生物化学(合工大)第十二章-核酸的酶促降解和核苷酸代谢

第十一章核酸酶促降解和核苷酸代谢本章重点讨论核酸酶类别和特点，对核苷酸生物合成和分解代谢作普通介绍。第一节核酸酶促降解返回第三节核苷酸合成代谢第二节核苷酸分解代谢第1页第一节核酸酶促降解一、核酸酶二、限制性内切酶

核酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶

核酸核苷酸核苷碱基+戊糖-1-P磷酸第2页核酸酶

1、核酸酶分类（1）依据对底物专一性分为（2）依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、核酸酶作用特点第3页外切核酸酶对核酸水解位点5´

p

p

p

pOHB

p

p

p

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页内切核酸酶对RNA水解位点示意图5´

p

p

p

pOHPyPuPyPy1´

p

p

pGACU

p

p

pGA3´RNAaseIRNAaseIRNAaseT1RNAaseT1Pu：嘌呤Py：嘧啶

第5页限制性内切酶

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个碱基对所组成特异含有二重旋转对称性回文序列，并在此序列某位点水解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页惯用DNA限制性内切酶专一性酶识别序列和切口说明‥‥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多功效酶.

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，不具修饰酶功效。现在分子生物学研究所用限制性内切酶均为这类。

ⅡI型：识别位点为5-7bp非对称序列

，切割位点在次序之外离识别序列5-10bp，切割双链，个别也切割单链。是限制与修饰相多功效酶.第8页限制性内切酶命名和意义EcoRI序号属名种名株名例：EcoRI，这是从大肠杆菌（Ecoli）R菌珠中分离出一个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乏工具，是一把天赐神刀，用来解剖纤细DNA分子。第9页第二节核苷酸降解二、嘧啶降解一、嘌呤降解核苷酸酶核苷磷酸化酶核苷酸核苷碱基+（脱氧）戊糖-1-P磷酸第10页嘌呤分解第11页嘧啶分解第12页第三节核苷酸合成代谢一、核糖核苷酸生物合成二、脱氧核糖核苷酸生物合成三、单核苷酸转变成核苷二磷酸和核苷三磷酸（自学）四、各种核苷酸相互转变第13页核糖核苷酸生物合成(1)从头合成路径(2)补救合成路径(自学)第14页嘌呤环上各原子起源来自谷氨酰胺酰胺氮来自“甲酸盐”来自天冬氨酸来自甘氨酸来自CO2来自“甲酸盐”第15页5-磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺甘氨酸甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸5-氨基咪唑核苷酸5-氨基咪唑-4-羧核苷酸IMP生物合成5-氨基咪唑-4-琥珀基-甲酰胺核苷酸5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸次黄嘌呤核苷酸（IMP）甲酰THFA第16页IMP转变为GMP和AMP第17页嘌呤核苷酸合成补救路径（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18页嘧啶核苷酸从头合成路径

c、UMP转变为CTPCTPCTP合成酶

ATPGlnH2OUMPUDPUTP

b、UMP从头合成第19页嘧啶环上各原子起源

天冬氨酸CO2NH3NNCCCC654321H2N-CO-P氨甲酰磷酸第20页尿嘧啶核苷酸合成路径第21页嘧啶核苷酸补救合成路径（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22页脱氧核苷酸合成

2、脱氧胸腺嘧啶核苷酸合成1、脱氧核苷酸合成第23页核糖核苷酸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核糖核苷酸还原酶NADP+NADPH+H+硫氧还蛋白还原酶FADATP、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24页核糖核苷酸还原反应FAD核糖核苷酸还原酶ATP、Mg2+硫氧还蛋白SHSH硫氧还蛋白SS硫氧还蛋白还原酶核糖核苷二磷酸+H2O脱氧核糖核苷二磷酸FADH2谷氧还蛋白SS谷氧还蛋白SHSHNADP+NADPH+H+谷氧还蛋白还原酶OP-P-CH2NOHOHOP-P-CH2NOHHGSSG2GSH谷胱甘肽还原酶第25页核糖核苷酸还原酶示意图底物特异性调整位点酶活性调整位点活性位点R1亚基R2亚基第26页脱氧胸腺嘧啶核苷酸合成

胸腺嘧啶核苷酸合成酶NADPH+H++SerNADP++Gly

N5、N10—CH2—FH4FH2二氢叶酸还原酶Ser羟甲基转移酶ONHNOdR-PCH3ONHNOdR-P第27页叶酸和四氢叶酸（FH4）叶酸四氢叶酸HH105N5，N10-CH2-FH4N5-CHO-FH4CH2CHO第28页一碳基团起源与转变S-腺苷蛋氨酸N5-CH2-FH4N5N10-

CH2-FH4N5，N10=CH-FH4

N10-CHO-FH4N5，

N10-CH2-FH4还原酶N5，

N10-CH2-FH4脱氢酶环水化酶

丝氨酸

组氨酸苷氨酸参加

甲基化反应为胸腺嘧啶合成提供甲基参加嘌呤合成FH4FH4FH4

HCOOHH2ONAD+NDAH+H+NAD+NDAH+H+H+参加嘌呤合成第29页核苷酸合成及相互关系第30页七、核酸酶促降解和核苷酸代谢

1核酸酶促降解

核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、限制性内切酶

2核苷酸降解3核苷酸合成代谢