生物化学-第十二章-核酸代谢.ppt

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1、第十二章核酸代谢1.核苷酸是合成DNA和RNA所必需的前体。2.ATP是生物体内能量代谢中通用的高能化合物，是联系产能反应和需能反应的主要物质。3.核苷酸的衍生物是糖类、脂类等合成中前体的活化形式。4.腺苷酸是许多辅酶如NAD+、NADP+、FAD和CoASH的组成成分。5.cAMP、cGMP等是代谢调节物质。6.有些核苷酸如ATP、GTP、UTP、CTP是许多磷酸激酶的辅酶。第十二章核酸代谢第一节、核苷酸代谢第二节、DNA的生物合成第三节、RNA的生物合成第一节核苷酸代谢一、核苷酸的分解代谢二、核苷酸的合成代谢三、脱氧核糖核苷酸的合成核酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶核酸核苷酸核苷碱

2、基+戊糖-1P一、核苷酸分解代谢磷酸核苷水解酶碱基+戊糖(一)核酸酶（1）根据对底物的专一性分为（2）根据切割位点分为核糖核酸酶(RNase)脱氧核糖核酸酶(DNase)非特异性核酸酶核酸内切酶(DNase,RNase)核酸外切酶(蛇毒磷酸二酶、牛脾磷酸二酯酶)(二)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。（三）嘌呤的分解代谢不同种类的生物分解嘌呤的能力不同，产物也不同。人、灵长类、鸟类、某些爬虫类将嘌呤分解成尿酸，其他生

3、物还可将尿酸进一步分解成尿囊素、尿囊酸、尿素、甚至CO2、NH3。核酸中的嘌呤主要是Ade、Gua首先脱氨，分别生成次黄嘌呤和黄嘌呤，再进一步代谢生成尿酸。鸟嘌呤脱氨酶腺嘌呤核苷脱氨酶尿酸过多导致痛风（gout）（四）嘧啶的分解代谢β-丙氨酸β-氨基异丁酸二、核苷酸的合成代谢概述：从头合成基本途径半合成（补救合成）（CO2/NH3/AA/戊糖）核苷酸dNDP分解的现成嘌呤、嘧啶ATP（一）嘌呤核苷酸的合成嘌呤环中各原子的来源5—P核糖焦磷酸（PRPP）→→→次黄嘌呤核苷酸（IMP）→→→→其他嘌呤核苷酸1、主要合成途径IMP的合成要点：（1）在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环；（2

4、）PRPP（磷酸核糖焦磷酸）是重要的中间代谢物，它不仅参与嘌呤核苷酸的从头合成，而且参与嘧啶核苷酸的从头合成及两类核苷酸的补救合成。（3）PRPP合成酶和酰胺转移酶为关键酶。IMP是AMP和GMP的前体。ATP和GTP的生成(4)四氢叶酸（FH4）是一碳单位的载体嘌呤核苷酸合成特点(1)先形成IMP，然后在单磷酸的水平上转变成AMP、GMP。(2)IMP合成从5-P-核糖开始的，在ATP参与下先形成PRPP(3)嘌呤的各个原子是在PRPP的C1上逐渐加上去的。由Asp、Gln、Gly、甲酸、CO2提供N和C.2、补救合成补救合成的生理意义(1)节省能量及一些氨基酸的消耗；(2

5、)体内某些组织器官（如脑、骨髓等）只能进行嘌呤核苷酸补救合成。(二)嘧啶核苷酸的合成小分子化合物→嘧啶环，再与核糖磷酸结合UMP，关键的中间化合物是乳清酸，其他嘧啶核苷酸则由尿苷酸转变而来。氨基甲酰磷酸天冬氨酸嘧啶碱（UMP）合成的元素来源=O=OdR-5-P1、嘧啶核苷酸的主要合成过程氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸合成酶-Ⅰ氨基甲酰磷酸合成酶-Ⅱ分布线粒体（肝）胞液（所有细胞）氮源氨谷氨酰胺变构激活剂N-乙酰谷氨酸无功能尿素合成嘧啶的合成氨基甲酰磷酸合成酶的比较UMPUDP、UTPATPCTP（氨基化GLn）由UTP生成CTP的反应发生在三磷酸核苷的水平上。2、嘧啶核苷酸的补救合成

6、途径三、脱氧核糖核苷酸的合成体内脱氧核糖核苷酸由核糖核苷二磷酸水平还原而成(脱氧胸腺嘧啶核苷酸除外)1.在NDP（核苷二磷酸）水平上：ADPdADPdATPGDPdGDPdGTPCDPdCDPdCTPH2H2OATPADP酶1酶2酶1：核糖核苷酸还原酶酶2：激酶2dTTP的生成UDPdUDPdUMPdTMPdTDPdTTPdCMPH2H2OPi甲基化脱氨基（主要）N5，N10-甲烯四氢叶酸第二节DNA的生物合成在DNA合成时，决定其结构特异性的遗传信息只能来于自身，因此必须由原来的DNA作为模板合成新的DNA分子。新合成的DNA分子是模板DNA分子的复制品，故DNA的生物合成亦

7、称DNA的复制。一、参与DNA复制的酶及蛋白因子(一）DNA聚合酶(二）DNA连接酶(三）与解除DNA高级结构有关的酶及蛋白因子（1）以四种脱氧核苷酸三磷酸为底物；（2）反应需要有模板的指导；（3）反应需要有3-OH存在；（4）DNA链的合成方向为53；（5）需要引物。(一）DNA聚合酶：5533DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶ⅡDNA聚合酶Ⅲ亚基数目单体酶单体酶22多亚基酶5’3’聚合活性+中+很低+很高3‘5’外切活性+++5‘3’外切活性+--主要是对DNA损伤的修复；以及在