1. SỤ THOÁI HÓA CHUNG CỦA ACID NUCLEICĐẾN MONONUCLEOTID Ở mô động vật: nuclease cắt đứt liên kết phosphodieste của polynucleotid (acid nucleic) thành

Size: px

Start display at page:

Download "1. SỤ THOÁI HÓA CHUNG CỦA ACID NUCLEICĐẾN MONONUCLEOTID Ở mô động vật: nuclease cắt đứt liên kết phosphodieste của polynucleotid (acid nucleic) thành"

Cornelius Daniel Carpenter
6 years ago
Views:

1 HYỂ HÁ ID LEI TRƯỜ ðại HỌ Y KH HẾ

2 I. SỰ THÁI HÓ 1. SỤ THÁI HÓ H Ủ ID LEIĐẾ MLETID Ở mô động vật: nuclease cắt đứt liên kết phosphodieste của polynucleotid (acid nucleic) thành mononucleotid nhờ gồm 02 loại enzym: Ribonuclease (Rase) thủy phân R. Deoxyribonuclease (Dase) thủy phân D. Mỗi loại lại phân làm: Exonuclease và Endonuclease

3 2. SỰ THÁI HÓ Ủ MLETID ucleotid bị thủy phân thành H 3 P 4, base nitơ và pentose. H 3 P 4 được sử dụng cho quá trình phosphoryl hóa hoặcđào thải dưới dạng muối phosphat. Pentose thoái hóa theo đường chuyển hóa của glucid. Base nitơ thoái hóa cho sản phẩm là acid uric, urê...

4 Protein thuần (Histon protamin) ucleoprotein uclease ucleotidase cid nucleic (Polynucleotid) Mononucleotid cid phosphoric ucleosid ucleosidase Pentose Base nitơ ( Ribose, Desoxy ribose) (Purin, Pyrimidin)

5 3. Thoái hóa các base có nitơ denin, guanin bị thủy phân thành hypoxanthin và xanthin bởi adenase, guanase ác chất nầy bị oxy hóa thành acid uric bởi xanthin oxydase denosin bị khử amin bởi adenosin desaminase tạo inosin rồi oxy hóa cho hypoxanthin và cuối cùng là acid uric. Thoái hóa các loại base pyrimidin xảy ra chủ yếu ở gan và chưa biết rõ.

6 3.1. Thoái hóa base loại purin denosin denin uanin H 2 H 2 H 2 denosin desaminase Ribose H 2 denase H H H 2 H 2 uanase H 2 H 3 H3 H 3 H ucleosidase Xanthinoxydase H [] Ribose Inosin Ribose H Hypoxanthin Xanthin Xanthinoxydase [] cid uric

7 3.2. Thoái hóa loại base pyrimidin H 2 H 2 H 3 ytosin H H 5- Metyl ytosin H 3 H 3 H 3 racil H H Thymin +2H +2H Dihydro racil reidopropionat H 2 H 2 H 2 H Dihydro Thymin H 2 H 3 H 2 + H 2 reidoisobutyrat H 2 H 2 H H H 3 minoisobutyrat

8 II. TỔ HỢP ID LEI cid nucleic được tổng hợp từ các nucleotid triphosphat (TP) 1. TỔ HỢP LETID ucleotid được tổng hợp từ những nguyên liệu và theo những quá trình khác nhau

9 1.1. Tổng hợp ribonucleotid có base purin guyên liệu 2 lycin cid aspartic cid formic cid formic lutamin

10 -iai đoạn 1: Ribose 5 (P) tạo thành glycimamid ribosyl 5 (P) H 2 P TP DP H 2 P H H H ucleotid phosphorylase H H P P Ribose-5'- P 5'-Phosphoribosyl-1-pyrophosphat (PRPP) midotransferase PPi ln lu P H 2 H H 2 H 2 D P + Pi TP Mg ++ P H 2 H 2 H H lycinamid Ribosyl-5- P H 2 H 2 H H H lycin 5-Phosphoribosylamin

11 -iai đoạn 2: Tạo nhân imidazol của purin. H H 2 H 2 H R 5'- P lycinamid Ribosyl- 5'- P H-H f 10 F.H 4 Transformylase H 2 H H R 5'- P Formyllycinamid Ribosyl- 5'- P TP Mg++ ln lu H 2 H 2 R H 5'- P minoimidazol Ribosyl- 5'- P H H 2 TP,Mg ++ H 2 H Âoïng voìng H 2 H R 5'- P Formyllycinamidin Ribosyl- 5'- P

12 -iai đoạn 3: Tạo nhân pyrimidin của purin và sự hình thành IMP H H 2 H R 5'- P minoimidazol Ribosyl-5'- P 2 +sp Biotin TP, Mg ++ Kinosynthetase H H H H 2 H H 2 denylo-succinase H R Fumarat 5'- P H H 2 H H R 5'- P H-H f 10 FH 4 Transformylase H 2 H 2 H R 5'- P 5-Formamido-4-carboxamid imidazol ribosyl-5'- P 5-mino-4-carboxamid imidazol ribosyl-5'- P H H R 5'- P Inosin-5'-monophosphat (IMP)

13 -iai đoạn 4: : acid inosinic acid adenylic và acid guanylic H H H 2 H H H R Inosin-5'-monophosphat (IMP) [] H D + DH+H + H R Xanthosin-5'-monophosphat ln TP lu 5'- P 5'- P sp H 2 T P, M g ++ denylosuccinat synthetase denylo succinase H H H R 5'- P Succinoadenin nucleotid H H 3 Fumarat H R denosin-5'-monophosphat (MP) cid adenylat 5'- P H 2 H H R 5'- P uanosin-5'-monophosphat (MP)

14 Tổng hợp các mononucleotid từ các base tự do: Hypoxanthin + PRPP Hypoxanthin Phosphoribosyl transferase acid inosinic + PPi (IMP) uanin + PRPP uanin Phosphoribosyl transferase acid guanylic + PPi (MP) denin + PRPP acid adenylic + P denin Phosphoribosyl transferase (MP) denosin + TP ucleosid - Kinase acid adenylic + PPi (MP)

15 1.2. T ng h p ribonucleotid có base pyrimidin Quá trình này gồm 2 giaiđoạn: guyên liệu đầuu tiên là carbamyl- và aspartat tạo thành orotat. rotat gắn với ribose- 5 - từ PRPP rồi bị khử carboxyl tạo thành uridin monophosphat (MP).

16 - iai đoạn I: : Tạo orotat: H 2 P arbamyl phosphat + H H 2 H 2 spartat spartat Transcarbamylase H Pi H H 2 H H arbamyl aspartat H H H DH + H+ D + Dihydro rotat Dehydrogenase Dihydro rotase H H H 2 rotat Dihydro rotat 2 H H

17 iai đoạn II: : Tạo MP,MP phosphoryl hoá 2 lần tạo TP, TP amin hóa tạo thành TP H PRPP PPi H H rotat H rotidylic Pyrophosphorylase R 5 P rotidin-5'-phosphat H rotidylat Decarboxylase 2 H 3 TP H 2 TP DP+Pi R 5 P P ytidin-5'-monophosphat (TP) DP Reductase ddp dmp P H 3 H Thymidin Synthetase R 5 ' P ridin -5'-monophosphat (MP) ridylat H dr 5 ' P Deoxythymidin-5'-monophosphat (dtmp) H 3

18 1.3. T ng h p deoxyribonucleotid Tổng hợp Deoxyribonucleotid: do các ribonucleotid bị khử oxy trực tiếp ở 2 của ribose Tổng hợp acid deoxythymidylic (dttp), dttp không có ribonucleotid tương ứng, được tổng hợp từ DP như sau: DP ddp dmp dttp Phosphoryl hoá dtmp

19 Sơ ñồ tổng hợp ddp và dttp Ribonucleosid-di-P reductase (DP, DP, DP, DP) (ddp, ddp, ddp, ddp) B 1,B2 Thioredoxin Thioredoxin SH SH S S Thioredoxin Reductase DP+ DPH+H+ TP DP ddp dtp ucleosid di Kinase

20 2. Tổng hợp D (Sự ự tái bản bảo tồn của D) guyên liệu là các dtp: deoxyribonucleotid- 5 - tri Enzym xúc tác phản ứng tổng hợp là D polymerase (I, II, III). D polymerase I xúc tác gắn mononucleotid, mononucleotid vào nhóm Hởvị trí 3 của D mồiđể kéo dài theo hướng 5-3. Phân tử D xoắn képđược dùng làm khuôn

21 Sự ự tái bản bán tồn của D ++ D mäöi, Mg (dmp n ) + dtp (dmp) n Ppi Enzym dmp: deoxyribonucleotid 5 mono - dtp: deoxyribonucleotid 5 tri-

22 ác giai ñoạn của sự tái bản: Sơđồ tái bản dựa vào sự thực nghiệm trên E.oli như sau: - hận diệnđiểm bắtđầu: nhiều protein tham gia sự nhận diện điểm bắt đầu giúp cho primase tổng hợp R mồi. - Mở vòng xoắn kép Dđược xúc tác bởi enzym helicase, nơi hai sợiđược tách ra gọi là chạc ba tái bản. - Tạo R mồi, primase gắn vàođiểm bắtđầu xúc tác tổng hợp R mồi bổ sung với D.

23 TẠ D * Một sợiđược tổng hợp liên tục theo hướng của chạc ba tái bản (5-3 ) xúc tác bởi enzym polymerase III. * Sợi kia tổng hợp không liên tục, sợi này gồm nhữngđoạn khoảng nucleotid gọi là đoạn kazaki, mỗi đoạn bắt đầu bằng một mẫu R mồi rồi tổng hợp kéo dài bởi D polymerase III, sauđó R mồiđược tách ra bởi enzym exonuclease, polynuclase I xúc tác tổng hợpđoạn D thiếu, cácđoạn kazaki lạiđược nối liền nhờ xúc tác của D ligase.

26 6-41

31 Tæng hîp D tõ sîi m (c c ph n o¹n KZKI)

32 6-49

34 3. TỔ HỢP R guyên liệu là các Ribonucleotid- tri phosphat và enzym tổng hợp R polymerase Sự tái bản: R mồi Sự sao chép: D làm khuôn

35 3.1. Quá trình t ng h p R polymerase phụ thuộc R (replicase: enzym tái bản) -Đây là sự nhânđôi R của virus trong tế bào chủ trong quá trình nhiễm trùng: R (+) của virus dùng làm khuônđể tổng hợp sợi R (-) bổ sung và xoắn kép với R (+) rồi từ R (-) lại làm khuôn tổng hợp R (+) của virus. R mồi, Mg ++ n 1 TP + n 2 TP + n 3 TP + n 4 TP R polymerase [(MP)n 1 - (TP)n 2 - (MP)n 3 - (MP)n 4 ] + (n 1 + n 1 + n 1 + n 1 ) PPi

36 Tổng hợp R m theo qui luật bổ sung 5 3 R-pol T T 3 T T T. 5 R-pol 3 5

43 .12: IVERSL EETI DE.12: IVERTEBRTE MITHDRIL EETI DE (DRSPHIL) TTT Phe F TT Ser S TT Tyr Y TT ys TT Phe F T Ser S T Tyr Y T ys TT Leu L T Ser S T Stop * T stop * TT Leu L T Ser S T Stop * T Trp W TT Leu L T Pro P T His H T rg R T Leu L Pro P His H rg R T Leu L Pro P ln Q rg R T Leu L Pro P ln Q rg R TT Ile I T Thr T T sn T Ser S T Ile I Thr T sn Ser S T Ile I Thr T Lys K rg R T Met M Thr T Lys K rg R TT Val V T la T sp D T ly T Val V la sp D ly T Val V la lu E ly T Val V la lu E ly TTT Phe F TT Ser S TT Tyr Y TT ys TT Phe F T Ser S T Tyr Y T ys TT Leu L T Ser S T Stop * T Trp W TT Leu L T Ser S T Stop * T Trp W TT Leu L T Pro P T His H T rg R T Leu L Pro P His H rg R T Leu L Pro P ln Q rg R T Leu L Pro P ln Q rg R TT Ile I T Thr T T sn T Ser S T Ile I Thr T sn Ser S T Met M Thr T Lys K Ser S T Met M Thr T Lys K Ser S TT Val V T la T sp D T ly T Val V la sp D ly T Val V la lu E ly T Val V la lu E ly.12b: VERTEBRTE MITHDRIL EETI DE.12D: FLTWRM MITHDRIL EETI DE TTT Phe F TT Ser S TT Tyr Y TT ys TT Phe F T Ser S T Tyr Y T ys TT Leu L T Ser S T Stop * T Trp W TT Leu L T Ser S T Stop * T Trp W TT Leu L T Pro P T His H T rg R T Leu L Pro P His H rg R T Leu L Pro P ln Q rg R T Leu L Pro P ln Q rg R TT Ile I T Thr T T sn T Ser S T Ile I Thr T sn Ser S T Met M Thr T Lys K Stop * T Met M Thr T Lys K Stop * TT Val V T la T sp D T ly T Val V la sp D ly T Val V la lu E ly T Val V la lu E ly TTT Phe F TT Ser S TT Tyr Y TT ys TT Phe F T Ser S T Tyr Y T ys TT Leu L T Ser S T Stop * T Trp W TT Leu L T Ser S T Stop * T Trp W TT Leu L T Pro P T His H T rg R T Leu L Pro P His H rg R T Leu L Pro P ln Q rg R T Leu L Pro P ln Q rg R TT Ile I T Thr T T sn T Ser S T Ile I Thr T sn Ser S T Ile I Thr T sn Ser S T Met* M Thr T Lys K Ser S TT Val V T la T sp D T ly T Val V la sp D ly T Val V la lu E ly T Val* V la lu E ly ote: sterisks (*) indicate initiation and termination codons used in platyhelminths.

45 Tổng hợp protein

47 R t ó 22 R t vận chuyển 20 cid amin Leucin và Serin có 2 R t vận chuyển lanine () o o lutamine (Q) o Serine (S1) Leucine (L2) o o o o o rginine (R) Serine (S2) o o lycine () o o o o o o o Lysine (K) Fasciola hepatica sparagine () o Threonine (T) Histidine (H) o o o spartate (D) o Methionine (M) o o o Tryptophan (W) o Isoleucine (I) ysteine () o o Phenylalanine (F) o o o o o Tyrosine (Y) o o o Leucine (L1) o lutamate (E) o o Proline (P) o o Valine (V) o o o

49 DỊH MÃ

50 RIBSME

53 Polyribosome (polysome)

54 Sự nhân ñôi của virus trong tế bào chủ

55 3.1.2.R polymerase phụ thuộc D (transcriptase: enzym sao chép) Sự tổng hợp ribonucleotid 5 monophosphat trong R là một quá trình sao chép bởi vì các thông tin di truyền chứa trong Dđược sao chép sang R. R polymerase xúc tác tổng hợp R của tế bào (Rr, Rt, Rm) từ các ribonucleotid triphosphat giải phóng pyrophosphat, phản ứng cần D làm khuôn, các base của R tổng hợp bổ sung với một trong hai chuỗi của D và phát triển theo hướng 5-3.

56 Sự tổng hợp R với D mồi n 1 TP + n 2 TP + n 3 TP + n 4 TP D, Mg ++ R polymerase [(MP)n 1 - (MP)n 2 - (MP)n 3 - (MP)n 4 ] + (n 1 + n 2 + n 3 + n 4 )Ppi

57 3.2. hất ức chế sự tổng hợp R Kháng sinh và độc tốức chế R- Polymerase α manitin ức chế R polymeraseởtế bào có nhân (đây là cơ chế nhiễm độc của nấmđộc manita phalloides) Kháng sinh Rifampicin ức chế R polymerase của bacteria, Rifampicin gắn vào chuỗi bêta,được dùngđểđiều trị lao

58 3.3. Sự hoàn thiện R sau sao chép ác R sau khi được tổng hợp theo quá trình sao chép là những phân tử R sơ cấp, còn gọi là phân tử tiền R. ác phân tử này phải qua một quá trình hoàn thiện để tạo thành các R trưởng thành hay R hoàn thiện. Sự hoàn thiện các R gồm các giai đoạn: o ắt bớt đoạn ở đầu hay ở giữa ối các đoạn còn lại với nhau Biến đổi một số base trong chuỗi Thêm đoạn mũ và đoạn Poly với Rm ở tế bào có nhân

59 3.4. Sao chép ngược D từ R/virus Một vài R virusở trong tổ chức động vật tham gia trực tiếp vào sự tổng hợp D gọi là sao chép ngược: Một số Retrovirus gây ra ung thư Trong nhiễm trùng, bộ gen trên chuỗi đơn R virus ( có khoảng nucleotid) và enzym đi vào tế bào chủ. Enzym sao chép ngược xúc tác sự tổng hợp D bổ sung trên R virus tạo thành phân tử lai R-D. Phân tử này sát nhập vào phân tử D của tế bào chủ. Bằng cơ chế này một số Retrovirus gây ra ung thư, như Rous sarcom virus (còn gọi là vian Sarcom Virus).

60 3.5. Sự sao chép ngược của HIV - Virus gây thiếu hụt miễn dịch ở người (Humain Immunodeficiency Virus: HIV), nguyên nhân của hội chứng thiếu hụt miễn dịch (cquired Immune Deficiency Syndrome:IDS) do Retro Virus, được phân lập năm HIV có bộ gen là R, trên đó ó có đoạn o n gen Env chịu sự đột biến rất nhanh, đồng thời sự sao chép ngược của HIV gấp 10 lần các sự sao chép đã biết. Lợi dụng tính chất này người ta đã tìm ra một loại thuốc gây đột biến trong quá trình sao chép ngược của HIV để điều trị nhiễm HIV.

61 3.6.Thuốc ñiều trị HIV Đó là chất ZT, ZT là chất dẫn xuất của thymin: (3 -zido 2, 3 - Dideoxythymin). Trong quá trình sao chép ngược ở HIV, ZT Triphosphat gắn vào enzym như một chất ức chế cạnh ranh với dttp. ZT lại có ái lực cao hơn dttp. ZT có thể gắn vào đầu 3 của chuỗi R, nhưng vì ZT không có nhóm H ở 3 tự do, chuỗi R đến đó sẽ bị dừng không kéo dài thêm nữa Một chất khác cũng có tác dụng tương tự là DDI (Dideoxyinosin)

62 Thuốc ñiều trị HIV H H 3 H H H 2 H H '-zido-2',3'-Dideoxythymidin (ZT) 2', 3'-Dideoxyinosin (DDI)

63 III. RỐI LẠ HYỂ HÓ ID LEI Bình thường acid uric trong máu khoảng 3-7mg/100ml ( µmol/l), trong nước tiểu khoảng 0,3-0,8g/24giờ, ít thay đổi trong cùng một người nhưng thay đổi theo chế độ ăn, ăn nhiều purin (gan, thận...) lượng acid uric trong nước tiểu tăng. Trong trường hợp thiếu enzym tổng hợp nucleotid: Phospho-Ribosyl Transferase các base purin thoái hóa nhiều tạo acid uric, dođó acid uric trong máu tăng.

64 4. SỰ SỬ HỮ D 4.1 ác thương tổn có thể xảy ra trên D - Do sai lầm khi kẹp đôi trong quá trinhg tái bản - Do yếu tố ngoại lai: nhiệt độ, tia tử ngoại, - Do yếu tố ngoại lai: nhiệt độ, tia tử ngoại, tia X

65 4.2.ác hệ thống sửa chữa: do hàng loạt enzym, protein: - Kẹp đôi - ắt base - ắt nucleotid -Sửa chữa trực tiếp

66 Sự tăng acid uric do bệnh lý Trong bệnh tăng bạch cầu, bệnh goutte lượng acid uric trong máu tăng 7-8mg/100ml,đặc biệt trong bệnh goutte đồng thời với sự tăng nồng độ acid uric trong máu và nước tiểu, có sự lắngđọng tinh thể uratởsụn, bao gân, túi nháy của các khớp,đôi khi còn có trong thận, da và cơ. Xung quanh urat kết tinh là tổ chức viêm hình các hạt goutte bao quanh mô chết, thường gặpởcác khớp gây viêm khớp mãn tính.

67 SỰ TỔ THƯƠ D HIỆT ðộ hiệt ñộ làm ñứt liên kết glucozid làm tách base purin, hiện tựơng khử purin P H2 H2 H 2 P H2 H uanin H2

68 Sự tổn thương do tia tử ngoại: ác base bị khử amin, xúc tác bởi enzym thuỷ phân tự phát:, Hypoxantin, H 2 H 2 P H 2 P H 2 H H H 3 ytosin racil

69 ác hoá chất gây nên sự amin: a 2, a 3, itrosamin H 2 H 2 H 2 R ytosin racil R H 2 H 2 R denosin Hypoxantin R H 2 H 2 R H uanin Xantin R

70 Sự metyl hoá do hoá chất: Dimetyl sulfat H H 3 (H 3 ) 2 S 4 R R uanin 6--Metyl uanin

71 Tạo liên kết ñồng hoá trị do tia tử ngoại tạo nên cấu trúc dime: T=T Ánh sáng mặt trời tạo ra liên kết dime:t=t, T=, = P P H 3 P P H 3 H 3 H 3

CHƯƠNG TRÌNH DỊCH BÀI 14: THUẬT TOÁN PHÂN TÍCH EARLEY

CHƯƠNG TRÌNH DỊCH BÀI 14: THUẬT TOÁN PHÂN TÍCH EARLEY Nội dung 1. Giới thiệu 2. Ý tưởng cơ bản 3. Mã minh họa 4. Ví dụ 5. Đánh giá thuật toán 6. Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 2 Phần 1 Giới thiệu TRƯƠNG XUÂN