核酸的降解与核苷酸代谢.ppt

第十一章 核酸的降解与核苷酸代谢
内容
第一节 核酸的酶促降解
第二节 核苷酸的分解代谢
第三节 核苷酸的合成代谢
精选课件
教学目的和要求
1、了解核酸的酶促降解及降解所用的酶；
2、掌握嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸的分解代谢；A序列测定和基因分离、基因体外重组等研究中不可缺少的工具，是一把天赐的神刀，用来解剖纤细的DNA分子。
精选课件
5′—G—A—A—T—T—C—3′
3′—C—T—T—A—A—G—5′
5′—G T—T—A—A—C—3′
3′—C—A—A—T—T G—5′
粘性末端
EcoRⅠ
精选课件
核酸
磷酸
核苷酸
核苷
磷酸-戊糖
碱基
水
解
核酸酶
核苷酸酶
核苷磷酸化酶
何处去？
进入磷酸戊糖途径
或重新合成核酸
？
分解
合成
第二节 核苷酸的分解代谢
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（1）、嘌呤的降解
精选课件
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）。
精选课件
精选课件
（2）、嘧啶的降解
精选课件
胞嘧啶
NH3
尿嘧啶
二氢尿嘧啶
H2O
CO2 + NH3
β-丙氨酸
胸腺嘧啶
β-脲基异丁酸
β-氨基异丁酸
H2O
丙二酸单酰CoA
乙酰CoA
TCA
肝
尿素
***丙二酸单酰CoA
琥珀酰CoA
TCA
糖异生
精选课件
核苷酸的合成途径一般有两条：
从头合成：从最简单的原料如CO2、氨基酸、甲酸盐等开始组装碱基环。
补救途径：从来自核酸降解的中间产物或外源核苷、碱基直接合成核苷酸，不需组装碱基环。
第三节 核苷酸的合成代谢
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一、核糖核苷酸的生物合成
（一）嘌呤核糖核苷酸的合成
1、从头合成路线
原料：CO2、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰***
核糖碳架来源：5—P核糖+ATP 5—磷酸核糖—1—焦磷酸 （PRPP）
过程：先直接合成次黄嘌呤核苷酸（IMP，肌苷酸），不先形成嘌呤环，再转变为腺苷酸AMP、黄苷酸XMP、尿苷酸GMP。
精选课件
嘌呤环上各原子的来源
来自谷氨酰***的酰***氮
来自“甲酸盐”
来自天冬氨酸
来自甘氨酸
来自CO2
来自“甲酸盐”
精选课件
IMP的合成
（1）5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的生成——起始步骤
磷酸核糖焦磷酸合成酶催化5-磷酸核糖和ATP生成。
精选课件
（2）5-磷酸核糖焦磷酸与谷氨酰***反应生成5-磷酸核糖***、谷氨酸和无机焦磷酸。催化此反应的酶是磷酸核糖焦磷酸酰***基转移酶。
精选课件
（3）5-磷酸核糖***在ATP参与下与甘氨酸合成甘氨酰***核苷酸。催化此反应的酶是甘氨酰***核苷酸合成酶。
精选课件
（4）甘***酰***核苷酸在甘***酰***核苷酸甲酰基转移酶作用下生成甲酰甘***酰***核苷酸。
精选课件
（5）甲酰甘***酰***核苷酸与谷氨酰***、ATP作用，闭环之前在第3位上加上氮原子。催化此反应的酶是甲酰甘氨咪唑核苷酸合成酶。
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（6）闭环
在氨基咪唑核苷酸合成酶作用下生成5-氨基咪唑核苷酸。
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（7）六员环的合成开始
在氨基咪唑核苷酸羧化酶催化下， 5-氨基咪唑核苷酸与二氧化碳生成5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸。
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（8）嘌呤环的第1位氮的固定
在氨基咪唑琥珀酸氨甲酰核苷酸合成酶催化下， 5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸与天冬氨酸和ATP生成5-氨基咪唑-4-琥珀酸甲酰***核苷酸。
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（9）脱掉延胡索酸
反应由腺甘酸裂解酶催化。生成5-氨基咪唑-4-甲酰***核苷酸和延胡索酸。
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（10）嘌呤环上最后的碳原子由甲酰基供给。催化此反应的酶是氨基咪唑酰***核苷酸甲酰基转移酶。
精选课件
（11）脱水环化
在次黄苷酸环水解酶作用下脱水环化生成次黄嘌呤核苷酸（IMP）。
精选课件
5-磷酸核糖焦磷酸
5-磷酸核糖***
甘氨酸
甘氨酰***核苷酸
甲酰甘氨酰***核苷酸
甲酰甘氨咪核苷酸
5-氨基咪唑核苷酸
5-氨基咪唑-4-羧核苷酸