11核酸的酶促降解与核苷酸代谢

1、核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成小小 结结核酸的酶促降解核酸的酶促降解概概 述述 点点食物中核酸的吸收利用：食物中核酸的吸收利用： 食物中的核酸通常以核蛋白的形式存在。核蛋白在胃中受胃酸食物中的核酸通常以核蛋白的形式存在。核蛋白在胃中受胃酸作用，分解为核酸和蛋白质。作用，分解为核酸和蛋白质。 核酸在小肠中由一系列的核酸酶催化水解，最后水解产生核酸在小肠中由一系列的核酸酶催化水解，最后水解产生磷酸、磷酸、戊糖和含氮碱基戊糖和含氮碱基，被消化吸收利用，被消化吸收利用 同时，在生物体内，各种核苷酸还可以同时，在生物体内，各种核苷酸还可以从头合成从头合成。因此，对于健康

2、人来说，只要膳食结构合理，一般是不存在核酸缺因此，对于健康人来说，只要膳食结构合理，一般是不存在核酸缺乏症的。乏症的。细胞内核酸的酶促降解：细胞内核酸的酶促降解：对外源对外源dnadna或或rnarna进行识别和降解；进行识别和降解；自身遗传物质的代谢。自身遗传物质的代谢。核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成小小 结结概概 述述核酸的酶促降解核酸的酶促降解核酸酶（磷酸二酯酶）核酸酶（磷酸二酯酶）核苷酸酶（磷酸单酯酶）核苷酸酶（磷酸单酯酶）核苷水解酶核苷水解酶 (或核苷磷酸化酶或核苷磷酸化酶)核酸核酸核苷酸核苷酸核苷核苷磷酸磷酸核蛋白核蛋白胃胃蛋白质蛋白质进一步降解进

3、一步降解小肠小肠小肠小肠小肠小肠嘌呤嘌呤或或嘧啶嘧啶戊糖戊糖(戊糖戊糖-1-磷酸磷酸)核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成小小 结结概概 述述核酸的酶促降解核酸的酶促降解核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成小小 结结概概 述述核酸的酶促降解核酸的酶促降解核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成小小 结结概概 述述核酸的酶促降解核酸的酶促降解11.1.1 11.1.1 核酸酶核酸酶核酸的酶促降解核酸的酶促降解核酸酶核酸酶核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢限制性内切酶限制性内切酶核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成小小 结结

4、概概 述述11.1.1 11.1.1 核酸酶核酸酶二、外切核酸酶：二、外切核酸酶：外切核酸酶是外切核酸酶是非特异性非特异性的磷酸二酯酶的磷酸二酯酶外切核酸酶对核酸外切核酸酶对核酸(dna或或rna)的水解位点示意图的水解位点示意图oh5 p p p pb p p p pbbbbbbb牛脾磷酸二酯牛脾磷酸二酯酶酶（ 5 5 端外切端外切5 5得得3 3）, , 主要得主要得 3 3 - -核苷酸。核苷酸。蛇毒磷酸二酯蛇毒磷酸二酯酶酶（ 3 3 端外切端外切3 3得得5 5）, , 主要得主要得 5 5 - -核苷酸。核苷酸。3 3 5 核酸的酶促降解核酸的酶促降解核酸酶核酸酶核苷酸的分解代谢核苷

5、酸的分解代谢限制性内切酶限制性内切酶核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成小小 结结概概 述述11.1.1 11.1.1 核酸酶核酸酶三、内切核酸酶：三、内切核酸酶：内切核酸酶是内切核酸酶是特异性特异性的磷酸二酯酶的磷酸二酯酶内切核酸酶对内切核酸酶对rna的水解位点示意图的水解位点示意图ohrnase t1pu ： py： 5 p p p ppypupypy p p pgccu p p pga3 rnase i(牛胰核酸酶牛胰核酸酶)rnase irnase t1(曲霉中分离曲霉中分离)3 5 核酸的酶促降解核酸的酶促降解核酸酶核酸酶核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢限制性内切酶限制性内切酶核苷酸的生

6、物合成核苷酸的生物合成小小 结结概概 述述四、脱氧核糖核酸酶：四、脱氧核糖核酸酶：作用方式：作用方式：内切酶内切酶( (切断单链或双链切断单链或双链) ) 外切酶外切酶( (5 5 33 切割或切割或3 3 55 切割切割) )专一性：专一性：专一水解专一水解dnadna目前还没有发现碱基专一性，但有序列专一性，即目前还没有发现碱基专一性，但有序列专一性，即限制性内切酶限制性内切酶。11.1.1 11.1.1 核酸酶核酸酶核酸的酶促降解核酸的酶促降解核酸酶核酸酶核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢限制性内切酶限制性内切酶核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成小小 结结概概 述述11.1.2 11.1.2

7、 限制性内切酶限制性内切酶 1979年，年，w. arber, h. smith和和d. nathans等发现某些细菌细等发现某些细菌细胞内存在一类能识别一定序列并水解外源双链胞内存在一类能识别一定序列并水解外源双链dna的内切核酸酶，的内切核酸酶，即限制性内切酶。即限制性内切酶。核酸的酶促降解核酸的酶促降解核酸酶核酸酶核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢限制性内切酶限制性内切酶核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成小小 结结概概 述述11.1.2 11.1.2 限制性内切酶限制性内切酶核酸的酶促降解核酸的酶促降解核酸酶核酸酶核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢限制性内切酶限制性内切酶核苷酸的生物合成核苷酸

8、的生物合成小小 结结概概 述述核酸的酶促降解核酸的酶促降解核酸酶核酸酶核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢限制性内切酶限制性内切酶核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成小小 结结概概 述述常用的常用的dna限制性内切酶的专一性限制性内切酶的专一性酶酶辨认的序列和切口辨认的序列和切口说明说明 a g c t t c g a g g a t c c c c t a g g a g a t c t t c t a g a 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

9、 bam h ialu ibgl ieco r ihind sal isma i四核苷酸，平端切口四核苷酸，平端切口六核苷酸，平端切口六核苷酸，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，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口限制性内切酶的命名和意义限制性内切酶的命名和意义核酸的酶促降解核酸的酶促降解核酸酶核酸酶核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢限制性内切酶限制性内切酶核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成小小 结结概概 述述细菌如何避免自我降解细菌如何避免自我降解细菌除具有细菌除具有限制酶限制酶

10、外，还具有一种对自身外，还具有一种对自身dna起起修饰作用的修饰作用的甲基化酶甲基化酶(即修饰酶即修饰酶)。一种限制酶和其。一种限制酶和其相应的相应的修饰酶修饰酶对底物对底物dna的识别和作用的部位是的识别和作用的部位是相同的。相同的。修饰酶使该部位上的碱基甲基化，从而使限制酶修饰酶使该部位上的碱基甲基化，从而使限制酶对这种修饰过的对这种修饰过的dna不再起作用。不再起作用。因此，在细胞中，限制酶可降解外源侵入的因此，在细胞中，限制酶可降解外源侵入的dna，但不降解经修饰酶甲基化保护的自身，但不降解经修饰酶甲基化保护的自身dna。核酸的酶促降解核酸的酶促降解核酸酶核酸酶核苷酸的分解代谢核苷酸的

11、分解代谢限制性内切酶限制性内切酶核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成小小 结结概概 述述11.2.1 核苷酸的降解核苷酸的降解核酸的酶促降解核酸的酶促降解核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成概概 述述 嘌呤的降解嘌呤的降解核苷酸的降解核苷酸的降解核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢嘧啶的降解嘧啶的降解小小 结结 11.2.2 嘌呤的降解嘌呤的降解-产生尿酸产生尿酸核酸的酶促降解核酸的酶促降解核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成概概 述述 嘌呤的降解嘌呤的降解核苷酸的降解核苷酸的降解核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢嘧啶的降解嘧啶的降解小小 结结 腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脱氨酶腺嘌呤脱氨酶次黄嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤鸟

12、嘌呤脱氨酶鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶尿酸尿酸 嘌呤的分解代谢可在嘌呤的分解代谢可在 核苷酸、核苷、碱基三个核苷酸、核苷、碱基三个 水平上进行水平上进行! !黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶核酸的酶促降解核酸的酶促降解核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成概概 述述 嘌呤的降解嘌呤的降解核苷酸的降解核苷酸的降解核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢嘧啶的降解嘧啶的降解小小 结结 11.2.2 嘌呤的降解嘌呤的降解-产生尿酸产生尿酸核酸的酶促降解核酸的酶促降解核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成概概 述述 嘌呤的降解嘌呤的降解核苷酸的降解核苷酸的降解核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢嘧啶的降解嘧啶的降解小小 结结

13、 黄嘌呤氧化酶与痛风黄嘌呤氧化酶与痛风nadphnadph水水解解位位置置水水解解位位置置11.2.3 嘧啶的降解嘧啶的降解核酸的酶促降解核酸的酶促降解核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成概概 述述 嘌呤的降解嘌呤的降解核苷酸的降解核苷酸的降解核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢嘧啶的降解嘧啶的降解小小 结结 嘧嘧啶啶的的分分解解11.3 核苷酸的生物合成11.3.1 核糖核苷酸的生物合成(重点)11.3.2 脱氧核糖核苷酸的生物合成11.3.3 各种核苷酸的相互转变各种核苷酸合成途径有各种核苷酸合成途径有从头合成从头合成和和救补途径救补途径：从头合成从头合成(de nove synthesis)：利

14、用氨基酸、磷酸戊糖等简单的化合物利用氨基酸、磷酸戊糖等简单的化合物 合成核苷酸。合成核苷酸。救补途径救补途径(salvage pathway)：利用核酸降解或进食等从外界补充的含氮利用核酸降解或进食等从外界补充的含氮 碱基或核苷合成新的核苷酸。碱基或核苷合成新的核苷酸。11.3.1 核糖核苷酸的生物合成核糖核苷酸的生物合成(重点重点)11.3.1.1 11.3.1.1 嘌呤核苷酸的生物合成嘌呤核苷酸的生物合成(1) 从头合成途径(2) 补救途径11.3.1.1 11.3.1.1 嘧啶核苷酸的生物合成嘧啶核苷酸的生物合成(1) 从头合成途径(2) 补救合成途径补救合成途径11.3.1 核糖核苷酸

15、的生物合成核糖核苷酸的生物合成(重点重点) 20 20世纪世纪5050年代，利用同位素标记，以鸽肝年代，利用同位素标记，以鸽肝为材料阐明嘌呤核苷酸的生物合成途径。一般为材料阐明嘌呤核苷酸的生物合成途径。一般认为，所有生物合成嘌呤的过程基本相同。认为，所有生物合成嘌呤的过程基本相同。11.3.1.1 11.3.1.1 嘌呤核苷酸的生物合成嘌呤核苷酸的生物合成 生物中合成生物中合成嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸的过程：的过程：先合成先合成次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸(imp)(imp)，再由，再由impimp生成生成ampamp和和gmpgmp。(1)嘌呤核苷酸的从头合成途径5-5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸5-5-磷酸磷酸核糖胺核糖胺甘氨酸甘氨酸甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰