生物化学-核苷酸代谢ppt课件

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生物化学第十章核酸的酶促降解和核苷酸代谢

生物化学第十章核酸的酶促降解和核苷酸代谢

①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶
②腺苷酸代琥珀酸裂医解学p酶pt ④GMP合成酶
19
• 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。 • 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。
医学ppt
20
(3)嘌呤核苷酸合成补救途径
参与补救合成的酶:
医学ppt
27
(4). dTMP或TMP的生成
脱氧核苷酸还原酶
UDP
dUDP
CTP CDP dCDP dCMP
TMP合酶
dUMP
N5, N10-甲烯FH4
FH2
FH4 FH2还原酶 NADP+ NADPH+H+
脱氧胸苷一磷酸
dTMP
医学ppt
28
(5) 嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶 + PRPP 嘧啶磷酸核糖转移酶 磷酸嘧啶核苷 + PPi
六核苷酸,粘端切口 六核苷酸,粘端切口
Sal I
‥ ‥G T C G A C ‥‥ ‥ ‥C A G C T G ‥‥
六核苷酸,粘端切口
Sma I
‥ ‥
‥C ‥G
C G
CG GC
G C
G C
‥‥ ‥‥医学ppt
六核苷酸,平端切口 9
限制性内切酶的命名和意义
例:Eco R I,这是从大肠杆菌(Ecoli)R菌珠中分离出的一种限
AMP
AT医P学ppt ADP
21
•补救合成的生理意义
补救合成节省从头合成时的能量和一些氨 基酸的消耗。
体内某些组织器官,如脑、骨髓等只能进 行补救合成。
医学ppt

生物化学ii(苏维恒)核酸的降解与核苷酸代谢PPT课件

生物化学ii(苏维恒)核酸的降解与核苷酸代谢PPT课件
核苷酸的利用
核苷酸是细胞内重要的能源物质 和生物大分子合成的原料,可以 用于DNA和RNA的合成,以及作 为信号分子和代谢调节分子。
04
核苷酸代谢的调控
核苷酸合成与分解的平衡
80%
合成与分解的动态平衡
核苷酸在细胞内不断合成与分解 ,维持着动态平衡,以满足细胞 正常的代谢需求。
100%
合成途径
核苷酸主要通过嘌呤和嘧啶合成 的途径进行合成,这些途径需要 多种酶的参与和特定的前体物质 。
授课对象
生物科学、生物技术专业本科生
课程大纲
介绍核酸的组成、结构及其在生物体内的功能; 讲解核酸的降解途径,包括内切核酸酶、外切核 酸酶等的作用机制;深入探讨核苷酸的合成与分 解代谢,包括嘌呤、嘧啶核苷酸的合成与分解过 程。
讲师介绍
95% 85% 75% 50% 45%
0 10 20 30 40 5
随着基因组学、蛋白质组学和代谢组 学等技术的发展,核苷酸代谢的研究 将更加深入和全面。未来,核苷酸代 谢研究将更加注重跨学科的合作与交 流,综合运用多种技术手段,从多个 角度全面揭示核苷酸代谢的奥秘。
展望未来,核苷酸代谢研究将在疾病 诊断和治疗方面发挥越来越重要的作 用。针对核苷酸代谢异常引起的疾病 ,将开发出更加有效的药物和治疗方 法,为人类的健康事业做出更大的贡 献。同时,随着核苷酸代谢研究的深 入,人们对于生命的认识也将更加全 面和深入,为生命科学的发展注入新 的活力。
生物化学II(苏维恒)核酸的降 解与核苷酸代谢PPT课件

CONTENCT

• 引言 • 核酸的降解 • 核苷酸的代谢 • 核苷酸代谢的调控 • 核苷酸代谢异常与疾病 • 总结与展望
01
引言

核苷酸代谢—嘧啶核苷酸的代谢(生物化学课件)

核苷酸代谢—嘧啶核苷酸的代谢(生物化学课件)

嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶核苷酸的补救合成与嘌呤核苷酸 相似,主要通过嘧啶核苷酸激酶和磷酸核 糖转移酶的作用,将嘧啶碱基和嘧啶核苷 转变成相应的核苷酸。
嘧啶核苷酸的补救合成反应
尿嘧啶磷酸核糖转移酶
嘧啶(除胞嘧啶) + PRPP
嘧啶核苷酸+ PPi
尿嘧啶核苷 + ATP 尿苷激酶
UMP +ADP
胸腺嘧啶核苷 + ATP
合成 特征
嘧啶核苷酸的从头合成
5、体内嘧啶核苷酸的互变
嘧啶核苷酸的从头合成
6、乳清酸尿症
是由于患者体内的乳清酸磷酸核糖转移酶和乳清酸核苷酸脱羧酶 发病原因 的活性降低所致一种隐性遗传代谢性疾病。
临床特征 尿中排出乳清酸增多。
治疗
UMP和CTP可反馈抑制乳清酸的生成,故临床上给该患者服用酵母 提取液中的UMP和CTP的混合液,可明显降低患者尿中乳清酸含量。
(1)UMP的合成 (2)UMP转变生成CTP (3)UMP转变生成dTMP
嘧啶核苷酸的从头合成
1、UMP的合成
嘧啶核苷酸的从头合成
2、CTP的合成
尿苷酸激酶 ATP ADP
二磷酸核苷激酶
UDP
ATP
ADP
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
嘧啶核苷酸的从头合成
3、dTMP的合成
脱氧核苷酸还原酶 UDP
dUDP
CDP dCDP
dCMP 脱氨
TMP合酶
dUMP
N5, N10-甲烯FH4
FH2
FH4FH2还原酶
NADP+ NADPH+H+
脱氧胸苷一磷酸 dTMP

生物化学合工大第十二章核酸的酶促降解和核苷酸代谢ppt课件

生物化学合工大第十二章核酸的酶促降解和核苷酸代谢ppt课件

核糖核苷酸的生物合成
1、嘌呤核苷酸的生物合成
(1) 从头合成途径 (2) 补救途径(自学)
2、嘧啶核苷酸的生物合成
(1) 从头合成途径 (2) 补救合成途径(自学)
嘌呤环上各原子的来源
来自CO2 来自天冬氨酸
来自甘氨酸
来自“甲酸盐”
来自“甲酸盐”
来自谷氨酰胺的酰胺氮
5-磷酸核糖焦磷酸
甘氨酸
5-磷酸 核糖胺
HCHLeabharlann CH2N5N,5-NC1H0-OC-HF2H-F4 H4
一碳基团的 S-腺苷蛋氨酸 来源与转变
参与 甲基化反应
N5-CH2-FH4
丝氨酸 FH4
NAD+
NDAH+H+ N5 , N10 -CH2-FH4还原酶
N5 N10 - CH2-FH4
为胸腺嘧啶合 成提供甲基
NAD+ NDAH+H+
N5 , N10 -CH2-FH4脱氢酶
1、核酸酶的分类
(1)根据对底物的 专一性分为
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 (2)根据切割位点分为 核酸外切酶
2、核酸酶的作用特点
外切核酸酶对核酸的水解位点
BBBBBBBB
5´ p
p
p
p
p
p
p
p
OH 3´
牛脾磷酸二酯酶
( 5´端外切5得3)
蛇毒磷酸二酯酶
组氨酸 苷氨酸
FH4
N5, N10 = CH-FH4
参与嘌呤合成
HCOOH FH4
H2O 环水化酶
H+
N10 -CHO-FH4

2024版《生物化学》课件第八章核苷酸

2024版《生物化学》课件第八章核苷酸

《生物化学》课件第八章核苷酸目录•核苷酸概述与结构•核酸的理化性质与合成•DNA复制与修复机制•RNA转录后加工与修饰•核酸降解与代谢途径•核苷酸在生物技术应用中的研究进展01核苷酸概述与结构核苷酸定义及作用01核苷酸是核酸的基本组成单位,由磷酸、五碳糖和含氮碱基三部分组成。

02在生物体内,核苷酸具有多种生物学功能,如作为遗传信息的携带者、参与蛋白质合成、作为能量储存和转移分子等。

结构组成与分类核苷酸的结构包括磷酸基团、五碳糖和含氮碱基。

其中,五碳糖包括核糖和脱氧核糖两种,含氮碱基包括嘌呤和嘧啶两类。

根据五碳糖的不同,核苷酸可分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两类。

根据含氮碱基的不同,核苷酸又可分为腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸和尿嘧啶核苷酸等。

核苷酸通过不同的排列组合方式,构成了生物体的遗传物质DNA 和RNA ,从而实现了遗传信息的传递和表达。

遗传信息的携带者在蛋白质合成过程中,mRNA 作为模板指导氨基酸的排列顺序,tRNA 则携带特定的氨基酸到核糖体上进行合成。

参与蛋白质合成ATP 是生物体内最重要的能量储存和转移分子,通过水解或合成反应释放或储存能量,从而维持生物体的正常生理功能。

能量储存和转移分子环核苷酸如cAMP 和cGMP 等作为第二信使参与细胞信号传导过程,调节细胞的代谢、生长和分化等。

细胞信号传导生物学意义及功能02核酸的理化性质与合成溶解性核酸可溶于水,微溶于乙醇,不溶于有机溶剂。

紫外吸收核酸在240-290nm波长范围内有强烈的紫外吸收,其最大吸收值在260nm附近。

变性、复性与杂交核酸在加热、极端pH、有机溶剂等条件下可发生变性,解离成单链;去除变性条件后,互补单链可重新结合,称为复性;不同来源的核酸单链只要序列互补也可复性,称为杂交。

酸碱性核酸在酸碱环境下可发生水解,生成磷酸、戊糖和含氮碱基。

核酸的理化性质核酸的合成途径DNA的生物合成包括DNA的复制和逆转录过程,其中DNA复制是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程,逆转录则是以RNA为模板合成cDNA的过程。

生物化学 核苷酸代谢

生物化学 核苷酸代谢

嘧啶核苷酸的合成
• 嘌呤核苷酸合成是在5-磷酸核糖上逐渐形成嘌呤环 • 嘧啶核苷酸的合成是先形成嘧啶环,再添加5-磷酸核糖 • 氨甲酰磷酸和天冬氨酸是嘧啶环6个碳原子的供体
天冬氨酸
氨甲酰磷酸
嘧啶环
(乳清酸)
PRPP
U
氨甲酰磷酸
UMP
C
天冬氨酸
CMP
dTMP
氨甲酰磷酸的合成
氨甲酰磷酸
合成酶II
HCO3- + Gln + 2ATP + H2O
转位
转氨基①
甲酰甘氨脒核 苷酸(FGAM)
转氨基②
5-氨基咪唑 -4-(N-琥珀 基)甲酰胺 核苷酸
5-氨基咪唑 核苷酸(AIR)
5-氨基咪唑 -4-氨甲酰 核苷酸
甲基化
N5-羧基胺 咪唑核苷酸
(N5-CAIR)
5-甲酰氨基 咪唑-4-氨 甲酰核苷酸
H2O
11
脱水闭环
5-氨基-4-羧 基咪唑核苷酸
IMP
核苷酸
糖代谢
尿酸 CO2 + NH3 + β-氨基丙酸
β-氨基异丁酸
氨基酸转化合成核苷酸
核苷酸 卟啉,血红素
肌酸 谷胱甘肽
NO
嘌呤分解产生尿酸
黄嘌呤氧化酶与痛风
黄嘌呤氧化酶(XO)主要存在于肝,小肠和肾中,能将黄嘌呤氧化为尿酸 人类和其他灵长类排泄尿酸于尿中,但是大多数的N是形成尿素的 而鸟,爬行动物和昆虫N的主要排泄形式是尿酸 尿酸的水溶性较差,因此尿酸过多容易引起结晶而沉积于关节,软组织,软骨
核酸降解:内切酶
EcoRI: 一种限制性内切酶
EcoRI,一种限制性内切酶 回文序列
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第九章 核苷酸代谢
(Nucleotide Metabilism)
.
1
第一节 核苷酸的功能
核酸合成的原料
体内能量利用形式 生理调节物质
辅酶的组分 辅因子合成的前体物 提供磷酸基 形成代谢的活性中间物
DNA合成的原料(dATP、dGTP、dCTP、dTTP) RNA合成的原料(ATP、GTP、CTP、UTP) ATP是细胞主要能量形式
焦磷酸的基础上逐步合成的
.
7
(1)嘌呤环的元素来源
.
8
(2)IMP合成的过程
.
9
(3)AMP和GMP的合成
.
10
嘌呤核苷酸 从头合成过程简述
.
11
5-磷酸核糖
PRPP合成酶
关 键
5-磷酸核糖-1-焦磷酸

(PRPP)

酰胺转移酶
5-磷酸核糖
AMP
次黄嘌呤核苷酸
.
GMP
12
(4)嘌呤核苷酸从头合成途径的调节
.
13
嘌呤核苷酸从头合成小结
合成所需要的物质 合成的组织器官
5-磷酸核糖、Gln、Asp、Gly、 CO2、 一碳单位
肝(主要)、小肠、胸腺
发生的细胞内部位
细胞液
磷酸核糖供体
5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)
关键反应
PRPP合成酶及酰胺转移酶
首先合成的嘌呤核苷酸 在PRPP分子上逐步合成IMP
AMP和GMP合成的前体 是IMP
成UMP
.
22
(1)嘧啶环的元素来源
.
23
(2)UMP的合成和(3)CTP的合成
线粒体
CTP合成酶
.
24
(4)嘧啶核苷酸从头合成途径的调节
PAPS是活性.硫酸供体
2
第二节 核酸的降解与核苷酸代谢
一、 核 酸 与 核 苷 酸 降 解
食物核蛋白
胃酸
蛋白质
核酸 ( DNA或 RNA)
蛋白质分解代谢 H 3P O 4
核 酸 酶 ( DNA酶 或 RNA酶 ) (磷酸二酯酶) 核苷酸
(胰、肠)核苷酸酶 (磷酸单酯酶)
核苷
H 2O 水解
戊糖

H 3P O 4
遗传方式:X连锁隐性遗传。 缺乏的酶:次黄嘌呤鸟嘌呤
磷酸核糖基转移酶(HGPRT) 基因定位:Xq26-q27。 临床表现:高尿酸血症和高
尿酸尿症,痛风性 关节炎,智力迟钝,大脑瘫
痪,舞蹈样动作, 自残行为
.
16
3.嘌呤核苷酸的分解
人及灵长类体内嘌呤核苷酸分解代谢的终产物是尿酸
腺嘌呤脱氨酶
.
14
2.补救合成途径
腺嘌呤+PRPP
AMP+PPi
腺嘌呤磷酸核糖转移酶
(ARPT)
次黄嘌呤/鸟嘌呤+PRPP 次黄嘌呤/鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (HGRPT)
IMP/GMP+PPi
腺嘌呤核苷 腺苷激酶 AMP +
ATP
ADP
生理意义:节省能量和原料,对脑、骨髓等器官尤其重要
.
15
自毁容貌综合征(Lesch-Nyhan syndrome, LNS)
.
17
痛 风(GOUT)
正常人血尿酸含量: 0.12mmol/L~o.36mmol/L.
男均0.27mmol/L, 女均0.21mmol/L 痛风患者:>0.48mmol/L
痛风原因:高嘌呤饮食、体内 核酸分解增强、肾脏疾病
表现:尿酸盐沉积造成损害
别嘌呤醇治疗痛风:机制是别 嘌呤醇在结构上与次黄嘌呤 相似,抑制黄嘌呤氧化酶
脱氧腺苷一磷酸(dAMP) 脱氧腺苷二磷酸 (dADP) 脱氧腺苷三磷酸 (dATP)
脱氧鸟苷一磷酸 (dGMP) 脱氧鸟苷二磷酸 (dGDP) 脱氧鸟苷三磷酸 (dGTP)
.
6
1.嘌呤核苷酸从头合成途径
合成要点:
1. 合成原料:谷氨酰胺、甘氨酸、CO2、天冬氨酸、一碳单 位和5'-磷酸核糖
2. 合成的组织器官:肝(主要)、小肠和胸腺 3. 合成的细胞内部位:细胞液 4. 关键反应的酶: 磷酸核糖焦磷酸激酶和酰胺转移酶 5. 首先合成次黄嘌呤核苷酸(IMP),是在5'-磷酸核糖-1-
苷 磷酸解

戊 糖 -1-磷 酸
碱基
.
3
二、 核苷酸代谢
核苷酸代谢
核苷酸谢
嘧啶核苷酸 嘌呤核苷酸
合成代谢
分解代谢
从头合成途径 补救合成途径
.
嘧啶核苷酸 分解代谢
4
核苷酸的两种合成途径
➢ 从头合成途径:指机体利用小分子化合物及一 碳单位等物质,经一系列酶促反应合成核苷酸 的过程。
.
18
腺苷脱氨酶(ADA)基因位于20q13-qter,编码一条含363个 氨基酸残基的多肽链。
腺苷脱氨酶(ADA)缺乏引起重症免疫缺陷症,即ADA缺乏症。 ADA缺乏症患者体内腺苷酸分解代谢严重障碍,T、B淋巴 细胞受损,引起反复感染等症状。
1990年和1991年对4岁和9岁的两个ADA缺乏的女孩进行基因 治疗,病人体内的ADA水平有原来的1%提高到25%。
.
21
1.嘧啶核苷酸从头合成
合成要点 1. 合成原料:谷氨酰胺、CO2、天冬氨酸和5'-磷酸核糖 2. 合成的组织器官:主要是肝 3. 合成的细胞内部位:细胞液和线粒体 4. 主要的调节酶:氨基甲酸磷酸合成酶Ⅱ、天冬氨酸氨基
甲酰基转移酶 5. 首先合成尿苷一磷酸(UMP) 6. 首先逐步合成嘧啶环,再利用5'-磷酸核糖-1-焦磷酸合
.
19
.
20
(二)嘧啶核苷酸的合成与分解
核苷酸 (ribonucleotide) 胞苷一磷酸(CMP) 胞苷二磷酸 (CMP) 胞苷三磷酸 (CMP) 尿苷一磷酸(UMP) 尿苷二磷酸 (UDP) 尿苷三磷酸 (UTP)
脱氧核苷酸 (deoxyribonucleotide) 脱氧胞苷一磷酸(dCMP) 脱氧胞苷二磷酸 (dCMP) 脱氧胞苷三磷酸 (dCMP) 脱氧胸苷一磷酸 (dTMP) 脱氧胸苷二磷酸 (dTDP) 脱氧胸苷三磷酸 (dTTP)
➢ 补救合成途径:指机体利用碱基或核苷合成核 苷酸的过程。
.
5
(一)嘌呤核苷酸的合成与分解
核苷酸
(ribonucleotide) 腺苷一磷酸 (AMP) 腺苷二磷酸 (ADP) 腺苷三磷酸(ATP)
鸟苷一磷酸 (GMP) 鸟苷二磷酸 (GDP) 鸟苷三磷酸 (GTP)
脱氧核苷酸
(deoxyribonucleotide)
AMP、ADP和ATP等是酶的变构效应剂 cAMP和cGMP是信号转导的第二信使。 NAD+、NADP+、FAD和SHCoA都含有AMP
GTP是四氢生物蝶呤合成的前体物
ATP
UDP-葡糖、GDP-甘露糖等参与糖复合物合成等
CDP-胆碱、CDP-乙醇胺、CDP-二酰甘油等参与磷 脂合成
SAM是活性甲基供体
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