желудочно-кишечном тракте Переваривание нуклеотидов и всасывание продуктов их распада осуществляется в желудочно-кишечном тракте. белок нуклеиновые кислоты. - презентация

1

2

3 желудочно-кишечном тракте Переваривание нуклеотидов и всасывание продуктов их распада осуществляется в желудочно-кишечном тракте. белок нуклеиновые кислоты Под влиянием ферментов желудка и кишечника, частично НСl, нуклеопротеиды пищи распадаются на белок и нуклеиновые кислоты. Распад нуклеиновых кислот ДНК-азыРНК-азы Распад нуклеиновых кислот осуществляется в основном гидролитическим путем в тонком кишечнике под действием ДНК-азы и РНК-азы поджелудочного сока. Продуктами реакции при действии РНК-азы являются: пиримидиновые мононуклеотиды смесь ди- и три нуклеотидов олигонуклеотиды Продуктами реакции при действии ДНК-азы являются: динуклеотиды олигонуклеотиды небольшое количество мононуклеотидов

4 фосфодиэстеразами Полный гидролиз нуклеиновых кислот осуществляется ферментами слизистой оболочки кишечника – фосфодиэстеразами. Мононуклеотиды фосфатаз Мононуклеотиды в кишечнике расщепляются под действием неспецифических фосфатаз (кислой и щелочной). нуклеотидаз Частично распад осуществляется в клетках слизистой оболочки кишечника под действием нуклеотидаз. Нуклеозиды могут быть использованы для синтеза нуклеиновых кислот организма. Если же происходит дальнейший распад, то гуанин не используется для синтетических целей. Аденин и урацил могут включаться в состав нуклеиновых кислот.

5 скоростью синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Таким образом, синтез нуклеиновых кислот определяется скоростью синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. глюкоза ее метаболиты Источником рибозы и дезоксирибозы является глюкоза или ее метаболиты в пентозофосфатном пути. Фосфорная кислота поступает в достаточном количестве с пищей.

6 гидролитическим путем нуклеаз Полимерные молекулы нуклеиновых кислот расщепляются в тканях преимущественно гидролитическим путем при участии специфических ферментов – нуклеаз. межнуклеотидных фосфодиэфирных связей Ускоряют реакцию разрыва межнуклеотидных фосфодиэфирных связей в молекулах нуклеиновых кислот. подкласса фосфодиэстераз Ферменты подкласса фосфодиэстераз. Пути распада нуклеиновых кислот

7

8 Эндонуклеазы Эндонуклеазы расщепляют внутренние межнуклеотидные связи в молекуле ДНК и РНК вызывают деполимеризацию нуклеиновых кислот и образование олигонуклеотидов Экзонуклеазы Экзонуклеазы вызывают последовательное гидролитическое отщепление концевых мононуклеотидов от ДНК, РНК или от олигонуклеотидов обеспечивают распад нуклеиновых кислот до свободных нуклеотидов. 1. По месту действия

9 Рибонуклеазы (РНК-азы) Рибонуклеазы (РНК-азы) ускоряют реакции распада межнуклеотидных связей в молекулах РНК; Дезоксирибонуклеазы (ДНК-азы) Дезоксирибонуклеазы (ДНК-азы) выполняют такую же функцию по отношению ДНК; Неспецифические нуклеазы Неспецифические нуклеазы действуют и на РНК, и на ДНК. 2. По специфичности действия

10 3-нуклеазы 3-нуклеазы – расщепляют связи межнуклеозидного фосфата с 5-атомом углерода остатка рибозы или дезоксирибозы; 5-нуклеазы 5-нуклеазы – расщепляют связи межнуклеозидного фосфата с 3-атомом углерода остатка рибозы или дезоксирибозы. 3. По характеру действия на фосфодиэфирные связи

11

12 Ускоряют гидролиз с образованием олигодезоксирибонуклеотидов Ускоряют гидролиз фосфодиэфирных связей в одной из цепей ДНК между остатком Н 3 РО 4 и 3-атомом углерода остатка дезоксирибозы с образованием олигодезоксирибонуклеотидов. панкреатическая ДНК-аза Пример: панкреатическая ДНК-аза оптимум рН – 6,8-8,0 активаторы – Mg 2+, Mn 2+ ингибиторы – олигонуклеотиды и анионы, связывающие Mg 2+ и Mn 2+ Дезоксирибонуклеазы I

13 Вызывают деполимеризацию с образованием более крупных олигонуклеотидов Вызывают деполимеризацию молекулы ДНК в результате парных разрывов фосфодиэфирных связей обеих цепей с образованием более крупных олигонуклеотидов. ДНК-аза селезенки Пример: ДНК-аза селезенки оптимум рН – 4,5-5,5 активаторы – Mg 2+ ингибиторы – SO 4 2–, РО 4 3–, AsО 4 3–, тРНК Дезоксирибонуклеазы II

14 Гидролизуютс образованием дезоксирибонуклеозид- 5-фосфатов. Гидролизуют молекулы ДНК с образованием дезоксирибонуклеозид- 5-фосфатов. Экзодезоксирибонуклеазы

15 ДНК-азы бактериального происхождения. Расщепляютчужеродные (фаговые) ДНК в определенных зонах на ограниченное число фрагментов Расщепляют чужеродные (фаговые) ДНК в строго определенных зонах, имеющих палиндромную структуру, на ограниченное число фрагментов. в генетической инженерии Рестриктазы применяются в генетической инженерии, так как из ДНК выщепляются фрагменты, которые затем встраиваются в бактериальную ДНК, принося бактерии новые биохимические признаки (например, способность синтезировать интерферон, инсулин и другие белки). Рестриктазы

16 гидролиза РНК Ускоряют реакцию гидролиза РНК по пиримидиновым нуклеотидным остаткам. Рибонуклеазы I

17 гидролиз по 5- углеродному атому рибозы и межнуклеотидного фосфата в молекуле РНК Ускоряют гидролиз связей по 5- углеродному атому рибозы остатка гуаниловой кислоты и межнуклеотидного фосфата в молекуле РНК, образуя гуанозин-3-фосфат и олигонуклеотиды с концевым гуанозин-3-фосфатом. Гуанилрибонуклеазы

18 реакции отщепления рибонуклеотидов Ускоряют реакции отщепления рибонуклеотидов по концевым остаткам РНК. смесь рибо- и дезоксирибонуклеозид-3 и 5-фосфатов Нуклеиновые кислоты дают при распаде смесь рибо- и дезоксирибонуклеозид-3 и 5-фосфатов. Экзорибонуклеазы

19 Переносит нуклеотидные остатки Переносит нуклеотидные остатки с 3-конца РНК на Н 3 РО 4 с образованием нуклеозиддифосфатов. Полинуклеотидфосфорилаза

20 отщепление остатка урацила поврежденной ДНК Ускоряет отщепление остатка урацила поврежденной ДНК. Урацил образуется при дезаминировании остатка цитозина: репарационной пиримидинспецифичной (уридин- специфичной) эндонуклеазырасщепляющей фосфодиэфирную связь возле соответствующего участка повреждения Образовавшийся разрыв служит сигналом для действия репарационной пиримидинспецифичной (уридин- специфичной) эндонуклеазы, расщепляющей фосфодиэфирную связь возле соответствующего участка повреждения. ДНК-полимеразыДНК-лигазы заполнение бреши и восстановление исходной правильной структуры ДНК После этого под действием ДНК-полимеразы и ДНК-лигазы происходит заполнение бреши и восстановление исходной правильной структуры ДНК. Урацил-ДНК-гликозидаза

21 гипоксантину Выполняет аналогичную функцию, но по отношению к гипоксантину, образующемуся из аденина: репарации Эти процессы имеют существенное значение в репарации (восстановлении структуры) ДНК. Сходным образом происходит репарация ДНК, содержащей алкилированные азотистые основания и аналоги азотистых оснований. Гипоксантин-ДНК-гликозидаза

22

23 Нуклеозидфосфаты подвергаются гидролизу: 1. нуклеотид (нуклеозид фосфат) + Н 2 О нуклеозид + Н 3 РО 4 5(или 3)-нуклеотидаза фермент 5(или 3)-нуклеотидаза 2. перенос остатка рибозы от нуклеотида на Н 3 РО 4 : нуклеозид + Н 3 РО 4 Р-1-Ф + АО рибозилтрансфераза фермент рибозилтрансфераза или гидролиз: нуклеозид + Н 2 О АО + рибоза нуклеозидаза фермент нуклеозидаза

24

25 Конечным продуктом мочевая кислота Конечным продуктом пуринового обмена является мочевая кислота. 18–20%СО 2 NН 3 кишечник 18–20% распадается до СО 2 и NН 3 и выделяется через кишечник, остальное выводится с мочой ( в сутки до 400– 600 мг). антиоксидантом Мочевая кислота является антиоксидантом.

26

27 не у человека У ряда животных (но не у человека) и большинства растений может осуществляться дальнейшее окисление:

28

29 печени Происходит в основном в печени. восстановлению Пиримидиновые основания подвергаются восстановлению:

30

31

32

33 1. Образование карбамилфосфата из NН 3 и СО 2 при участии АТФ

34 аспартаткарбамилтрансфераза фермент аспартаткарбамилтрансфераза 2. Перенос остатка карбаминовой кислоты на аминогруппу аспарагиновой кислоты (первая специфическая реакция):

35 дигидрооротаза фермент дигидрооротаза 3. Образование дигидрооротовой кислоты

36 дигидрооротатдегидрогеназа фермент дигидрооротатдегидрогеназа 4. Окисление дигидрооротовой кислоты

37 оротатфосфорибозилтрансфераза фермент оротатфосфорибозилтрансфераза 5. Образование оротидин-5-фосфата

38 цитозоль митохондриях Все эти реакции происходят в цитозоль клетки, а остальные реакции – в митохондриях.

39 О-5-Ф У-5-Ф + СО 2 О-5-Ф-декарбоксилаза фермент О-5-Ф-декарбоксилаза 6. Декарбоксилирование оротидин-5-фосфата

40 восстановленияаминирования метилирования Путем реакций восстановления, аминирования и метилирования моно-, ди- и три фосфорных эфиров нуклеозидов. Трифосфорные эфиры образуются при взаимодействии нуклеозидмонофосфатов с АТФ: УМФ + АТФ УДФ + АДФ УДФ + АТФ УТФ + АДФ УТФ аминируется до ЦТФ : УТФ + АТФ + Глн ЦТФ + Глу + АДФ + Н 3 РО 4 ЦТФ-синтеза фермент ЦТФ-синтеза рибонуклеотидредуктаза Восстановление по остатку рибозы приводит к образованию дезоксирибонуклеотидов (фермент рибонуклеотидредуктаза). тимидилатсинтеза Тимидиловые нуклеотиды образуются путем метилирования дУМФ (фермент тимидилатсинтеза). 7. Превращения У-5-Ф в другие пиримидиновые нуклеотиды

41 регулируется конечными продуктами Синтез пиримидиновых нуклеотидов регулируется конечными продуктами.

42

43 Р-5-Ф + АТФ 5-ФР-1-ПФ + АМФ пирофосфорилаза фермент пирофосфорилаза 1. Образование 5-фосфорибозил-1-пирофосфата

44 ФРПФ-глутаминамидотрансфераза фермент ФРПФ-глутаминамидотрансфераза 2. Образование 5-фосфорибозиламина

45 фосфорибозил-глицинамидсинтетаза фермент фосфорибозил-глицинамидсинтетаза 3. Присоединение глицина

46 4. Преобразования 5-фосфорибозилглицинамида

47

48

49

50

51 5-фосфорибозилглицинамид + 2–СНО(Вит В С ) + Глн + 3АТФ + СО 2 + Асп 2Н 2 О + Глу + 3АДФ + 3Н 3 РО 4 + Фумарата + ИМФ Суммарное уравнение этапа 4:

52 Пуриновый цикл строится из очень простых веществ: