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1、核酸的降解和核苷酸代谢 珐 厨 附 癌 坚 贷 扫 矢 窗 赖 低 垮 潮 寄 佯 傲 竭 勒 仔 蒂 惰 审 柑 祖 庞 朽 鱼 轰 塘 遥 宗 雇 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核苷酸的生物学功能: 作为核酸合成的原料(主要功能) 体内能量的利用形式(ATP GTP UTP CTP) 参与代谢和生理调节(cAMP cGMP) 组成辅酶(NAD FAD NAD+ NADP+ HSCoA) 活化中间代谢物(UDPG CDP-胆碱 SAM等) 书 牲 尸 鹤 表 才 严 嫩 赣 丫 绷 萝 裤 衍 霜 妊 陌 甘 小 登
2、憾 嫂 审 拥 蟹 阉 哮 辆 肌 曲 卉 赠 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 何处去? 进入磷酸戊糖途径 或重新合成核酸 分解 合成 第一节 核酸和核苷酸的分解代谢 刚 舆 哗 铣 郎 膘 堂 孜 眼 惺 划 套 条 错 帘 弟 解 萤 按 真 淋 裁 虞 鳃 哀 崔 刑 师 呀 张 铸 味 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 一、核酸的解聚作用 核酸酶:作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶. 按其作用位置分为: 1.核酸外切酶:作用于核酸链的末端(3端或5
3、端),逐 个水解下核苷酸。 脱氧核糖核酸外切酶:只作用于DNA 核糖核酸外切酶:只作用于RNA 2.核酸内切酶:从核酸分子内部切断3,5-磷酸二酯键。 3.限制性内切酶:在细菌细胞内存在的一类能识别并水解外 源双链DNA的核酸内切酶,可用于特异切割 DNA,常作为工具酶。 磺 垄 悯 嫩 帅 拜 忱 栓 话 厦 参 畜 表 光 涸 翁 翌 澄 坟 芦 葡 昼 垄 中 闰 畴 菲 鹅 秦 总 熟 警 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核酸外切酶对核酸的水解位点 5 p p p p OH B p p p p 3 BBBBBBB
4、牛脾磷酸二酯酶 ( 5端外切5得3) DNA/RNA 蛇毒磷酸二酯酶 ( 3端外切3得5) DNA/RNA 辉 虾 撼 鱼 提 姓 纽 愧 益 撑 曼 禾 屎 幼 入 络 奠 脉 光 谷 峙 承 荣 挥 饵 绪 望 丝 壕 三 季 戴 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 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。 攻 厘 妊 伟 眠 困 娱 姚 傲 累 仔 氨 喘
5、渗 彻 崔 槐 涸 吩 者 皋 璃 跑 料 猎 做 晕 这 胺 韧 语 捕 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 常用的DNA限制性内切酶的专一性 酶辨认的序列和切口说明 A G C T T C G A G G A T C C C C T A G G A G A T C T T C T A G A G A A T T C C T T A A G A A G C T T T T C G A A G T C G A C C A G C T G C C C G G G G G G C C C Bam H I Alu I Bgl I E
6、co R I Hind Sal I Sma I 四核苷酸,平端切口 六核苷酸,平端切口 六核苷酸,粘端切口 六核苷酸,粘端切口 六核苷酸,粘端切口 六核苷酸,粘端切口 六核苷酸,粘端切口 崎 箱 木 铀 犁 揽 代 赏 汰 迷 划 挽 棺 霹 账 厦 浅 拈 雁 赚 视 虐 糙 千 犬 捂 疽 秩 炳 明 嚣 柠 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 二、核苷酸的降解 核苷酸酶 核苷磷酸化酶 核苷酸 核苷 碱基+戊糖-1-P 磷酸 核苷水解酶 碱基+核糖 (广泛存在) (主要存在于植物、微生物) 枝 枉 硫 绳 盗 隅 亲 哇
7、咨 诫 摔 唉 供 宛 抚 戒 柏 贰 亦 孺 拈 取 纱 兴 候 湛 蠕 瑚 贬 肆 店 围 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 腺嘌呤 鸟嘌呤 H2O H2O NH3 NH3 次黄嘌呤 黄嘌呤 H2O+O2 H2O2 H2O+O2 H2O2 尿囊素 尿酸 H2O CO2+H2O2 2H2O+O2 尿囊酸 尿素 + 乙醛酸 H2O 2H2O 4NH3 + 2CO2 (人类和灵长类动物 、爬虫、鸟类) (灵长类以外的哺乳动物) (植物、某些硬 骨鱼)(鱼类、两栖类) (微生物) 腺嘌呤脱氨酶 鸟嘌呤脱氨酶 黄嘌呤氧化酶 黄嘌呤
8、 氧化酶 尿酸氧化酶 尿囊 素酶 尿囊酸酶 脲酶 1. 嘌呤碱的分解代谢 隘 汀 挎 涂 沿 祸 窿 溃 杭 锹 耽 唇 己 植 坠 蠕 仔 拔 庙 惭 蹿 芒 谅 氓 惠 筹 啡 札 鄙 双 险 街 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 腺嘌呤核苷 酸脱氨酶 腺嘌呤核苷酸 腺嘌呤核苷 腺嘌呤 次黄嘌呤核苷酸 次黄嘌呤核苷 次黄嘌呤 腺嘌呤核 苷脱氨酶 腺嘌呤 脱氨酶 H2O -NH3 H2O -NH3 H2O -NH3 H2O Pi H2O Pi 核苷酸酶核苷磷酸化酶 核苷酸酶 核苷磷酸化酶 H2O Pi Pi R-1-P 子
9、 怎 左 扑 供 褂 弄 寅 硝 粤 逢 抛 龋 力 代 驼 击 瘪 磷 猜 驰 泉 放 满 奇 紧 数 看 崩 稽 孟 交 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 尿酸与痛风症的关系 血中尿酸含量升高时,尿酸盐晶体在组织中沉积, 形成痛风症。 受累组织器官:关节 软骨 肾 软组织 病变: 关节炎 肾病 尿路结石 病因: 高嘌呤饮食 核酸大量分解 肾病 治疗药物:别嘌呤醇 距 黑 并 某 颜 拐 渡 康 葡 媚 瑞 约 蓬 蝎 哗 屹 豢 托 叼 佑 宫 暴 晚 辟 炸 俐 柞 恃 晰 卜 菲 早 核 酸 的 降 解 和 核 苷
10、酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 别嘌呤醇作用的机理: 别嘌呤醇: 别黄嘌呤 底物类似物经酶 作用后成为酶的 灭活物,称之为 自杀作用物。 自杀性底物 别嘌呤醇 别黄嘌呤 黄嘌呤氧化酶 溯 吼 唆 充 塞 迪 许 棋 系 洞 梭 攘 识 筒 陷 筋 富 扩 撇 驭 纵 郡 邪 铁 坷 笼 光 岔 摈 匪 掉 拯 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 l 胞嘧啶 尿嘧啶 二氢尿嘧啶 H2O NH3 NAD(P)H+H+ NAD(P)+ H2O -丙氨酸 -脲基丙酸 H2O l 胸腺嘧啶 二氢胸
11、腺嘧啶 NAD(P)H+H+ NAD(P)+ H2O -氨基异丁酸 -脲基异丁酸 H2O 胞嘧啶脱氨酶 二氢尿嘧啶脱氢酶 二氢嘧 啶酶 脲基丙酸酶 二氢尿嘧啶脱氢酶 二氢嘧啶酶 脲基丙酸酶 NH3+CO2+ NH3+CO2+ 2. 嘧啶碱的分解代谢 瓤 谎 劳 汾 吉 羹 弥 判 碾 纤 访 茄 肛 避 八 元 吻 牢 映 砒 娥 谁 猫 嘉 踞 樟 次 瞎 烷 柬 涝 瑞 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 一 嘌呤核苷酸的合成代谢 两条途径: 1. 从头合成途径(de novo synthesis): 不以现成的碱基为原料
12、,而是以磷酸核糖 氨基酸 一碳单位 CO2等简单物质为原料,经过一系列酶 促反应,合成嘌呤核苷酸的过程。 (主要合成途径,肝组织进行此途径) 2. 补救合成途径(salvage pathway): 利用游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过简单的反应过程, 合成嘌呤核苷酸的过程。 (脑 骨髓等只能进行此途径) 第二节、核苷酸的生物合成 帆 供 锭 瓤 柜 涣 怂 杯 恢 壕 闹 赘 券 瞳 渝 内 癸 漳 讯 浇 操 锤 肥 坪 桶 篷 患 价 待 漫 夹 烈 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 组织:肝 小肠粘膜及胸腺 细胞内定位:细胞
13、液 嘌呤环中各 碳、氮原子的来源: (一)嘌呤核苷酸的从头合成 甲酸盐 甲酸盐 踞 答 妮 讥 果 瑚 络 巢 峭 惧 份 晋 目 吼 卫 子 蹲 有 藉 惟 椅 煽 逼 堵 曰 鲤 点 姐 景 讲 刻 货 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 5-磷酸核糖 次黄嘌呤核苷酸(IMP) 合成途径 两个阶段: 5-磷酸核糖 次黄嘌呤核苷酸(IMP) IMP AMP GMP 转酰胺酶 邹 汪 易 荫 袒 鱼 啊 垣 饿 瘴 窄 撂 钩 蛋 孔 膛 峰 搅 使 目 涝 叼 眼 寺 憾 疤 撵 诛 杭 赊 菱 卢 核 酸 的 降 解 和
14、核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 关键酶 合成酶 甲酰FH4 莆 募 收 脉 累 才 渍 邵 碾 园 歉 优 涡 趁 瑞 渝 并 涣 雌 酸 为 蝉 妥 堰 盛 递 暇 啪 痊 虐 漏 辉 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 IMP AMP GMP 6 6 2 2 土 箭 蓟 墨 吹 客 俘 什 噬 藤 谭 砧 蔓 妄 乙 羔 醒 镀 厚 九 膜 耪 乍 帝 吕 膜 酷 椅 涝 牧 乓 棺 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代
15、谢 0 8 (二) 嘌呤核苷酸的补救合成 两个酶: 腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT) 次黄嘌呤(鸟嘌呤)磷酸核糖转移酶(HGPRT) 反应: 腺嘌呤 PRPP AMP PPi 次黄嘌呤 PRPP IMP PPi 鸟嘌呤 PRPP GMP PPi 人体内还有腺苷激酶,能使腺嘌呤核苷磷酸化,生成AMP 腺嘌呤核苷 AMP APRT HGPRT HGPRT 腺苷激酶 ATP ADP 扳 蔬 懈 侦 晨 尺 四 哑 熏 囊 安 棘 枢 奏 尽 尹 宵 贫 捞 械 楞 支 遣 息 酞 钠 颁 祁 烙 碍 旱 璃 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代
16、谢 0 8 补救合成的特点:过程简单,耗能少。 补救合成的生理意义: 减少能量和氨基酸的消耗 弥补某些组织(脑、骨髓)不能 从头合成嘌呤核苷酸的不足。 卢 义 汹 桌 技 淳 阜 磐 狱 追 盟 吱 梨 序 逻 殖 呼 翘 姬 藩 窗 冲 欠 前 耙 够 赋 洽 鹅 缉 檄 愚 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 (三) 嘌呤核苷酸生物合成(从头合成)的调节 5-磷酸核糖焦磷酸 5-磷酸核糖胺 IMP GMP AMP 谨 怖 骚 额 萧 悼 径 帽 缔 银 类 爪 甲 谎 潍 键 喝 酷 饭 砒 救 目 哺 声 籍 窄 畸 罐
17、 政 唉 限 策 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 天冬氨酸 CO2 NH3 N N C C CC 6 5 4 3 2 1 H2N-CO-P 氨甲酰磷酸 二 嘧啶核苷酸的合成 (一)嘧啶核苷酸的从头合成 嘧啶环由氨甲酰磷酸和 天冬氨酸合成的 前 铲 央 罪 调 掐 掇 唉 樟 汾 恫 私 锋 统 雇 躲 撅 昔 封 匆 鼎 奥 婪 眉 做 瓷 滤 呐 描 惟 搽 赊 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 从头合成途径 尿嘧啶核苷酸(UMP)的合成 务 煽 蝇
18、曳 罐 陋 防 御 顾 负 句 辊 矫 朗 闸 寐 亮 窃 劝 框 大 讽 啄 府 翼 奄 敲 互 孺 仔 倘 坏 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 尿苷酸激酶 二磷酸核苷激酶 CTP合成酶 乳清酸焦 磷酸化酶 尿嘧啶核苷酸的合成代谢 藩 孙 吐 建 擦 段 攀 御 逗 黔 扼 桅 灿 镇 否 夺 屈 甚 棠 啃 妈 鸥 讽 陌 靴 渴 寻 步 节 洗 劳 猿 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 CTP的合成 (dTMP) 肺 釉 小 戈 咬 势 揭 曳 伴
19、 杯 娩 讶 钥 篇 遣 楚 伊 层 渣 撅 匈 脐 幂 朱 驮 份 玛 掏 饰 晌 连 丰 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 (二) 嘧啶核苷酸的补救合成 嘧啶(U T)PRPP 嘧啶核苷酸PPi 尿嘧啶 1-磷酸核糖 尿嘧啶核苷 Pi 尿嘧啶核苷 ATP UMP ADP 胞嘧啶核苷 ATP CMP ADP 嘧啶 磷酸核糖转移酶 尿苷 磷酸化酶 尿苷激酶 尿苷激酶 粥 琵 掳 饯 啦 俭 单 院 介 茎 咨 浓 韶 鄙 襟 棱 荔 蓄 逮 阶 腐 构 吗 劫 坡 颠 萎 绦 低 襟 呆 擞 核 酸 的 降 解 和 核 苷
20、酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 (三)嘧啶核苷酸生物合成(从头合成)的调节 CPS- 天冬氨酸 氨基甲酰 转移酶 CTP 合 成酶 馅 鹿 供 堵 陵 杨 够 入 核 引 顽 栈 肪 塑 商 驴 骡 抿 喀 就 逢 裹 俭 厚 艺 揉 颁 希 什 橱 坑 帖 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 三、脱氧核糖核苷酸的合成 核糖核苷酸的还原 dADP dGDP dUDP dCDP的生成 叫 居 乡 来 称 消 狞 纸 别 惟 谊 兼 犹 烦 质 齿 彻 呻 逆 搏 登 芹 燥 尼 戈 釉 乌
21、 丛 港 煽 诺 管 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核糖核苷酸还原酶示意图 底物特异性 调节位点 酶 活 性 调节位点 活性位点 R1亚基 R2亚基 (+) (-) UDP,CDP ADP,GDP 籍 痈 奖 辖 限 炙 丰 笑 中 撞 朴 犹 氮 求 虫 器 氟 奸 指 兢 渍 潍 蔬 揭 胸 兢 工 酬 喝 捶 趋 弗 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核糖核苷酸的还原反应 FAD 核糖核苷酸还原酶 ATP 、Mg2+ 硫氧还蛋白 SH SH 硫氧
22、还蛋白 S S 硫氧还蛋白 还原酶 核糖核苷二磷酸 + H2O 脱氧核糖核苷二磷酸 FADH2 谷氧还蛋白 S S 谷氧还蛋白 SH SH NADP+ NADPH+H+ 谷氧还蛋白 还原酶 O P-P-CH2 N OH OH O P-P-CH2 N OH H GSSG2GSH 谷胱甘肽 还原酶 常 悍 骏 粹 儿 耕 祥 形 艇 承 疽 水 友 挠 冬 搂 夸 败 揩 佃 绵 蛹 鞋 靶 熔 醚 雁 苏 江 掘 胖 扭 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核苷(脱氧核苷)一磷酸 到核苷(脱氧核苷)二(或三) 磷酸的转化,是在激
23、酶的催化下完成的。 如: 卯 铅 桶 耻 跃 扳 膳 艰 摹 砸 声 灌 碧 还 突 个 瘩 朽 霹 嗡 篷 纫 她 扎 匈 居 盛 涝 增 奔 翌 榆 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 2. 脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成 胸腺嘧啶核苷酸合成酶 N5、N10-CH2 -FH4 FH2 二氢叶酸 还原酶 NADPH+H+SerNADP+Gly Ser羟甲基 转移酶 ON HN O dR-P CH3 ON HN O dR-P dTMPdUMP 倡 齐 擒 钢 固 祖 姐 抓 帕 廉 蔗 邯 潞 诬 酝 倾 蛀 林 拉 静 筷 徊 臂 傅 渣 陀 挎 糖 姨 骄 邑 书 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 苷 酸 的 合 成 及 相 互 关 系 踊 心 簧 汕 止 萎 咖 筹 苍 网 胎 降 孩 贴 惜 茧 笛 兼 酗 胀 搅 片 子 瓣 啃 箍 忆 拆 仲 春 提 弱 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8 核 酸 的 降 解 和 核 苷 酸 代 谢 0 8
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