核苷酸的分解代謝核苷酸酶-華南師范大學(xué)課件

核酸怎樣分解成核苷酸核苷酸又怎樣進(jìn)一步分解生物怎樣合成核苷酸

第十二章核酸的降解和核苷酸代謝

主要內(nèi)容：主講老師：華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳文利一、核酸的分解代謝

概況：

核酸核苷酸核苷+Pi堿基+戊糖-1-P（一）核酸的酶解

核酸酶（磷酸二酯酶）

核酸內(nèi)切酶：DNase、RNase

核酸外切酶：蛇毒磷酸二酯酶、牛脾磷酸二酯酶

（二）核苷酸的分解代謝

核苷酸酶（磷酸單酯酶）

專一性的磷酸單酯酶:3ˊ-核苷酸酶,5ˊ-核苷酸酶非專一性磷酸單酯酶

（三）核苷的分解代謝

磷酸解水解

核苷+H2O

核苷水解酶堿基+核糖核苷+Pi核苷磷酸化酶堿基+核糖-1-P（四）嘌呤的分解代謝

不同種類的生物分解嘌呤的能力不同，產(chǎn)物也不同。人、靈長(zhǎng)類、鳥類、某些爬蟲類將嘌呤分解成尿酸，其他生物還可將尿酸進(jìn)一步分解成尿囊素、尿囊酸、尿素、甚至CO2、NH3。

核酸中的嘌呤主要是Ade、Gua首先脫氨，分別生成次黃嘌呤和黃嘌呤，再進(jìn)一步代謝生成尿酸。

尿酸過多導(dǎo)致痛風(fēng)（gout）

結(jié)構(gòu)與次黃嘌呤很相似的別嘌呤醇（allopurinol）對(duì)黃嘌呤氧化酶有很強(qiáng)的抑制作用，可用來治療痛風(fēng)。

總結(jié)嘌呤的分解代謝。

（五）嘧啶堿的分解代謝

RNA：Cyt、UraDNA：Thy

嘧啶分解代謝總結(jié)

二、核苷酸的生物合成

（一）嘌呤核苷酸的生物合成

1．從頭合成途徑（Denovosynthesis）

首先合成IMPAMP

GMPIMPIMP合成概況：

R-5-P→5-氨基咪唑核苷酸，形成了咪唑環(huán)，包括反應(yīng)（1）～（6）

第一階段:ManystepsrequireanactivatedribosesugarThecommittedstepinthedonovosynthesisofpurinenucleotides

5-氨基咪唑核苷酸→IMP，在5-氨基咪唑核苷酸分子上形成另一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)（嘧啶環(huán)），形成IMP。

第二階段:IMP合成總結(jié)

purine環(huán)各原子的來源

Gln是合成嘌呤核的氮原子供體，與Gln結(jié)構(gòu)相似的一些化合物如氮絲氨酸（azaserine）和6-重氮-5-氧代正亮氨酸（6-diazo-5-oxonorleucine,DON）是Gln的拮抗物，阻止生物體利用Gln合成嘌呤核苷酸（即阻止反應(yīng)5），從而阻止核苷酸的合成。FH4-是一碳單位的載體，葉酸的拮抗物如氨基喋呤（aminoprotein）、氨甲蝶呤（amethopterin）抑制反應(yīng)4,10，阻止嘌呤核苷酸的合成，研究這些化合物對(duì)治療癌腫可提供有益的幫助。

PurineBiosynthesis(denovo)IMPGMPAMPATPGTP(Abunchofstepsyoudon’tneedtoknow)(InosineMonophosphate)FeedbackInhibitionThesynthesisofAMPandGMPfromIMP2．補(bǔ)救途徑（salvagepathway）

(2)phosphoribosyltransferase

(1)Pu

嘌呤核苷嘌呤核苷酸R-1-PPiATPADP(adeninephosohoribosyltransferase)(hypoxanthine-guaninephosohoribosyltransferase)節(jié)約能量和一些氨基酸的消耗。有些組織（如腦、骨髓）不能從頭合成嘌呤核苷酸，只能進(jìn)行嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成。HGPRT完全缺失的患兒，表現(xiàn)為自毀容貌綜合癥。嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成的生理意義Lesch-NyhanSyndromeAbsenceofHGPRTaseX-linked(GeneonX)OccursprimarilyinmalesCharacterizedby:IncreaseduricacidSpasticityNeurologicaldefectsAggressivebehaviorSelf-mutilation嘌呤核苷酸生物合成的調(diào)控

（二）嘧啶核苷酸的生物合成

顯著不同處：先合成嘧啶環(huán)，然后再和PRPP作用形成核苷酸。

相同處：都有從頭合成途徑和補(bǔ)救途徑。

UMP

CMPTMP與嘌呤核苷酸合成的1．尿苷酸（UMP）的合成：

（1）從頭合成途徑（Denovosynthesis）

第一階段：合成氨甲酰磷酸

第二階段:嘧啶核的形成，包括反應(yīng)2，3，4

第三階段：形成尿苷酸,包括反應(yīng)5，6

Thepyrimidinebiosyntheticpathway（2）補(bǔ)救途徑（salvagepathway）

尿苷磷酸化酶UraR-1-PPiU（尿苷）尿苷激酶UMPATPADP尿嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶

UraPRPPPPi2.胞苷酸（CMP）的合成UMPCMP

+NH3CTPsynthesisfromUTP補(bǔ)救途徑

Cyt+PRPPCMP+PPi胞苷激酶CMPCATPADP

(胞苷)嘧啶核苷酸生物合成的調(diào)控

Biosynthesis:PurinevsPyrimidineSynthesizedonPRPPRegulatedbyGTP/ATPGeneratesIMPRequiresEnergySynthesizedthenaddedtoPRPPRegulatedbyUTPGeneratesUMP/CMPRequiresEnergyPurinePyrimidineBothareverycomplicatedmulti-stepprocesswhichyourkindlyprofessordoesnotexpectyoutoknowindetail（三）脫氧核苷酸的生物合成

1.核苷二磷酸的還原

HydroxyureaSpecificallyinhibitsribonucleotidereductaseNDPdNDPInhibitsDNAsynthesiswithoutaffectingRNAsynthesisorothernucleotidepoolsClearedfromthebodyrapidlysonotusedextensivelyintheclinic2.脫氧胸苷酸（dTMP）的合成

UMP→dTMP