第九章 核酸的降解与核苷酸代谢.pptVIP

9 核酸的降解与核苷酸代谢;本章重点与难点 重点：了解核酸的酶促降解及核苷酸合成与分解途径特点，掌握嘌呤环、嘧啶环的原子来源；了解核苷酸水解酶类，特别是限制性内切酶作用的特点。 难点：嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸合成途径异同点，不同种类的生物分解嘌呤碱的终产物。;第一节 核酸的降解与核酸酶类; 概 述 核苷酸的主要生理功能： ①合成DNA、RNA的原料，这是体内核苷酸最重要的功能。 ②生物体的直接供能物质：ATP、GTP、UTP、CTP等。主要为ATP ③某些核苷酸的衍生物是多种生物合成过程的活性中间物质: UDP—葡萄糖是糖原合成的活性中间物质．CDP—甘油二酯是甘油磷酸酯合成的中间活性物质等。 ④环核苷酸cAMP与cGMP作为信息分子，参加物质代谢和生理过程的调节。 ⑤AMP是某些辅酶(NAD+、NADP+、FAD、辅酶A)的组成成分。;一、核酸的降解;核酸;核苷酸;1、核酸酶的定义及分类 核酸酶是指所有可以水解核酸的酶 依据底物不同分类 DNA酶(deoxyribonuclease, DNase)： 专一降解DNA。 RNA酶 (ribonuclease, RNase)： 专一降解RNA。 依据切割部位不同 核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。 核酸外切酶：5′→3′或3′→5′核酸外切酶。;参与DNA的合成与修复及RNA合成后的剪接等重要基因复制和基因表达过程 负责清除多余的、结构和功能异常的核酸，同时也可以清除侵入细胞的外源性核酸 在消化液中降解食物中的核酸以利吸收 体外重组DNA技术中的重要工具酶 ;第二节 核苷酸的代谢;一、核苷酸代谢的动态;嘌呤核苷酸的结构;(一）嘌呤核苷酸的合成代谢;嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。 ;嘌呤碱合成的元素来源;;合成原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、一碳基团、CO2、磷酸核糖。 合成特点：磷酸核糖为起始物，逐步加原料合成嘌呤环，形成重要中间产物 IMP（次黄嘌呤核苷酸），再由它转变为AMP和GMP。;过程;1.次黄苷酸的合成： 首先在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下，消耗ATP，由5-磷酸核糖合??PRPP(1-焦磷酸-5-磷酸核糖)。 PRPP再经过大约10步反应，合成第一个嘌呤核苷酸——次黄苷酸（IMP）。;R-5-P （5-磷酸核糖）;1） IMP的合成过程;;IMP生成总反应过程;①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶 ②腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ④GMP合成酶;AMP;? 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 ? IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。 AMP或GMP的合成又需1个ATP。;从头合成的调节; 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。;腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶(adenosine kinase);腺嘌呤 + PRPP;补救合成的生理意义;3、嘌呤核苷酸的相互转变;4、 脱氧核糖核苷酸的生成;dNDP + ATP;5、 嘌呤核苷酸的抗代谢物;能够抑制嘌呤核苷酸合成的一些抗代谢药物，通常是属于嘌呤、氨基酸或叶酸的类似物，主要通过对代谢酶的竞争性抑制作用，来干扰或抑制嘌呤核苷酸的合成，因而具有抗肿瘤治疗作用。 在临床上应用较多的嘌呤核苷酸类似物主要是6-巯基嘌呤（6-MP）。6-MP的化学结构与次黄嘌呤类似，因而可以抑制IMP转变为AMP或GMP，从而干扰嘌呤核苷酸的合成;次黄嘌呤 (H);甲酰甘氨酰 胺核苷酸 （FGAR）;;（二）嘌呤核苷酸的分解代谢;嘌呤核苷酸的分解;嘌呤碱的 最终代谢产物 （人、猿）;;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）。 ;;尿酸是嘌呤核苷酸在人体内分解代谢的终产物。但在鸟类，尿酸则可继续分解产生尿囊素。