核酸的酶促降解

关于核酸的酶促降解第一页，共五十一页，编辑于2023年，星期一第一节核酸的酶促降解第二页，共五十一页，编辑于2023年，星期一一、核酸的降解食物核蛋白蛋白质核酸(RNA与DNA)胰核酸酶RNA酶DNA酶(磷酸二酯酶)单核苷酸胰、肠核苷酸酶(磷酸单酯酶)核苷磷酸核苷酶(水解或磷酸解)戊糖或磷酸戊糖碱基排出，很少利用第三页，共五十一页，编辑于2023年，星期一二、核酸酶1、核酸酶的定义及分类核酸酶是指所有可以水解核酸的酶依据底物不同分类DNA酶(deoxyribonuclease,DNase)：专一降解DNARNA酶(ribonuclease,RNase)：专一降解RNA。非特异性核酸酶依据切割部位不同核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。核酸外切酶：5´→3´或3´→5´核酸外切酶。第四页，共五十一页，编辑于2023年，星期一外切核酸酶对核酸的水解位点5´

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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）第五页，共五十一页，编辑于2023年，星期一内切核酸酶对RNA的水解位点示意图5´

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pOHPyPuPyPy1´

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pGA3´RNAaseIRNAaseIRNAaseT1RNAaseT1Pu：嘌呤Py：嘧啶

第六页，共五十一页，编辑于2023年，星期一限制性内切酶

具有识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链的核酸内切酶统称限制性内切酶（ristrictionendonuclease）。

这些酶主要是从细菌中分离得到，能识别特定的核苷酸顺序，但在细菌本身的DNA中，这些顺序已被（甲基化酶）甲基化，因而不被水解，也就是说这些酶仅限于水解外源DNA以保护自身，故称为“限制性”酶。限制酶都以内切方式水解DNA，产物5ˊ为p，3ˊ为OH。第七页，共五十一页，编辑于2023年，星期一限制性内切酶的命名和意义EcoRI序号属名种名株名例：EcoRI，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。三字母：属名＋种名＋株名第八页，共五十一页，编辑于2023年，星期一二、核酸酶2、核酸酶的功能参与DNA的合成与修复及RNA合成后的剪接等重要基因复制和基因表达过程负责清除多余的、结构和功能异常的核酸，同时也可以清除侵入细胞的外源性核酸在消化液中降解食物中的核酸以利吸收体外重组DNA技术中的重要工具酶生物体内的核酸酶负责细胞内外催化核酸的降解第九页，共五十一页，编辑于2023年，星期一第二节核苷酸的降解第十页，共五十一页，编辑于2023年，星期一一、核苷酸的降解

2、嘧啶的降解1、嘌呤的降解

核苷酸酶核苷酸核苷磷酸核苷磷酸化酶碱基+戊糖-1-磷酸（生物体内广泛存在）核苷水解酶碱基+戊糖（植物和微生物）第十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期一二、嘌呤的分解代谢嘌呤核苷酸的结构GMPAMP第十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期一二、嘌呤的分解代谢嘌呤碱的最终代谢产物AMPGMPH（次黄嘌呤）GX（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶（人、猿、鸟）第十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期一（非灵长类哺乳动物）（硬骨鱼）（鱼类、两栖类）（低等动物）第十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期一

痛风症患者由于体内嘌呤核苷酸分解代谢异常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸钠晶体沉积于软骨、关节、软组织及肾脏，临床上表现为皮下结节，关节疼痛等。

痛风症第十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期一三、嘧啶的分解代谢

嘧啶核苷酸的结构第十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期一嘧啶碱1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷

核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶三、嘧啶的分解代谢第十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期一脱氨氧化还原反应开环还原反应开环第十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期一NADPH+H+核苷酸酶嘧啶核苷酸嘧啶核苷核苷酶嘧啶CONCCHCHNNH2HCOHNCCHCHNOHNH3COHNCCH2CH2NOHNADP+H2OCOH2NCCH2CH2NOHHOH2OCO2+NH3H2N-CH2-CH2-COOHβ-丙氨酸胞嘧啶尿嘧啶第十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期一COHNCC-CH3CHNOHNADPH+H+NADP+COHNCCH-CH3CH2NOHCOH2NCCH-CH3CH2NOHHOH2OCO2+NH3β-氨基异丁酸H2N-CH2-CH-COOHCH3β-脲基异丁酸H2O胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶第二十页，共五十一页，编辑于2023年，星期一

嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸分解代谢最大的不同是嘧啶环的裂解，最后生成β-氨基酸

嘧啶碱的降解产物易溶于水，故嘧啶代谢异常的疾病较少。第二十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期一第三节核苷酸的生物合成

核苷酸在细胞内合成有两条基本途径：

1、从头合成或从无到有途径：由AA、磷酸戊糖、CO2

和NH3等简单的化合物合成核苷酸

2、补救途径：由预先形成的碱基或核苷合成核苷酸。第二十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期一一、嘌呤核苷酸的合成代谢

嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。

肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成途径。1、嘌呤核苷酸的从头合成定义合成部位第二十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期一嘌呤碱合成的元素来源N1C2N3C4C5C6N97NC8

甲炔基(一碳单位)甘氨酸CO2Asp甲酰基(一碳单位)Gln(酰胺基)甘氨当中站,谷氮坐两边,左上天冬氨,头顶CO2还剩下一个一碳单位N5,N10-次甲基四氢叶酸第二十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期一

合成原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、一碳基团、CO2、磷酸核糖。

合成特点：磷酸核糖为起始物，逐步加原料合成嘌呤环，形成重要中间产物IMP（次黄嘌呤核苷酸），再由它转变为AMP和GMP。第二十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期一过程1.IMP的合成2.AMP和GMP的生成第二十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期一R-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（5’－磷酸核糖－1’－焦磷酸）PRPP在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下IMPAMPGMPH2N-1-R-5´-P（5´-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶第二十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期一IMP生成总反应过程第二十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期一①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶2）AMP和GMP的生成第二十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期一AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶第三十页，共五十一页，编辑于2023年，星期一•

嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。•IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。

AMP或GMP的合成又需1个ATP。嘌呤核苷酸从头合成特点第三十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期一

利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。2、嘌呤核苷酸的补救合成途径第三十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期一腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)参与补救合成的酶第三十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期一腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黄嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鸟嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi合成过程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP第三十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期一补救合成的生理意义补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。第三十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期一3、嘌呤核苷酸的相互转变IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脱氨酶鸟苷酸还原酶NADPH+H+NADP+NH3第三十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期一1、嘧啶核苷酸的从头合成主要是肝细胞胞液嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。定义合成部位二、嘧啶核苷酸的合成代谢第三十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期一嘧啶合成的元素来源AspCO2GlnNH2HCH2CHOOCHOOCNCNCCC123456天冬氨酸列右边谷氨酰胺左上边剩下一个CO2第三十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期一

合成原料：谷氨酰胺、天冬氨酸、CO2、磷酸核糖。

合成特点：用原料先合成嘧啶环，然后再与磷酸核糖连接生成嘧啶核苷酸。第三十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期一合成过程1）尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸+氨基甲酰磷酸第四十页，共五十一页，编辑于2023年，星期一第四十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期一2）胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶谷氨酰胺ATP谷氨酸ADP+Pi第四十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期一2、嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶+

PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶UMP+ADP胸腺嘧啶核苷+ATP胸苷激酶TMP+ADP第四十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期一三、脱氧核苷酸的合成2、脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成1、脱氧核苷酸的合成第四十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期一在核苷二磷酸水平被还原而成OHOPOOHH碱基HOHHHOOOHOPHOOHOPOHH碱基HOHHHOOOHOPHONADPH+H+NADP++H2O核糖核苷酸还原酶dNDPNDP第四十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期一核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶NDPdNDPADPdADPGDPdGDPUDPdUDPCDPdCDPTDPdTDP第四十六页，