第九章核酸代谢

终止子:末端,终止转录
前导区 上、下游的转录 尾部区 但不翻译区
人类结构基因的结构示意图
修饰点
启动子
切离加尾
AATAAA
增强子 OCT-1
翻译起始点
外显子
转录起始点
内
TATA盒
含 子
CAAT盒
终止子
GC盒
OCT-1：ATTTGCAT八聚体
从
DNA
基
因
到
蛋
RNA
白
的
染色体
转
(高度绕曲的DNA分子)
调控基因：可调节控制结构 基因的表达;(量变)
tRNA、rRNA基因：
(2)基因的分子结构
• A:编码链 • B:模板链
(反编码链)
人类结构基因结构:
外显子:具有编码意义的DNA序列 编码区
内含子:无编码意义的DNA序列
启动子:启动RNA转录
调控区
增强子(沉默子):加快 (减缓)转录速度
侧翼序列
（3）原料
•嘧啶环
GLn CO2
氨基甲 酰磷酸
天冬氨酸
磷酸核糖：磷酸核糖焦磷酸
（4）合成过程
a.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
b.胞嘧啶核苷酸的合成
尿苷酸激酶
UDP
ATP
ADP
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
UTP
录
Protein
和 翻
译
过
程
(3)基因的功能
储存遗传信息
遗传信息扩增和传递 （复制和分配）
遗传信息的表达
三、遗传信息传递的中心法则
复制
转录
DNA
mRNA
翻译
蛋白质
逆转录
包括：基因的遗传和基因的表达
遗传信息的传递与表达
基因 表达
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
一、嘌呤核苷酸的分解代谢
AMP GMP
（次I黄M嘌P呤）黄嘌呤氧化X酶MP
（黄嘌呤）
G
黄嘌呤氧化酶
（肝、肾、肠）
嘌呤碱的最终 代谢产物
二、嘧啶分解（略）
氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ、Ⅱ区别
分布 氮源 功能
氨基甲酰磷酸 氨基甲酰磷酸
合成酶Ⅰ
自身的调节区。 含有大量重复序列 基因不连续性 内含子 外显子 非编码区较多 多于编码序列(9:1)
2.基因
是基因组中的一个功能性遗传单位。 基因是携带一定遗传信息的特定DNA 片断，它可以通过转录和翻译等过程 表达具有一定生物学功能的多肽链或 RNA。
（1)依作用分
结构基因：决定蛋白质或酶 分子结构;编码氨基酸
第十章 核酸代谢
核酸的降解
核苷酸的合成 核苷酸库 核苷酸的降解
核酸的合成
核苷酸是核酸的基本结构单位， 它不属于营养必需物质
第一节 核酸的消化吸收
核酸(RNA与DNA)
(磷酸二酯酶) 胰核酸酶 RNA酶 DNA酶
单核苷酸
(磷酸单酯酶) 胰、肠核苷酸酶
磷酸
核苷
核苷酶
碱基
戊糖
第二节 核酸的代谢
一、 单核苷酸的合成 （一）嘌呤核苷酸合成
- 氨基甲酰磷酸 天冬氨酸
氨基甲酸天冬氨酸
PRPP UMP
- 嘌呤核苷酸 - ATP + 5-磷酸核糖
嘧啶核苷酸
UTP CTP
第二节 核酸的分解
核酸酶
核酸
痛风
临床： 代谢异常血中尿酸↑ 痛风症
治疗药物：别嘌呤醇
机制：别嘌呤醇与次黄嘌呤结构相似， 可竞争性抑制黄嘌呤氧化酶活 性，减少尿酸生成，从而达到 治疗痛风的目的。
合成Βιβλιοθήκη BaiduⅡ
肝细胞，线粒体 所有细胞，胞浆
氨
谷氨酰胺
合成尿素
合成嘧啶碱
二、基因组和基因 1. 基因组：是细胞或生物体内一套
完整的遗传物质。 原核生物：基因组就是整个染色体。 人类基因组： ⑴ 核基因组
⑵ 线粒体基因组
人类染色体
人类基因组结构特点
结构庞大 3×109bp 以单个基因作为转录单位，每个基因有
（磷酸核糖焦磷酸） PRPP合成酶（5′-磷酸核糖）
谷氨酰胺 酰胺转移酶
谷氨酸
H2N-1′-R-5′-P （5´-磷酸核糖胺）
在甘氨酸、一碳单位、
谷氨酰胺、二氧化碳及
天冬氨酸的逐步参与下
IM
(次黄P嘌呤核苷酸)
a. IMP的合成过程
① 磷酸核糖酰胺转移酶 ② GAR合成酶 ③ 转甲酰基酶 ④ FGAM合成酶 ⑤ AIR合成酶
嘌呤 磷酸戊糖
嘌呤核苷酸
1 .嘌呤核苷酸的从头合成 (1)定义
利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及 CO2等简单物质为原料，酶促反应，合成 嘌呤核苷酸的途径。
(2)部位：肝细胞胞液、小肠粘膜、胸腺
(3)合成原料
•嘌呤碱合成的元素来源
CO2
甘氨酸
天冬氨酸
一碳单位
N5－CHO－FH4
一碳单位
N5 N10 ＝CH－FH
谷氨酰胺 嘌呤环中第4、5位碳原子来自甘氨酸。
磷酸核糖的来源 5－磷酸核糖
5′-磷酸核糖-1′-焦磷酸PRPP）
(4)过程
a.IMP的合成:生物体嘌呤核苷酸合成途 径中首先合成的是IMP
（次黄嘌呤核苷酸）
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b.AMP和GMP的生成
（4）合成过程 a. IMP的合成过程
PRPP
AMP ATP R-5′-P
AMP
H2O
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP 次黄嘌呤 核苷酸
GMP
XMP 黄嘌呤 核苷酸
（二）嘧啶核苷酸合成
谷氨酰胺 CO2
嘧
天门冬氨酸
啶
磷酸戊糖
嘧啶核苷酸
嘧啶核苷酸的合成代谢
1.从头合成途径 2.补救合成途径
1.嘧啶核苷酸的从头合成 （1）部位：所有细胞，胞液 （2）特点：先合成环，再与磷酸核
糖连接
IMP生成总反应过程
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b.AMP和GMP的生成
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ②腺苷酸代琥珀酸裂解酶
③IMP脱氢酶 ④GMP合成酶
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
• 在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环 • IMP的合成需5个ATP或6个高能磷酸键。 • IMP→GMP需1个ATP • IMP→AMP需1个GTP。
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
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c.dTMP（TMP）的生成
脱氧核苷酸还原酶
UDP
dUDP
CTP CDP dCDP dCMP
TMP合酶
N5, N10-甲烯FH4
FH2
dUMP
FH2还原酶 FH4
NADP+
NADPH+H+
脱氧胸苷一磷酸
dTMP
从头合成的调节
- ATP + CO2+ 谷氨酰胺
2.嘌呤核苷酸的补救合成途径 •定义
利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷， 经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的 过程，称为补救合成（或重新利用） 途径。
• 部位：骨髓、脑、脾 意义：(1) 缺乏从头途径有关酶，只 能利用从肝运来的嘌呤和核苷合成 核苷酸
(2) 可节省能量就减少氨基酸的消耗
嘌呤核苷酸的相互转变