最新生物化学及分子生物学(人卫第九版)-09核苷酸代谢讲解学习

生物化学与分子生物学（第9版）
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。
生物化学与分子生物学（第9版）
2. 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 PRPP 酰胺转移酶 PRA
Asp,ATP,Mg2+
N CC H
C H2 N
R-5'-P
N
CH N R-5'-P
5-氨基咪唑核苷酸，AIR
5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸，CAIR
N-琥珀酰-5-氨基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸，SAICAR
O
C HN
C
N
HC C CH
N H
N
R-5'-P
次黄嘌呤核苷酸, IMP
11 H2N
IMP合酶
甲酰甘氨脒核苷酸，FGAM
甲酰甘氨酰胺核苷酸，FGAR
甘氨酰胺核苷酸，GAR
NH
H2C CHO
H2O
HN=C
6
NH
AIR合成酶 ATP,Mg2+,K+
R-5'-P
甲酰甘氨脒核苷酸，FGAM
O
HOOC O
HC
C H2N
N
7
CH 羧化酶
N
CO2
R-5'-P
C HO
H2N
C
C N
N CH
H2C
8
HC
合成酶 HOOC
核酸内切酶及外切酶作用位点示意图
生物化学与分子生物学（第9版）
核酸酶的功能
➢参与DNA的合成、修复以及RNA的剪接 ➢清除多余的、结构和功能异常的核酸，以及外源性核酸 ➢降解食物中的核酸 ➢体外重组DNA技术中的重要工具酶
生物化学与分子生物学（第9版）
(二)核酸的消化吸收
食物核蛋白
胃酸
蛋白质
核酸（RNA及DNA）
生物化学及分子生物学(人 卫第九版)-09核苷酸代谢
目录
第一节 核苷酸代谢概述 第二节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 第三节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
重点难点
掌握 1.核苷酸的生物学功能 2.嘌呤核苷酸从头合成的概念、部位、主要阶段及元素来源 3.嘌呤核苷酸分解代谢产物 4.补救合成意义 5.嘧啶核苷酸从头合成的概念、部位及元素来源
O=C
H2O
H
O CC
C N H
O
N
N
CH
FH4
10
转甲酰基酶
K+
H2N
N10-甲酰FH4
C
C C
R-5'-P
H2N
N CH N R-5'-P
9
延胡索酸
5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸，FAICAR
5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸，AICAR
生物化学与分子生物学（第9版）
第二阶段：由IMP生成AMP和GMP
生物化学与分子生物学（第9版）
嘌呤碱合成的元素来源
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CO2
甘氨酸
天冬氨酸
甲酰基 （一碳单位）
甲酰基 （一碳单位）
谷氨酰胺 （酰胺基）
生物化学与分子生物学（第9版）
嘌呤核苷酸合成过程
R-5´-P
ATP AMP PP-1-R-5´-P
（5´-磷酸核糖） PRPP合成酶 （磷酸核糖焦磷酸）
谷氨酰胺
酰胺转移酶
嘌呤核苷酸的结构
AMP
GMP
生物化学与分子生物学（第9版）
一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两条途径
从头合成途径（De novo synthesis）
利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及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，称为从头合成途径。
补救合成途径（salvage pathway）
RNA酶 (ribonuclease, RNase)：专一降解RNA的酶。 依据对底物作用方式不同
核酸内切酶：在DNA或RNA分子内部切断磷酸二酯键 。 核酸外切酶：水解核酸分子链末端的磷酸二酯键，有5´→3´或3´→5´核酸外切酶。
生物化学与分子生物学（第9版）
核酸外切酶分类
5´→3´核酸外切酶： 从5′端切除核苷酸的称为5′→3′核酸外切酶 3´→5´核酸外切酶： 从3′端切除核苷酸的称为3′→5′核酸外切酶
熟悉 1.嘧啶核苷酸的补救合成及嘧啶核苷酸分解代谢产物 2.嘌呤核苷酸从头合成调节及嘧啶核苷酸从头合成调节 3.嘌呤核苷酸的抗代谢物及嘧啶核苷酸的抗代谢物
了解 1.核酸酶及分类 2.嘌呤核苷酸的相互转变
第一节
核苷酸代谢概述
Overview of Nucleotide Metabolism
生物化学与分子生物学（第9版）
一、核苷酸的生物学功能
作为核酸合成的原料 体内能量利用形式 参与代谢和生理调节 组成辅酶 活化中间代谢
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）
生物化学与分子生物学（第9版）
（一）核酸酶
二、核苷酸可由核酸酶水解核酸生成
核酸酶：是指所有可以水解核酸的酶。
依据底物不同分类 DNA酶(deoxyribonuclease, DNase)：专一降解DNA的酶。
谷氨酸
H2N-1-R-5´-P （5´-磷酸核糖胺）
第一阶段： IMP的合成 第二阶段： AMP和GMP的生成
IMP
AMP GMP
生物化学与分子生物学（第9版）
第一阶段：IMP的生成
1
R-5'-P PRPP合成酶
PP-1'-R-5'-P
核糖-5'-磷酸
ATP AMP 磷酸核糖焦磷酸，PRPP
2
酰胺转移酶
利用体内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， 称为补救合成途径。
生物化学与分子生物学（第9版）
（一）嘌呤核苷酸的从头合成 1. 从头合成途径
除某些细菌外，几乎所有生物体都能合成嘌呤碱
哺乳动物从头合成部位：肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官， 其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则只能进行补救合成
胰核酸酶
核苷酸
核苷
胰、肠核苷酸酶
磷酸
碱基
核苷酶
戊糖
生物化学与分子生物学（第9版）
三、核苷酸的代谢包括合成和分解代谢
核苷酸的合成代谢 核苷酸的分解代谢
第二节
嘌呤核苷酸的合成与分解代谢
Synthesis and Degradation of Purine Nucleotides
生物化学与分子生物学（第9版）
ATP
_
_
IMP
腺苷酸代 琥珀酸
XMP
AMP ADP ATP GMP GDP GTP
_
IMP
腺苷酸代
琥珀酸 GTP
+
XMP _ ATP
Gln Glu
H2N-1-R-5'-P
5'-磷酸核糖胺,PRA
H2C-NH2 O=C-OH
ATP
Mg2+ GAR合成酶 3
NH
H2C
CHO
HN=C
NH
R-5'-P
Glu Gln
5
ATP,Mg2+
NH
H2C
CHO
O=C
NH
R-5'-P
FH4
N10-甲酰FH4 H2C--NH2
4
O=C
转甲酰基酶
NH
R-5'-P