生物化学第十四章核酸的降解和核苷酸的代谢优秀课件

N-甲酰氨基咪唑-4-羧酰胺核糖核苷酸
次黄嘌呤核苷 酸IMP
腺苷酸琥珀 酸合成酶
由IMP合成 AMP 和 GMP
腺苷酸琥珀酸
腺苷酸琥珀 酸裂合酶
延胡索酸
激酶
AMP
激酶
ADP
ATP ADP
ATP ADP
GMP
激酶
激酶
GDP
ATP ADP
ATP ADP
ATP GTP
• 嘌呤核苷酸从头合成特点
• 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步 合成的。
天冬氨酸
合成原料：谷氨酰胺、天冬氨酸、 CO2、磷酸核糖。
合成特点：用原料先合成嘧啶环，然 后再与磷酸核糖连接生成嘧啶核苷酸
•合成过程 （1） 尿嘧啶核苷酸的合成
谷氨酰胺 + HCO3-
氨基甲酰磷 酸合成酶II
2ATP 2ADP+Pi
谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸
氨基甲酰磷酸合成酶 I、II 的区别
3、嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
GMP XMP
4、脱氧核糖核苷酸的生成
在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）
脱氧核苷酸的生成
核糖核苷酸还原酶，Mg2+
NDP
dNDP
二磷酸核糖核苷
二磷酸脱氧核苷
还原型硫氧化 还原蛋白-(SH)2
氧化型硫氧 化还原蛋白
S
S
• 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
调节方式：反馈调节和交叉调节
__
_
+
+
R-5-P PRPP合成酶

（植物）
H2O尿囊
素酶
尿囊酸
CO2+H2O2
尿囊酸酶
2H2O+O2
爬虫、鸟类）
（鱼类、两栖类）
尿素 + 乙醛酸
(硬骨鱼)
H2O
2H2O
脲酶
脱氨 氧化 水解
4NH3 + 2CO2
（海洋无脊椎动物）
痛风症的治疗机制
鸟嘌呤 次黄嘌呤
黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤
尿酸
别嘌呤醇
三、嘧啶的降解：
胞嘧啶胞嘧啶脱氨酶 尿嘧啶 二氢尿嘧啶脱氢酶
P-P-CH2
O
N
ATP 、Mg2+
核糖核苷酸还原酶 （B1和B2）
P-P-CH2
O
N
+ H2O
OH OH 核糖核苷二磷酸ADP、GDP、CDP、UDP
OH H 脱氧核糖核苷二磷酸
（2）胸腺嘧啶脱氧核苷酸的合成
➢ 由尿嘧啶脱氧核苷酸（dUMP）经甲基化生成。 Ser提供甲基，NADPH提供还原当量。
限制性内切酶是分析染色体结构、制作DNA限 制图谱、进行DNA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。
第二节 核苷酸的分解代谢
一、核苷酸的降解
核苷酸 + H2O 核苷酸核酶 苷+Pi 核苷 + H2O 核苷水解嘌酶呤（或嘧啶）+戊糖 （核苷水解酶主要存在于植物和微生物体内，并且 只能对核糖核苷起作用，对脱氧核糖核苷不起作 用。） 核苷+ H3PO核4苷磷酸嘌化酶呤（或嘧啶）+1-磷酸戊糖
二氢尿嘧啶
H2O NH3
NAD(P)H+H+ NAD(P)+

生尿酸，同时补救途径不通会引起嘌呤核苷
酸从头合成速度增加，更加大量累积尿酸， 从而导致肾结石和痛风
3、脱氧核苷酸的生成
O P -P O N 核糖核苷酸还原酶 OH
硫 化 原 白 氧 还 蛋
CH2
O P -P CH2 O
N
OH NDP
SH
硫 化 原 白 氧 还 蛋
OH S S
H dNDP
SH 硫氧化还原蛋白还原酶 NADP NADP H
次黄嘌呤核苷酸 IMP
ATP和GTP的生成
HOOCCH CHCOOH 2 O C C N O OH OH C N N CH GTP Asp H N P O CH2 HC NH C C N O OH OH OH 腺苷酸代琥珀酸 OH C N N CH 延胡索酸 HC P O CH2 N O C N CH
Glu
P O CH2 OH
OH
OH
XMP
GMP
(Xanthosine monophosphate)
嘌呤核苷酸从头合成的调节
原则之一：满足需求，防止供过于求。
(-) (+) R-5-P
PRPP合 成 酶
(-) (+) PRPP (-) PAR (-) IMP XMP (-) GMP GDP GTP
次黄嘌呤
6-巯 基 嘌 呤 6MP (6-mercaptopurine)
SH
OH H N HC P O CH2 OH C C N O OH C N N CH H N HC P O CH2 OH
C C N O OH C N N CH
次 黄 嘌 呤 核 苷 酸 (IMP)
6-巯 基 嘌 呤 核 苷 酸
嘌呤核苷酸的抗代谢物-2

核酸的合成
核苷酸的降解 产物的再利用
核苷酸的代谢动态 食物核酸
生物合成
核苷酸
组织核酸
cAMP与cGMP NTP 组织核酸 活性中间物质 某些辅酶
核苷酸酶 核苷磷酸化酶
核苷酸
核苷
碱基+（脱氧）戊糖-1-P
磷一酸、嘌呤的降解
二、嘧啶的降解
嘌呤核苷酸的分解代谢
核苷酸酶
核苷酸
核苷
Pi
核苷磷酸化酶
1-磷酸核糖 碱基
男 267.7 μmol/L （4.5 mg/dl）
女 208.2 μmol/L （3.5 mg/dl）
血尿酸 > 8 mg/dl
结晶
沉积组织
痛风（gout）
植物：
当植物进入衰老期，体内的核酸会发生降 解，产生的嘌呤碱进一步分解为尿囊酸， 然后从叶子内运输到贮藏器官，而不是排 出体外，可见，植物有保存和同化氨的能力。
肝
尿素
β-氨基异丁酸 甲基丙二酸单酰CoA
琥珀酰CoA
TCA
糖异生
嘧 啶 的 分 解
第三节 核苷酸的合成代谢
从头合成途径(de novo synthesis pathway) 利用氨基酸等作为原料合成, 经过一系列
酶促反应（复杂过程），合成核苷酸。
补救合成途径(salvage synthesis pathway) 利用体内游离的碱基或核苷合成（现成
核酸酶是指作用于核酸的磷酸二酯键的酶
调节酶：磷酸核糖焦磷酸激酶、磷酸核糖酰氨氨基转移酶 （3） dTMP或TMP的生成
❖ 二、核酸酶（Nuclease）
补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。
。 ‥ ‥C C C G G G ‥‥