生物化学核酸的酶促降解和核苷酸代谢

生物化学核酸的酶促降解和核苷酸代谢第1页，课件共31页，创作于2023年2月核酸的酶促降解

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+戊糖磷酸第2页，课件共31页，创作于2023年2月核酸酶

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、核酸酶的作用特点第3页，课件共31页，创作于2023年2月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4页，课件共31页，创作于2023年2月内切核酸酶对RNA的水解位点示意图5´

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pGA3´RNAaseIRNAaseIRNAaseT1RNAaseT1Pu：嘌呤Py：嘧啶

第5页，课件共31页，创作于2023年2月限制性内切酶

类型命名意义

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）。第6页，课件共31页，创作于2023年2月常用的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，粘端切口第7页，课件共31页，创作于2023年2月限制性内切酶类型

I型：分子量大于105，多亚基，需S-线苷蛋氨酸、ATP和Mg2+，识别位点与切割位点相差甚远，产物为异质，是限制与修饰相排斥的多功能酶.

Ⅱ型：分子量小于105，需Mg2+，切割位点位于识别位点上，产物为专一性片段，不具修饰酶功能。现在分子生物学研究所用的限制性内切酶均为此类。

ⅡI型：识别位点为5-7bp的非对称序列

，切割位点在顺序之外离识别序列5-10bp，切割双链，个别也切割单链。是限制与修饰相多功能酶.第8页，课件共31页，创作于2023年2月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。第9页，课件共31页，创作于2023年2月核苷酸的降解（自学）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）戊糖磷酸第10页，课件共31页，创作于2023年2月嘌呤的分解第11页，课件共31页，创作于2023年2月嘧啶的分解三种嘧啶有两种分解途径，分别产生β-丙氨酸、β-氨基异丁酸及共同产物CO2和氨。第12页，课件共31页，创作于2023年2月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三、单核苷酸转变成核苷二磷酸和核苷三磷酸（自学）四、各种核苷酸的相互转变合成中注意几点：第13页，课件共31页，创作于2023年2月核糖核苷酸的生物合成1、嘌呤核苷酸的生物合成(1)从头合成途径(2)补救途径(自学)2、嘧啶核苷酸的生物合成(1)从头合成途径(2)补救合成途径(自学)第14页，课件共31页，创作于2023年2月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的从头合成从头合成以氨基酸和小分子物质为原料逐渐参入原子合成的。总结合成特点：第15页，课件共31页，创作于2023年2月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CO2第16页，课件共31页，创作于2023年2月IMP的生物合成第17页，课件共31页，创作于2023年2月IMP转变为GMP和AMP第18页，课件共31页，创作于2023年2月嘌呤核苷酸合成补救途径（自学）

磷酸核糖转移酶嘌呤+PRPPA(G)MP+PPi嘌呤+1-P-核糖嘌呤核苷

A(G)MPATP

ADP第19页，课件共31页，创作于2023年2月嘧啶核苷酸从头合成途径

c、UMP转变为CTPCTPCTP合成酶

ATPGlnH2OUMPUDPUTP

a、嘧啶环上原子的来源b、UMP的从头合成合成特点：第20页，课件共31页，创作于2023年2月嘧啶环上各原子的来源

来自天冬氨酸来自CO2来自NH3NNCCCC654321第21页，课件共31页，创作于2023年2月尿嘧啶核苷酸合成途径第22页，课件共31页，创作于2023年2月嘧啶核苷酸补救合成途径（自学）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第23页，课件共31页，创作于2023年2月脱氧核苷酸的合成

2、脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成1、脱氧核苷酸的合成四种脱氧核糖核苷酸（dADP、dGDP、dCDP、dUDP）的合成：是由相应的核糖核苷酸还原生成的。还原过程发生在核苷二磷酸水平上。上述合成的dUMP不存在于DNA中，它主要用于合成dTMP。甲基化

dUMPdTMP第24页，课件共31页，创作于2023年2月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第25页，课件共31页，创作于2023年2月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、N10亚甲基FH4FH2二氢叶酸还原酶Ser羟甲基转移酶ONHNOdR-PCH3ONHNOdR-P第26页，课件共31页，创作于2023年2月核苷酸的合成及相互关系第27页，课件共31页，创作于2023年2月合成特点：嘌呤核苷酸的合成不是先形成游离嘌呤，再接上核糖和磷酸。而是以PRPP(5-磷酸核糖-1-焦磷酸)提供核糖和磷酸，在PRPP的C1位置上逐步进行嘌呤环的组装，先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP）,然后再转化为其它嘌呤核苷酸。3、合成简式：(反应式见P278图11-7，8，9）谷酰甘aa甲酸盐CO2天冬aa甲酸盐天冬aaAMPPRPPIMP

谷酰GMP第28页，课件共31页，创作于2023年2月合成特点：与嘌呤核苷酸的合成不同，先合成嘧啶环骨架（乳清酸），再与PRPP结合，生成尿嘧啶核苷酸（UMP），再转化为胞嘧啶核苷酸（CTP）。合成简式：

PRPP2ATP谷酰氨甲酰磷酸+天冬氨酸乳清酸UMPUTPCTP第29页，课件共31页，创作于2023年2月

四种脱氧核糖核苷酸（dADP、dGDP、dCDP、dUDP）的合成：是由相应的核糖核苷酸还原生成的。还原过程发生在核苷二磷酸水平上。

激酶