第八章核酸酶促降解及核苷酸代謝課件

核酸的酶促降解和核苷酸代謝本章重點討論核酸酶的類別和特點，對核苷酸的生物合成和分解代謝作一般介紹。第一節(jié)核酸的酶促降解返回第三節(jié)核苷酸的合成代謝第二節(jié)核苷酸的分解代謝（自學(xué)）核酸的酶促降解和核苷酸代謝本章重點討論核酸酶的類核酸的酶促降解一、核酸酶二、限制性內(nèi)切酶

核酸酶核苷酸酶核苷酸磷酸化酶

核酸核苷酸核苷堿基+戊糖磷酸核酸的酶促降解一、核酸酶二、限制性內(nèi)切酶核酸酶

1、核酸酶的分類（1）根據(jù)對底物的專一性分為（2）根據(jù)切割位點分為核糖核酸酶(RNase)脫氧核糖核酸酶(DNase)非特異性核酸酶核酸內(nèi)切酶核酸外切酶2、核酸酶的作用特點核酸酶

1、核酸酶的分類（1）根據(jù)對底物外切核酸酶對核酸的水解位點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）外切核酸酶對核酸的水解位點5′ppppOHBpp內(nèi)切核酸酶對RNA的水解位點示意圖5′

p

p

p

pOHPyPuPyPy1′

p

p

pGACU

p

p

pGA3′RNAaseIRNAaseIRNAaseT1RNAaseT1Pu：嘌呤Py：嘧啶

內(nèi)切核酸酶對RNA的水解位點示意圖5′ppppOHP限制性內(nèi)切酶

類型命名意義原核生物中存在著一類能識別外源DNA雙螺旋中4-8個堿基對所組成的特異的具有二重旋轉(zhuǎn)對稱性的回文序列，并在此序列的某位點水解DNA雙螺旋鏈，產(chǎn)生粘性末端或平末端，這類酶稱為限制性內(nèi)切酶（ristrictionendonuclease）。限制性內(nèi)切酶

類型原核生物中存在著一類能識別外源常用的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)的序列和切口說明‥‥限制性內(nèi)切酶類型

I型：分子量大于105，多亞基，需S-線苷蛋氨酸、ATP和Mg2+，識別位點與切割位點相差甚遠(yuǎn)，產(chǎn)物為異質(zhì)，是限制與修飾相排斥的多功能酶.

Ⅱ型：分子量小于105，需Mg2+，切割位點位于識別位點上，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。

ⅡI型：識別位點為5-7bp的非對稱序列

，切割位點在順序之外離識別序列5-10bp，切割雙鏈，個別也切割單鏈。是限制與修飾相多功能酶.限制性內(nèi)切酶類型I型：分子量大于105，多限制性內(nèi)切酶的命名和意義EcoRI序號屬名種名株名例：EcoRI，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、進行DNA序列測定和基因分離、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，用來解剖纖細(xì)的DNA分子。限制性內(nèi)切酶的命名和意義EcoRI序號屬名種名株名例：E核苷酸的降解（自學(xué)）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堿基+（脫氧）戊糖磷酸核苷酸的降解（自學(xué)）2、嘧啶的降解1、嘌呤的降解嘌呤的分解嘌呤的分解嘧啶的分解嘧啶的分解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)補救合成途徑(自學(xué))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)上原子的來源b、IMP的從頭合成嘌呤核苷酸的從頭合成途徑c、IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP和GMPa、嘌呤環(huán)上各原子的來源N3N9N7N1C2C6C4C5C8來自谷氨酰胺的酰胺氮來自甲酸來自甲酸來自天冬氨酸來自甘氨酸來自CO2嘌呤環(huán)上各原子的來源N3N9N7N1C2C6C4C5C8來自IMP的生物合成一碳基團代謝IMP的生物合成一碳基團IMP轉(zhuǎn)變?yōu)镚MP和AMPIMP轉(zhuǎn)變?yōu)镚MP和AMP嘌呤核苷酸合成補救途徑（自學(xué)）

磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘌呤+PRPPA(G)MP+PPi嘌呤+1-P-核糖嘌呤核苷

A(G)MPATP

ADP嘌呤核苷酸合成補救途徑（自學(xué)）磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘌呤+PRPP嘧啶核苷酸從頭合成途徑

c、UMP轉(zhuǎn)變?yōu)镃TPCTPCTP合成酶

ATPGlnH2OUMPUDPUTP

a、嘧啶環(huán)上原子的來源b、UMP的從頭合成嘧啶核苷酸從頭合成途徑

c、UMP轉(zhuǎn)變?yōu)镃TPCTPCTP合嘧啶環(huán)上各原子的來源

來自天冬氨酸來自CO2來自NH3NNCCCC654321嘧啶環(huán)上各原子的來源

來自天冬氨酸來自CO2來自NH3NN尿嘧啶核苷酸合成途徑尿嘧啶核苷酸合成途徑嘧啶核苷酸補救合成途徑（自學(xué)）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嘧啶核苷酸補救合成途徑（自學(xué)）尿嘧啶+PRPP尿嘧啶+1-P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、脫氧核苷酸核糖核苷酸的還原反應(yīng)硫氧還蛋白核糖核酸還原酶系硫氧還蛋白還原酶核糖核苷酸還原酶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+硫氧還蛋白（還原型）SHSH硫氧還蛋白（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+H2O脫氧核糖核苷二磷酸核糖核苷酸的還原反應(yīng)硫氧還蛋白核糖核酸還原酶系硫氧還蛋白還原脫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亞甲基FH4FH2二氫葉酸還原酶Ser羥甲基轉(zhuǎn)移酶ONHNOdR-PCH3ONHNOdR-P脫氧胸腺嘧啶核苷酸的合成

胸腺嘧啶核苷酸合成酶NADPH+核苷酸的合成及相互關(guān)系核苷酸的合成及相互關(guān)系氨基酸與一碳基團代謝

1、一碳基團（一碳單位）的概念2、一碳基團和氨基酸代謝Gly、Ser、Thr、His都可以作為一碳基團的供體。3、一碳基團的利用：參與合成反應(yīng)，如磷脂、核苷酸等的合成。氨基酸與一碳基團代謝

1、一碳基團（一碳單位）的概念2、一碳一碳基團

在代謝過程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解產(chǎn)生具有一個碳原子的基團（不包括CO2），稱為一碳基團。一碳基團的轉(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轉(zhuǎn)移酶的輔酶：FH4一碳基團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甲基一碳基團在代謝過程中，某些化合物（如氨基酸）第八章核酸酶促降解及核苷酸代謝課件第八章核酸酶促降解及核苷酸代謝課件葉酸和四氫葉酸（FH4）葉酸四氫葉酸HH105N5，N10-CH2-FH4N5-CHO-FH4CH2CHO葉酸和四氫葉酸（FH4）葉酸四氫葉酸HH105N5，N10一碳基團的來源與轉(zhuǎn)變S-腺苷蛋氨酸N5-CH2-FH4N5N10-

CH2-FH4N5，N10=CH-FH4

N10-CHO-FH4N5，

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FH4FH4FH4

HCOOHH2ONAD+NDAH+H+NAD+NDAH+H+H+參與嘌呤合成一碳基團的來源與轉(zhuǎn)變S-腺苷蛋氨酸N5-CH2-FH4N5七、核酸的酶促降解和核苷酸的代謝

1核酸的酶促降解

核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶、限制性內(nèi)切酶

2核苷酸的降解3核苷酸的合成代謝（1）核糖核苷酸的生物合成嘌呤核苷酸的合成：從頭合成和補救途徑嘧啶核苷酸的合成：從頭合成和補救途徑（2）脫氧核苷酸的生物合成核糖核苷酸的還原脫氧胸腺嘧啶核苷酸的合成七、核酸的酶促降解和核苷酸的代謝

1核酸的酶核酸的酶促降解和核苷酸代謝本章重點討論核酸酶的類別和特點，對核苷酸的生物合成和分解代謝作一般介紹。第一節(jié)核酸的酶促降解返回第三節(jié)核苷酸的合成代謝第二節(jié)核苷酸的分解代謝（自學(xué)）核酸的酶促降解和核苷酸代謝本章重點討論核酸酶的類核酸的酶促降解一、核酸酶二、限制性內(nèi)切酶

核酸酶核苷酸酶核苷酸磷酸化酶

核酸核苷酸核苷堿基+戊糖磷酸核酸的酶促降解一、核酸酶二、限制性內(nèi)切酶核酸酶

1、核酸酶的分類（1）根據(jù)對底物的專一性分為（2）根據(jù)切割位點分為核糖核酸酶(RNase)脫氧核糖核酸酶(DNase)非特異性核酸酶核酸內(nèi)切酶核酸外切酶2、核酸酶的作用特點核酸酶

1、核酸酶的分類（1）根據(jù)對底物外切核酸酶對核酸的水解位點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）外切核酸酶對核酸的水解位點5′ppppOHBpp內(nèi)切核酸酶對RNA的水解位點示意圖5′

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內(nèi)切核酸酶對RNA的水解位點示意圖5′ppppOHP限制性內(nèi)切酶

類型命名意義原核生物中存在著一類能識別外源DNA雙螺旋中4-8個堿基對所組成的特異的具有二重旋轉(zhuǎn)對稱性的回文序列，并在此序列的某位點水解DNA雙螺旋鏈，產(chǎn)生粘性末端或平末端，這類酶稱為限制性內(nèi)切酶（ristrictionendonuclease）。限制性內(nèi)切酶

類型原核生物中存在著一類能識別外源常用的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)的序列和切口說明‥‥限制性內(nèi)切酶類型

I型：分子量大于105，多亞基，需S-線苷蛋氨酸、ATP和Mg2+，識別位點與切割位點相差甚遠(yuǎn)，產(chǎn)物為異質(zhì)，是限制與修飾相排斥的多功能酶.

Ⅱ型：分子量小于105，需Mg2+，切割位點位于識別位點上，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。

ⅡI型：識別位點為5-7bp的非對稱序列

，切割位點在順序之外離識別序列5-10bp，切割雙鏈，個別也切割單鏈。是限制與修飾相多功能酶.限制性內(nèi)切酶類型I型：分子量大于105，多限制性內(nèi)切酶的命名和意義EcoRI序號屬名種名株名例：EcoRI，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、進行DNA序列測定和基因分離、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，用來解剖纖細(xì)的DNA分子。限制性內(nèi)切酶的命名和意義EcoRI序號屬名種名株名例：E核苷酸的降解（自學(xué)）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堿基+（脫氧）戊糖磷酸核苷酸的降解（自學(xué)）2、嘧啶的降解1、嘌呤的降解嘌呤的分解嘌呤的分解嘧啶的分解嘧啶的分解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)補救合成途徑(自學(xué))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)上原子的來源b、IMP的從頭合成嘌呤核苷酸的從頭合成途徑c、IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP和GMPa、嘌呤環(huán)上各原子的來源N3N9N7N1C2C6C4C5C8來自谷氨酰胺的酰胺氮來自甲酸來自甲酸來自天冬氨酸來自甘氨酸來自CO2嘌呤環(huán)上各原子的來源N3N9N7N1C2C6C4C5C8來自IMP的生物合成一碳基團代謝IMP的生物合成一碳基團IMP轉(zhuǎn)變?yōu)镚MP和AMPIMP轉(zhuǎn)變?yōu)镚MP和AMP嘌呤核苷酸合成補救途徑（自學(xué)）

磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘌呤+PRPPA(G)MP+PPi嘌呤+1-P-核糖嘌呤核苷

A(G)MPATP

ADP嘌呤核苷酸合成補救途徑（自學(xué)）磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘌呤+PRPP嘧啶核苷酸從頭合成途徑

c、UMP轉(zhuǎn)變?yōu)镃TPCTPCTP合成酶

ATPGlnH2OUMPUDPUTP

a、嘧啶環(huán)上原子的來源b、UMP的從頭合成嘧啶核苷酸從頭合成途徑

c、UMP轉(zhuǎn)變?yōu)镃TPCTPCTP合嘧啶環(huán)上各原子的來源

來自天冬氨酸來自CO2來自NH3NNCCCC654321嘧啶環(huán)上各原子的來源

來自天冬氨酸來自CO2來自NH3NN尿嘧啶核苷酸合成途徑尿嘧啶核苷酸合成途徑嘧啶核苷酸補救合成途徑（自學(xué)）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嘧啶核苷酸補救合成途徑（自學(xué)）尿嘧啶+PRPP尿嘧啶+1-P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、脫氧核苷酸核糖核苷酸的還原反應(yīng)硫氧還蛋白核糖核酸還原酶系硫氧還蛋白還原酶核糖核苷酸還原酶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+硫氧還蛋白（還原型）SHSH硫氧還蛋白（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+H2O脫氧核糖核苷二磷酸核糖核苷酸的還原反應(yīng)硫氧還蛋白核糖核酸還原酶系硫氧還蛋白還原脫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亞甲基FH4FH2二氫葉酸還原酶Ser羥甲基轉(zhuǎn)移酶ONHNOdR-PCH3ONHNOdR-P脫氧胸腺嘧啶核苷酸的合成

胸腺嘧啶核苷酸合成酶NADPH+核苷酸的合成及相互關(guān)系核苷酸的合成及相互關(guān)系氨基酸與一碳基團代謝

1、一碳基團（一碳單位）的概念2、一碳基團和氨基酸代謝Gly、Ser、Thr、His都可以作為一碳基團的供體。3、一碳基團的利用：參與合成反應(yīng)，如磷脂、核苷酸等的合成。氨基酸與一碳基團代謝

1、一碳基團（一碳單位）的概念2、一碳一碳基團

在代謝過程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解產(chǎn)生具有一個碳原子的基團（不包括CO2），稱為一碳基團。一碳基團的轉(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轉(zhuǎn)移酶的輔酶：FH4一