核酸降解与苷酸代谢

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1、第7章核酸降解和核苷酸代谢核酸的酶促降解核苷酸的分解代谢核苷酸的生物合成核酸酶——水解核酸的酶核酸酶核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶按作用底物（DNA或RNA）分类核酸酶——水解核酸的酶核酸酶核酸内切酶核酸外切酶按作用方式分类：水解分子内磷酸二酯键或水解分子外磷酸二酯键第一节核酸的酶促降解一、核酸外切酶二、核酸内切酶三、限制性内切酶一、外切核酸酶牛脾磷酸二酯酶（5´端外切5得3）蛇毒磷酸二酯酶（3´端外切3得5）5´pppOHBpppp3´BBBBBBBOH外切酶：如蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二酯酶，蛇毒磷酸二酯酶从多核苷酸链的3′

2、端开始逐个水解核苷酸链，产物为5′-核苷酸。牛脾磷酸二酯酶从多核苷酸链的5′端开始逐个水解核苷酸链，产物为3′-核苷酸二、内切核酸酶GA5´ppppOHPyPuPyPy1´pppGACUppp3´RNAaseIRNAaseT1Pu：嘌呤Py：嘧啶如牛胰核糖核酸酶作用于嘧啶核苷酸的磷酸二酯键，生成3-p-嘧啶核苷或末端为3'-p-嘧啶核苷的寡核苷酸。三、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回文序列，并在此序列的某位点水解DNA的酶，这类酶称为限制性内切酶（ristrictione

3、ndonuclease）。(一)限制性内切酶类型I型：识别位点与切割位点相差甚远，产物为异质的。Ⅱ型：切割位点位于识别位点上，产物为专一性片段，对核酸研究特别有用。现在分子生物学研究所用的限制性内切酶均为此类。III型：有专一的识别顺序，但不是对称的回文顺序,在识别顺序旁边几个核苷酸对的固定位置上切割双链。（二）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‥‥GGATCC‥‥‥‥CCTAGG‥‥‥‥GAATTC‥‥‥‥CTTAAG‥‥‥‥AAGCTT‥‥‥‥TTCGAA‥‥‥‥GTCGAC‥‥‥‥CAGCTG‥‥‥

4、‥CCCGGG‥‥‥‥GGGCCC‥‥BamHIEcoRIHindⅢSalISmaI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，粘端切口转基因技术甲基化酶这种酶能使细菌自身DNA中的核苷酸甲基化而不被限制酶降解。可降解外来DNA分子。（保护作用）第二节核苷酸的分解代谢一、核苷酸的分解代谢二、嘌呤的分解代谢三、嘧啶的分解代谢一、核苷酸的分解代谢核苷酸核苷核苷酸酶Pi碱基核苷磷酸化酶1-磷酸核糖核苷酶碱基＋核糖NNNNNH2HNNNNOHHNNNNOHOHNNNNOHHNH2NNNN

5、OHOHHO二、嘌呤核苷酸的分解：尿酸腺嘌呤鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤NNNNOHOH2HONNNNOHOHHONNNNOHOH2H2OOHNOH2NH2COOHCHONH3＋CO2尿酸尿囊素尿囊酸乙醛酸尿素最终产物人、灵长类、鸟类、爬行类等------尿酸其他哺乳动物----尿囊素鱼类、两栖类------尿素、乙醛酸植物---------尿囊素、尿囊酸微生物、低等动物-----尿素---CO2+H2O（一）胞嘧啶和尿嘧啶的降解：二、嘧啶的分解↓乙酰辅酶A（二）胸腺嘧啶的降解：琥珀酰辅酶A↓第三节核苷酸的合成代谢核苷酸合成的2条途

6、径：1、从头合成途径：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位、二氧化碳等简单化合物为原料，经一系列酶促反应合成核苷酸的过程。主要的合成途径。2、补救合成途径：利用体内游离的碱基或核苷，经过简单反应过程合成核苷酸。次要合成途径。一、嘌呤核苷酸的合成：（一）嘌呤核苷酸的从头合成途径1.嘌呤环各组成成分的来源同位素实验证明原料：天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳单位（甲酸盐）、CO2、PRPPCCCCCNNNN2.过程：两个阶段第一阶段：次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成第二阶段：腺嘌呤核苷酸(AMP)与鸟嘌呤核苷酸(GMP)的生成嘌呤核苷酸的

7、从头合成5-磷酸核糖+ATPPRPP+AMPIMP次黄嘌呤核苷酸PRPP合成酶天冬氨酸甘氨酸谷氨酰胺一碳单位CO2次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成AMP与GMP的生成IMP腺苷酸代琥珀酸黄嘌呤核苷酸（XMP）天冬氨酸NADH+H+NAD+AMPGTPGMP谷氨酰胺ATP延胡索酸（二）补救合成途径（salvagepathway）概念：细胞利用现成的嘌呤碱基或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成途径。腺嘌呤＋PRPPAMP＋PPiAPRT次黄嘌呤＋PRPPIMP＋PPiHGPRT鸟嘌呤＋PRPPGMP＋PPiHGPRT腺

8、嘌呤核苷AMP腺苷激酶ATPADP反应过程：5-磷酸核糖焦磷酸二、嘧啶核苷酸的合成（一）从头合成先合成嘧啶环，再由嘧啶和PRPP合成嘧啶核苷酸。先合成UMP，再进一步转变为胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸。1、从头合成的过程：（1）UMP的合成：UMP合成原料：谷氨酰胺、CO2、（谷氨酰胺+C