核酸代谢医学知识专家讲座.pptx

第九章核酸代谢食物中核酸消化核苷酸是组成核酸基本单位，人体所需核苷酸都是由机体本身合成。食物中核酸或核苷酸类物质基本上不能被人体所利用。在核酸类物质水解产物中，只有磷酸和戊糖可被吸收利用。①作为合成核酸原料：如ATP，GTP，CTP，UTP用于合成RNA。dATP，dGTP，dCTP，dTTP用于合成DNA。②作为能量贮存和供给形式：除ATP之外，还有GTP，UTP，CTP等。③参加代谢或生理活动调整：如环核苷酸cAMP和cGMP作为激素第二信使。④参加组成酶辅酶或辅基：如在NAD+，NADP+，FAD，FMN，CoA中均含有核苷酸成份。⑤作为代谢中间物载体：如用UDP携带糖基，用CDP携带胆碱，乙醇胺或甘油二酯，用腺苷携带蛋氨酸（形成SAM）等。第一节嘌呤核苷酸代谢嘌呤碱合成元素起源：（1）次黄苷酸合成：首先在磷酸核糖焦磷酸合成酶催化下，消耗ATP，由5-磷酸核糖合成PRPP(1-焦磷酸-5-磷酸核糖)。PRPP再经过大约10步反应，合成第一个嘌呤核苷酸——次黄嘌呤核苷酸（IMP）。在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸参加下，逐步合成（2）腺苷酸（AMP）与鸟苷酸（GMP）合成⑶三磷酸嘌呤核苷合成：又称再利用合成路径。指利用分解代谢产生自由嘌呤碱基合成嘌呤核苷酸过程。这一路径可在大多数组织细胞中进行。A+PRPP二、嘌呤核苷酸分解代谢嘌呤核苷酸分解尿酸是嘌呤核苷酸在人体内分解代谢终产物。但在鸟类，尿酸则可继续分解产生尿囊素。正常人血浆中尿酸含量约为0.12~0.36mmol/L(2~6mg%)。尿酸水溶性较差，当血浆中尿酸含量超出8mg%时，即可形成尿酸盐晶体。痛风症患者因为体内嘌呤核苷酸分解代谢异常，可致血液中尿酸水平升高，以尿酸钠晶体沉积于软骨、关节、软组织及肾，临床上表现为皮下结节，关节疼痛等。临床上惯用别嘌呤醇治疗痛风症。鸟嘌呤别嘌呤醇分子结构与次黄嘌呤类似，可竞争性抑制黄嘌呤氧化酶活性，从而降低体内尿酸生成。同时，别嘌呤醇与PRPP反应生成别嘌呤核苷酸，可反馈抑制嘌呤核苷酸从头合成路径关键酶。第二节嘧啶核苷酸代谢一、嘧啶核苷酸合成代谢嘧啶合成元素起源⑴尿苷酸合成：在氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ催化下，以Gln，CO2，ATP为原料合成氨基甲酰磷酸。氨基甲酰磷酸在天冬氨酸转氨甲酰酶催化下，转移一分子天冬氨酸，从而合成氨甲酰天冬氨酸，然后再经脱氢、脱羧、环化等反应，合成第一个嘧啶核苷酸，即UMP。UMP合成过程⑵胞苷酸合成：⑶脱氧嘧啶核苷酸合成：由分解代谢产生嘧啶/嘧啶核苷转变为嘧啶核苷酸过程称为补救合成路径。以嘧啶核苷补救合成路径较主要。二、嘧啶核苷酸分解代谢1、胞嘧啶和尿嘧啶降解2、胸腺嘧啶降解第三节DNA生物合成中心法则二、DNA生物合成1、DNA复制DNA能准确地自我复制半保留复制意义（2）有一定复制起始点习惯上把两个相邻DNA复制起始点之间距离（或DNA片段）定为一个复制子。复制子是独立完成复制功效单位。DNA复制时，局部双螺旋解开,形成两条单链，这种叉状结构称为复制叉。复制起始点与复制子示意图（3）半不连续复制领头链冈崎片段（4）需要RNA引物（5）双向复制核酸代谢医学知识专家讲座起始点2、DNA复制条件DNA复制过程中脱氧核糖核苷酸聚合反应（2）模板(template)（3）引发体和RNA引物在E.coli中，含有解螺旋酶(DnaB蛋白)、DnaC蛋白、引物酶(DnaG蛋白)和DNA复制起始区域复合结构被称为引发体。引发体组装形成引物酶催化合成短链RNA引物分子（4）DNA聚合酶DNA聚合酶核酸外切酶活性（5）DNA连接酶DNA连接酶连接作用①需一段DNA片段含有3'-OH，而另一段DNA片段含有5'-Pi基；②未封闭缺口位于双链DNA中，即其中有一条链是完整；③需要消耗能量，在原核生物中由NAD+供能，在真核生物中由ATP供能。DNA连接酶作用（6）解螺旋酶（7）单链DNA结合蛋白SSB生理作用（8）DNA拓扑异构酶DNA复制过程中正超螺旋形成解链过程中正超螺旋形成3、DNA生物合成过程②引发体组装和引物合成：由解螺旋酶(DnaB蛋白)、DnaC蛋白、引物酶(DnaG蛋白)和DNA复制起始区域形成引发体；在引物酶催化下，以DNA为模板，合成一段短RNA片段(引物），从而取得3'端自由羟基（3'-OH）。（2）复制延长DNA复制延长过程领头链合成过程随从链合成过程DNA聚合酶Ⅲ催化领头链和随从链同时合成DNA复制过程简图（3）复制终止②连接冈崎片段：4、逆转录（1）逆转录过程逆转录酶作用存在于全部致癌RNA病毒中，与RNA病毒引发细胞恶性转化相关。鸡白血病病毒：RNA病毒，致癌，鸡HIV（人类免疫缺点病毒）：艾滋病劳氏肉瘤病毒2、逆转录发觉意义5、DNA损伤（突变）与修复(1)突变意义(2)引发突变原