第7章核酸降解与苷酸代谢.ppt

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1、第7章 核酸降解 和核苷酸代谢,核酸的酶促降解核苷酸的分解代谢核苷酸的生物合成,核酸酶水解核酸的酶,核酸酶,核糖核酸酶,脱氧核糖核酸酶,按作用底物（DNA或RNA）分类,核酸酶水解核酸的酶,核酸酶,核酸内切酶,核酸外切酶,按作用方式分类：水解分子内磷酸二酯键或水解分子外磷酸二酯键,第一节 核酸的酶促降解,一、外切核酸酶,牛脾磷酸二酯酶（5端外切5得3）,蛇毒磷酸二酯酶（3端外切3得5）,外切酶：如蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二酯酶，蛇毒磷酸二酯酶从多核苷酸链的3端开始逐个水解核苷酸链，产物为5-核苷酸。牛脾磷酸二酯酶从多核苷酸链的5端开始逐个水解核苷酸链，产物为3-核苷酸,二、内切核酸酶,G,A,

2、5,OH,Py,Pu,Py,Py,1,G,A,C,U,3,RNAase I,RNAase T1,Pu：嘌呤 Py：嘧啶,如牛胰核糖核酸酶作用于嘧啶核苷酸的磷酸二酯键，生成3-p-嘧啶核苷或末端为3-p-嘧啶核苷的寡核苷酸。,三、限制性内切酶,原核生物中存在着一类能识别外源DNA双螺旋中4-8个碱基对所组成的特异的回文序列，并在此序列的某位点水解DNA的酶，这类酶称为限制性内切酶（ristriction endonuclease）。,(一)限制性内切酶类型,I型：识别位点与切割位点相差甚远，产物为异质的。,型：切割位点位于识别位点上，产物为专一性片段，对核酸研究特别有用。现在分子生物学研究所用的

3、限制性内切酶均为此类。,III型：有专一的识别顺序，但不是对称的回文顺序,在识别顺序旁边几个核苷酸对的固定位置上切割双链。,（二）常用的DNA限制性内切酶的专一性,酶,辨认的序列和切口,说明,G G A T C C C C T A G G,G A A T T C C T T A A G,A A G C T T T T C G A A,G T C G A C C A G C T G,C C C G G G G G G C C C,Bam H I,Eco R I,Hind,Sal I,Sma I,六核苷酸，平端切口,六核苷酸，粘端切口,六核苷酸，粘端切口,六核苷酸，粘端切口,六核苷酸，粘端切口,转

4、基因技术,甲基化酶,这种酶能使细菌自身DNA中的核苷酸甲基化而不被限制酶降解。可降解外来DNA分子。（保护作用）,第二节 核苷酸的分解代谢,一、核苷酸的分解代谢二、嘌呤的分解代谢三、嘧啶的分解代谢,一、核苷酸的分解代谢,核苷酸,核苷,碱基,1-磷酸核糖,核苷酶,碱基,核糖,二、嘌呤核苷酸的分解：,尿酸,腺嘌呤,鸟嘌呤,次黄嘌呤,黄嘌呤,NH3CO2,尿酸,尿囊素,尿囊酸,乙醛酸,尿素,最终产物人、灵长类、鸟类、爬行类等-尿酸其他哺乳动物-尿囊素鱼类、两栖类-尿素、乙醛酸植物-尿囊素、尿囊酸微生物、低等动物-尿素-CO2+H2O,（一）胞嘧啶和尿嘧啶的降解：,二、嘧啶的分解,乙酰辅酶A,（二）胸

5、腺嘧啶的降解：,琥珀酰辅酶A,第三节 核苷酸的合成代谢,核苷酸合成的2条途径：1、从头合成途径：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位、二氧化碳等简单化合物为原料，经一系列酶促反应合成核苷酸的过程。主要的合成途径。,2、补救合成途径：利用体内游离的碱基或核苷，经过简单反应过程合成核苷酸。次要合成途径。,一、嘌呤核苷酸的合成：（一）嘌呤核苷酸的从头合成途径1.嘌呤环各组成成分的来源同位素实验证明原料：天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳单位（甲酸盐）、CO2、PRPP,2.过程：两个阶段 第一阶段：次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成 第二阶段：腺嘌呤核苷酸(AMP)与鸟嘌呤 核苷酸(GMP)的生成,嘌呤核苷酸的

6、从头合成,5-磷酸核糖+ATP PRPP+AMP IMP 次黄嘌呤核苷酸,PRPP合成酶,天冬氨酸甘氨酸谷氨酰胺一碳单位CO2,次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成,AMP与GMP的生成,IMP,腺苷酸代琥珀酸,黄嘌呤核苷酸（XMP）,天冬氨酸,NADH+H+,NAD+,AMP,GTP,GMP,谷氨酰胺,ATP,延胡索酸,（二）补救合成途径（salvage pathway）概念：细胞利用现成的嘌呤碱基或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成途径。,反应过程：,5-磷酸核糖焦磷酸,二、嘧啶核苷酸的合成（一）从头合成先合成嘧啶环，再由嘧啶和PRPP合成嘧啶核苷酸。先合成UMP，再进一步转变为胞嘧

7、啶核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸。,1、从头合成的过程：（1）UMP的合成：UMP合成原料：谷氨酰胺、CO2、（谷氨酰胺+CO2氨基甲酰磷酸）、天冬氨酸、PRPP。,2,3,1,天冬氨酸,N,N,C,C,C,C,5,6,4,氨基甲酰磷酸,合成过程：Gln+HCO3 H2N-CO-O-HPO3-+Glu,氨基甲酰磷酸合成酶,2ATP,2ADP,Pi,氨基甲酰磷酸,（2）UTP、CTP的合成：UMP UDP UTPUTP+Gln+ATP CTP+Glu+ADP+Pi,尿苷酸激酶,尿苷酸激酶,ATP,ATP,ADP,ADP,CTP合成酶,C CH CH N,NH2,N,O,C,R-5-PPP,（二）嘧啶核苷

8、酸的补救合成,三、脱氧核糖核苷酸的生成：脱氧核糖核苷酸（包括嘌呤脱氧核苷酸和嘧啶脱氧核苷酸）是在二磷酸核苷（NDP）水平还原生成的。,dNDP,NDP,ADPGDPCDPUDP,dADP dGDP dCDP dUDP,核糖核苷酸还原酶 Mg2+,NADP+H2O,NADPH+H+,C CH CH N,O,H N,O,C,dR-5-P,dUMP,C C CH N,O,H N,O,C,dR-5-P,dTMP,CH3,TMP合成酶,N5，N10-CH2-FH4,FH2,dTMPdTDPdTTP参与DNA合成。,dTMP的合成：,FH4,核酸的酶促降解和核苷酸的代谢,1 核酸的酶促降解 核酸酶、限制性内切酶 2 核苷酸的降解 3 核苷酸的合成代谢（1）核糖核苷酸的生物合成 嘌呤核苷酸的合成：从头合成和补救途径 嘧啶核苷酸的合成：从头合成和补救途径（2）脱氧核苷酸的生物合成 核糖核苷酸的还原 脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成,