核酸的酶促降解及核苷酸代谢

核酸的酶促降解和核苷酸代谢

本章重点讨论核酸酶的类别和特点，对核苷酸的生物合成和分解代谢作一般介绍。第一节核酸的酶促降解第三节核苷酸的合成代谢第二节核苷酸的分解代谢核酸的酶促降解

一、核酸酶二、限制性内切酶

核酸酶核苷酸酶核苷酸磷酸化酶

核酸核苷酸核苷碱基+戊糖磷酸核酸酶

1、核酸酶的分类（1）根据对底物的专一性分为（2）根据切割位点分为核糖核酸酶(RNase)脱氧核糖核酸酶(DNase)非特异性核酸酶核酸内切酶核酸外切酶2、核酸酶的作用特点外切核酸酶对核酸的水解位点5´

p

p

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pOHB

p

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p3´BBBBBBB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）内切核酸酶对RNA的水解位点示意图5´

p

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pOHPyPuPyPy1´

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pGACU

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pGA3´RNAaseIRNAaseIRNAaseT1RNAaseT1Pu：嘌呤Py：嘧啶

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具有二重旋转对称性的回文序列，并在此序列的某位点水解DNA双螺旋链，产生粘性末端或平末端，这类酶称为限制性内切酶（ristrictionendonuclease）。DNA某一片段旋转180o后,顺序不变的序列常用的DNA限制性内切酶的专一性酶辨认的序列和切口说明‥‥AGCT‥‥‥‥TCGA‥‥‥‥GGATCC‥‥‥‥CCTAGG‥‥‥‥AGATCT‥‥‥‥TCTAGA‥‥‥‥GAATTC‥‥‥‥CTTAAG‥‥‥‥AAGCTT‥‥‥‥TTCGAA‥‥‥‥GTCGAC‥‥‥‥CAGCTG‥‥‥‥CCCGGG‥‥‥‥GGGCCC‥‥BamHIAluIBglIEcoRIHindⅢSalISmaI四核苷酸，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，粘端切口限制性内切酶的命名和意义EcoRI序号从该细菌中分离出来的这一类酶的编号

属名属名的第一个字母

种名种名头两个字母

株名大肠杆菌的菌株

例：Eco

RI，这是从大肠杆菌（Ecoli）R菌珠中分离出的一种限制性内切酶

限制性内切酶是分析染色体结构、制作DNA限制图谱、进行DNA序列测定和基因分离、基因体外重组等研究中不可缺少的工具，是一把天赐的神刀，用来解剖纤细的DNA分子。核苷酸的降解2、嘧啶的降解1、嘌呤的降解

核苷酸酶

核苷酸磷酸化酶核苷酸核苷碱基+（脱氧）戊糖磷酸嘌呤的分解嘧啶的分解脱氨还原水解核苷酸的合成代谢一、核糖核苷酸的生物合成二、脱氧核糖核苷酸的生物合成核糖核苷酸的生物合成1、嘌呤核苷酸的生物合成2、嘧啶核苷酸的生物合成嘌呤核苷酸的从头合成途径c、IMP转变为AMP和GMP

a、嘌呤环上原子的来源b、IMP的从头合成嘌呤环上各原子的来源N3N9N7N1C2C6C4C5C8来自谷氨酰胺的酰胺氮来自甲酸来自甲酸来自天冬氨酸来自甘氨酸来自CO2IMP的生物合成嘌呤核苷酸合成补救途径

磷酸核糖转移酶嘌呤+PRPP（5-磷酸核糖-1-焦磷酸）

A(G)MP+PPi嘌呤+1-P-核糖嘌呤核苷A(G)MPATPADP补救途径就是利用从核酸分解产生的或新合成的现有的嘌呤碱同1-磷酸核糖和ATP反应或直接同PRPP反应，直接生成嘌呤核苷酸的过程。核苷磷酸化酶嘧啶核苷酸从头合成途径

c、UMP转变为CTP

a、嘧啶环上原子的来源b、UMP的从头合成嘧啶环上各原子的来源

来自天冬氨酸来自CO2来自NH3NNCCCC654321尿嘧啶核苷酸合成途径CTP胞嘧啶核苷三磷酸合成酶

ATPGlnH2OUMPUDPUTP

尿嘧啶核苷酸激酶核苷二磷酸激酶c、UMP转变为CTP嘧啶核苷酸补救合成途径尿嘧啶+PRPP尿嘧啶+1-P-核糖尿嘧啶核苷+ATPUMP+PPi尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP

尿嘧啶核苷酸磷酸核糖转移酶尿苷磷酸化酶尿苷激酶脱氧核苷酸的合成

2、脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成1、脱氧核苷酸的合成核糖核苷酸的还原反应硫氧还蛋白核糖核酸还原酶系硫氧还蛋白还原酶核糖核苷酸还原酶NADP+NADPH+H+硫氧还蛋白还原酶FAD核糖核苷酸还原酶（B1和B2）ATP、Mg2+硫氧还蛋白（还原型）SHSH硫氧还蛋白（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+H2O脱氧核糖核苷二磷酸脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成

胸腺嘧啶核苷酸合成酶NADPH+H++SerNADP++Gly

N5