生化-23核酸的酶促降解及核苷酸代謝

1、第十二章 核酸降解和核苷酸代謝,本章重點(diǎn)討論核酸酶的類(lèi)別和特點(diǎn)，對(duì)核苷酸的生物合成和分解代謝作一般介紹,第一節(jié) 核酸的酶促降解,第三節(jié) 核苷酸的合成代謝,第二節(jié) 核苷酸的分解代謝,第一節(jié) 核酸的酶促降解,一、核酸酶,二、限制性內(nèi)切酶,核 酸 酶,1、核酸酶的分類(lèi),1）根據(jù)對(duì)底物的 專一性分為,2）根據(jù)切割位點(diǎn)分為,2、核酸酶的作用特點(diǎn),外切核酸酶對(duì)核酸的水解位點(diǎn),5,OH,B,3,B,B,B,B,B,B,B,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,內(nèi)切核酸酶對(duì)RNA的水解位點(diǎn)示意圖,RNAase I,RNAase I,RNAase T1,RNAase T1,Pu ：

2、嘌呤 Py：嘧啶,限制性內(nèi)切酶,類(lèi)型 專一性 命名意義,原核生物中存在著一類(lèi)能識(shí)別外源DNA雙螺旋中4-8個(gè)堿基對(duì)所組成的特異的具有二重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的回文序列，并在此序列的某位點(diǎn)水解DNA雙螺旋鏈，產(chǎn)生粘性末端或平末端，這類(lèi)酶稱為限制性內(nèi)切酶（ristriction endonuclease,限制性內(nèi)切酶類(lèi)型,I型：分子量大于105，多亞基，需S-線苷蛋氨酸、ATP和Mg2+ ，識(shí)別位點(diǎn)與切割位點(diǎn)相差甚遠(yuǎn)，產(chǎn)物為異質(zhì)，是限制與修飾相排斥的多功能酶,型：分子量小于105，需Mg2+ ，切割位點(diǎn)位于識(shí)別 位點(diǎn)上，產(chǎn)物為專一性片段，不具修飾酶功能?，F(xiàn)在分子生物學(xué)研究所用的限制性內(nèi)切酶均為此類(lèi),I型：識(shí)

3、別位點(diǎn)為5-7bp的非對(duì)稱序列 ，切割位點(diǎn)在順序之外離識(shí)別 序列5-10bp，切割雙鏈，個(gè)別也切割單鏈。是限制與修飾相多功能酶,常用的DNA限制性內(nèi)切酶的專一性,酶,辨認(rèn)的序列和切口,說(shuō)明,A G C T T C G A,G G A T C C C C T A G G,A G A T C T T C T A G A,G A A T T C C T T A A G,A A G C T T T T C G A A,G T C G A C C A G C T G,C C C G G G G G G C C C,Bam H I,Alu I,Bgl I,Eco R I,Hind,Sal I,Sma I,

4、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,限制性內(nèi)切酶的命名和意義,Eco R I,序號(hào),屬名,種名,株名,例：Eco R I，這是從大腸桿菌（Ecoli）R菌珠中分離出的一種限制性內(nèi)切酶,限制性內(nèi)切酶是分析染色體結(jié)構(gòu)、制作DNA限制圖譜、進(jìn)行DNA序列測(cè)定和基因分離、基因體外重組等研究中不可缺少的工具，是一把天賜的神刀，用來(lái)解剖纖細(xì)的DNA分子,第二節(jié) 核苷酸的分解代謝,2、嘧啶的降解,1、嘌呤的降解,嘌呤的分解,嘧啶的分解,乙酰CoA,琥珀酰CoA,第三節(jié) 核苷酸的合成代謝,從頭合成：利用少數(shù)

5、幾種氨基酸、核糖-5-磷酸、CO2等作為原料來(lái)合成。 補(bǔ)救合成途徑：利用細(xì)胞內(nèi)已有的游離堿基或核苷進(jìn)行合成,第三節(jié) 核苷酸的合成代謝,一、核糖核苷酸的生物合成,二、脫氧核糖核苷酸的生物合成,三、單核苷酸轉(zhuǎn)變成核苷二磷酸和核苷 三磷酸（自學(xué),四、各種核苷酸的相互轉(zhuǎn)變,一、核糖核苷酸的生物合成,1、嘌呤核苷酸的生物合成,1) 從頭合成途徑,2) 補(bǔ)救途徑(自學(xué),2、嘧啶核苷酸的生物合成,1) 從頭合成途徑,2) 補(bǔ)救合成途徑(自學(xué),1 、嘌呤核苷酸的從頭合成途徑,c、IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP和GMP,a、嘌呤環(huán)上原子的來(lái)源,b、IMP的從頭合成,嘌呤環(huán)上各原子的來(lái)源,1、次黃嘌呤IMP核苷酸的從頭合成,

6、5-磷酸核糖 + ATP,5-磷酸核糖焦磷酸 + AMP,磷酸核糖焦磷酸激酶,Mg2,磷酸核糖焦磷酸激酶,轉(zhuǎn)酰胺酶,5-磷酸核糖胺,5-磷酸核糖胺,甘氨酰胺核苷酸,合成酶,甘氨酰胺核苷酸,甲酰甘氨酰胺核苷酸,轉(zhuǎn)甲?；?來(lái)自甲酸（鹽,甲酰甘氨酰胺核苷酸,甲酰甘氨脒核苷酸,合成酶,甲酰甘氨脒核苷酸,5-氨基-咪唑核苷酸,合成酶,N5-羧基氨基咪唑核苷酸,5-氨基-咪唑核苷酸,氨基咪唑核苷酸羧化酶,5-氨基-咪唑-4-羧酸核苷酸,N5-羧基氨基咪唑核苷酸,5-氨基-咪唑-4-羧酸核苷酸,N-琥珀-5-氨基咪唑 -4-氨甲酰核苷酸,5-氨基咪唑-4（N-琥珀基）甲酰胺核苷酸,5-氨基咪唑 -4-氨甲

7、酰核苷酸,延胡索酸,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,5-甲酰氨基咪唑 -4-氨甲酰核苷酸,次黃嘌呤核苷酸,IMP的生物合成,一碳基團(tuán) 代謝,IMP轉(zhuǎn)變?yōu)镚MP和AMP,次黃嘌呤 核苷酸,腺苷酸,黃嘌呤核苷酸,鳥(niǎo)苷酸,腺苷酸代琥珀酸,嘌呤核苷酸合成補(bǔ)救途徑（自學(xué),磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶,嘌呤+PRPP,A(G)MP+PPi,嘧啶核苷酸從頭合成途徑,c、UMP轉(zhuǎn)變?yōu)镃TP,CTP,CTP合成酶,ATP,Gln,H2O,UMP,UDP,UTP,a、嘧啶環(huán)上原子的來(lái)源,b、UMP的從頭合成,嘧啶環(huán)上各原子的來(lái)源,尿嘧啶核苷酸合成途徑,嘧啶核苷酸補(bǔ)救合成途徑（自學(xué),尿嘧啶

8、+PRPP,尿嘧啶+1-P-核糖,尿嘧啶核苷+ATP,UMP+PPi,尿嘧啶核苷+Pi,UMP+ADP,二、脫氧核苷酸的合成,2、脫氧胸腺嘧啶核苷酸的合成,1、脫氧核苷酸的合成,核糖核苷酸的還原反應(yīng),NADP,NADPH+H,硫氧還蛋白還原酶,FAD,核糖核苷酸還原酶（B1和B2,ATP 、Mg2,脫氧胸腺嘧啶核苷酸的合成,胸腺嘧啶核苷酸合成酶,NADPH+H+Ser,NADP+Gly,二氫葉酸還原酶,Ser羥甲基轉(zhuǎn)移酶,O,N,HN,O,dR-P,CH3,O,N,HN,O,dR-P,核苷酸的合成及相互關(guān)系,氨基酸與一碳基團(tuán)代謝,1、一碳基團(tuán)（一碳單位）的概念,2、一碳基團(tuán)和氨基酸代謝,Gly

9、、Ser、Thr、His都可以作為一碳基團(tuán)的供體,3、一碳基團(tuán)的利用：參與合成反應(yīng)， 如磷脂、核苷酸等的合成,一碳基團(tuán),在代謝過(guò)程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解產(chǎn)生具有一個(gè)碳原子的基團(tuán)（不包括CO2），稱為一碳基團(tuán)。一碳基團(tuán)的轉(zhuǎn)移除了和許多氨基酸的代謝直接有關(guān)外，還參與嘌呤和胸腺嘧啶的生物合成,一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶的輔酶：FH4 一碳基團(tuán)四氫葉酸化合物的結(jié)構(gòu)和命名,CH=NH 亞氨甲基 H-CO- 甲?；?-CH2OH 甲醇基 -CH= 次甲基 -CH2- 亞甲基 -CH3 甲基,葉酸和 四氫葉酸（FH4,葉酸,N5，N10-CH2-FH4,一碳基團(tuán)的來(lái)源與轉(zhuǎn)變,S-腺苷蛋氨酸,N5-CH2-FH4,N5 N10 - CH2-FH4,N5， N10 = CH-FH4,N10 -CHO-FH4,N5 ， N10 -CH2-FH4還原酶,N5 ， N10 -CH2-FH4脫氫酶,環(huán)水化酶,絲氨酸,組氨酸苷氨酸,參與 甲基化反應(yīng),為胸腺嘧啶合成提供甲基,參與嘌呤合成,FH4,FH4,FH4,HCOOH,H2O,NAD,NDAH+H,NAD,NDAH+H