的方式，在胃中受胃酸作用水解為在胃中受胃酸作用水解為NAs和和Proteins，NA在小腸被胰在小腸被胰nuclease包括包括DNase、RNase降解為降解為Pu-Nt、Py-Nt和和Oligonucleotide。腸黏膜釋放的。腸黏膜釋放的phosp

3、hodiesterase并協(xié)同胰核并協(xié)同胰核酸酶進(jìn)展消化，水解為單核苷酸腸黏膜細(xì)胞中還有酸酶進(jìn)展消化，水解為單核苷酸腸黏膜細(xì)胞中還有nucleotidase (phosphomonoesterase)，水解，水解Nt為為Ns和和Pi。脾、肝等組織中的。脾、肝等組織中的nucleosidase進(jìn)一步水解進(jìn)一步水解Ns為戊糖和堿基。為戊糖和堿基。 不同生物嘌呤堿的分解才干不同，代謝產(chǎn)物也不同，人和猿類及一些排尿酸的動(dòng)物鳥類、某些爬行類和昆蟲嘌呤的代謝產(chǎn)物為尿酸。 嘌呤堿的分解首先在各種脫氨酶的作用下水解脫氨，脫氨作用也可以在核苷或核苷酸的程度上進(jìn)展。動(dòng)物組織腺嘌呤脫氨酶含量極少，而腺嘌呤核苷脫氨酶

4、及腺嘌呤核苷酸脫氨酶的活性較高，因此腺嘌呤的脫氨分解主要在核苷或核苷酸程度上進(jìn)展。鳥嘌呤脫氨酶分布廣，脫氨分解主要在該酶的作用下進(jìn)展。鳥、昆蟲、鳥、昆蟲、人類人類非靈長類非靈長類哺乳動(dòng)物哺乳動(dòng)物 硬骨魚硬骨魚魚、兩棲魚、兩棲類類甲殼類、甲殼類、無脊椎無脊椎催化次黃嘌呤和黃嘌呤氧化消費(fèi)尿酸。酶為復(fù)合黃素酶，由兩個(gè)一樣的亞基組成，分子量260,000，每個(gè)亞基含一個(gè)FAD、一個(gè)鉬原子和一個(gè)Fe4S4中心。反響要求分子氧作為電子受體，復(fù)原產(chǎn)物是H2O2，進(jìn)入尿酸的氧來自水。底物與酶結(jié)合后，Mo(VI)被復(fù)原為Mo(IV)，電子經(jīng)黃素、鐵硫中心等傳給O2，與氫離子生成H2O2，Mo(IV)氧化為Mo(

5、VI)。 嘌呤堿分解代謝產(chǎn)生過多的尿酸，由于其溶解性很差，易構(gòu)成尿酸鈉結(jié)晶，堆積于男性的關(guān)節(jié)部位引起疼痛或灼痛痛風(fēng)和腎結(jié)石。 別嘌呤醇別嘌呤醇別黃嘌呤別黃嘌呤構(gòu)造與次黃嘌呤很類似的別嘌呤醇(allopurinol)，在黃嘌呤氧化酶的作用下氧化為別黃嘌呤(alloxanthine)，后者與酶中心的Mo(IV)結(jié)實(shí)結(jié)合，使Mo(IV)不易轉(zhuǎn)變成Mo(VI)而成為酶的滅活物，這種底物類似物被稱為自殺作用底物，這種作用被稱為自殺作用。 不同生物嘧啶堿的分解過程也不一樣，普通情況下含氨基的嘧啶要先水解脫去氨基，脫氨基也可以在核苷或核苷酸程度上進(jìn)展。 前往可以經(jīng)過兩條完全不同的途徑進(jìn)展，1、從頭合成途徑：

6、由磷酸戊糖先和尚未完成的Pu或Py環(huán)結(jié)合，在未完成的環(huán)上添加必要的部分，然后閉合成環(huán)。 2、補(bǔ)救途徑：由現(xiàn)成的Pu,Py,Pentose及Pi在酶的作用下直接合成核苷酸NtSalvage Pathway；碳14標(biāo)志的HCOOH和氮15標(biāo)志的氨基酸與鴿肝勻漿物共培育，得到Pu各元素的來源，1950s由J.Buchanan和G.Robert Greenberg提出Hypoxanthine de novo synthesis假說，并證明Hypoxanthine Nt是Ade-Nt及Gua-Nt合成的前體。合成所需物質(zhì)：合成所需物質(zhì)：-D-ribose-5-P, ATP, Gln, Asp, GTP,

7、 N5,N10-methylene THFA, CO2。另需輔助因子：另需輔助因子：Mg2+, Mn2+, NAD+, THFA-CHO合成中先生成合成中先生成IMP，然后轉(zhuǎn)變?yōu)?，然后轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP和和GMP。5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺磷酸核糖胺甘氨酰胺核甘酸甘氨酰胺核甘酸5-磷酸核糖胺磷酸核糖胺1甲酰甘氨酰胺核甘酸甲酰甘氨酰胺核甘酸甘氨酰胺核甘酸甘氨酰胺核甘酸甲酰甘氨酰胺核甲酰甘氨酰胺核甘酸甘酸甲酰甘氨咪唑核甲酰甘氨咪唑核甘酸甘酸甲酰甘氨咪唑核甘酸甲酰甘氨咪唑核甘酸5-氨基咪唑核甘酸氨基咪唑核甘酸5-氨基咪唑氨基咪唑4-羧基羧基核甘酸核甘酸 5-氨基咪唑4-N琥珀酸氨甲酰核

8、甘酸 5-氨基咪唑4-N琥珀酸氨甲酰核甘酸11 5-氨基咪唑甲酰胺核甘酸氨基咪唑甲酰胺核甘酸 5-氨基咪唑甲酰胺核甘酸5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核甘酸氨甲酰核甘酸 5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核甘酸次黃嘌呤核甘酸次黃嘌呤核甘酸利用現(xiàn)成的嘌呤、嘧啶堿基、核甘經(jīng)利用現(xiàn)成的嘌呤、嘧啶堿基、核甘經(jīng)過腺嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶過腺嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶APRT)及及次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶HGPRT)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)AMP、IMP、GMP的補(bǔ)的補(bǔ)救合成。救合成。人體細(xì)胞大多為全程合成，但腦中多人體細(xì)胞大多為全程合成，但腦中多經(jīng)過補(bǔ)救途徑合成。經(jīng)過補(bǔ)救途徑合成。HGPR

9、T次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶缺陷的男性兒童表現(xiàn)為一種自毀容貌綜合癥，為先天性遺傳疾病缺乏HGPRT)，行為對(duì)立，侵略性強(qiáng)，自咬手指、腳趾、嘴唇等，智力低下。l從頭合成途徑從頭合成途徑 生物有機(jī)體利用生物有機(jī)體利用CO2、NH3及天冬氨酸合成核苷酸的途徑。及天冬氨酸合成核苷酸的途徑。l嘧啶核苷酸的合成包括：嘧啶核苷酸的合成包括：l補(bǔ)救途徑補(bǔ)救途徑 生物有機(jī)體利用堿基或核苷生物有機(jī)體利用堿基或核苷和磷酸核糖合成核苷酸的途徑。和磷酸核糖合成核苷酸的途徑。l1、嘧啶環(huán)元素的來源、嘧啶環(huán)元素的來源細(xì)菌嘧啶核苷酸合成速度的調(diào)理很大程度遭到Asp羧甲基轉(zhuǎn)移酶ATCase的調(diào)理，產(chǎn)物CTP對(duì)反響為抑制造用

10、。細(xì)菌ATCase分子有6個(gè)催化亞基和6個(gè)調(diào)理亞基組成，催化亞基與底物分子結(jié)合，變構(gòu)調(diào)理亞基與變構(gòu)調(diào)理物CTP結(jié)合。與亞基一樣，整個(gè)酶分子有兩種構(gòu)象：活性方式和非活性方式，CTP未與調(diào)理亞基結(jié)合時(shí)，酶的活性最大；CTP積累并與調(diào)理亞基結(jié)合時(shí)，調(diào)理亞基構(gòu)象改動(dòng)并帶動(dòng)催化亞基構(gòu)象改動(dòng)，酶變?yōu)闊o活性方式。ATP阻止由CTP所引起改動(dòng)的改動(dòng)。 UMP磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶Ura+PRPPUMP+PPi 尿嘧啶磷酸化酶尿嘧啶磷酸化酶Ura+1-P-RUridine+Pi 尿苷激酶尿苷激酶 Uridine+ATPUMP+ADPCytosine不能與不能與PRPP作用。作用。1 .AMP生成生成A

11、TP 核甘酸激酶核甘酸激酶AMP+ATP2ADP glycolytic enzymes or oxidative phosphorylationADPATP2 .ATP經(jīng)過核苷單磷酸激酶生成其他經(jīng)過核苷單磷酸激酶生成其他NDPATP+NMPADP+NDP3.NTP的生成的生成 Ns diphosphate kinaseNTPD+NDPANDPD+NTPA以核糖核苷酸為原料，經(jīng)過以核糖核苷酸為原料，經(jīng)過NDP復(fù)原復(fù)原酶將核糖分子復(fù)原為脫氧核糖。核糖核酶將核糖分子復(fù)原為脫氧核糖。核糖核苷酸必需先行轉(zhuǎn)化為二磷酸核苷酸苷酸必需先行轉(zhuǎn)化為二磷酸核苷酸(NDP)程度，再復(fù)原為脫氧核苷二磷酸程度。程度，再復(fù)原為脫氧核苷二磷酸程度。除需復(fù)原酶外，還需另兩種氧還蛋白除需復(fù)原酶外，還需另兩種氧還蛋白參與，即硫氧還蛋白參與，即硫氧還蛋白(thioredoxin)和谷氧和谷氧還蛋白還蛋白(