核酸降解與核苷酸代謝課件

第十一章核酸降解與核苷酸代謝

核酸和核苷酸不是營養(yǎng)上的必需成分。首先，核苷酸很少能被細胞直接從外界攝取，而主要是利用少數(shù)幾種氨基酸（甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺）、核糖-5-磷酸、CO2等作為原料從頭合成的，或者利用細胞內(nèi)的游離堿基或核苷進行補救合成。其次，核酸的降解也不能為細胞提供能量。第十一章核酸降解與核苷酸代謝核酸和核苷酸不是營養(yǎng)上的必需1第一節(jié) 核酸的降解

動物和異養(yǎng)微生物可以消化食物和體外的核蛋白及核酸類物質(zhì)，植物則不能；但所有生物的細胞內(nèi)都含有分解各種核酸的酶類，使核酸分解更新。第一節(jié) 核酸的降解動物和異養(yǎng)微生物可以消化食物和體2

一、核酸的降解核酸的降解是酶作用于核酸的磷酸二酯鍵，產(chǎn)物是多核苷酸或單核苷酸，依核酸種類分為核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶；以水解磷酸二酯鍵的位置分為核酸內(nèi)切酶、核酸外切酶。一、核酸的降解3核酸降解與核苷酸代謝課件4二、核酸水解酶（一）核酸內(nèi)切酶脫氧核糖核酸酶I作用于雙鏈DNA。起初，雙螺旋中僅一條鏈被切開，因而在切點處留下5’-P和3’-OH末端。繼續(xù)降解后最終得到二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和一些較高級的寡核苷酸的混合物。脫氧核糖核酸酶Ⅱ是從脾臟分離到的一種溶酶體酶，它同時切開DNA的兩條鏈。二、核酸水解酶5Bal31核酸酶是具有單鏈特異性的DNA內(nèi)切酶。S1核酸酶也是單鏈專一性內(nèi)切酶，作用于單鏈的DNA或RNA。綠豆核酸酶（來源于綠豆芽）具有與S1核酸酶類似的單鏈內(nèi)切酶活性。限制性核酸內(nèi)切酶：是一類能識別雙鏈DNA中特定堿基順序的核酸水解酶。Bal31核酸酶是具有單鏈特異性的DNA內(nèi)切酶。6核糖核酸酶A（RNaseA）特異性地水解RNA，切割發(fā)生在嘧啶核苷酸的3’-磷酸基和相鄰核苷酸的5’-羥基之間。核糖核酸酶H是來自于大腸桿菌的內(nèi)切酶，它特異地水解RNA∶DNA雜交體中RNA的磷酸二酯鍵，產(chǎn)生末端為3’羥基和5’磷酸的產(chǎn)物，它不降解單鏈或雙鏈的DNA或RNA。核糖核酸酶A（RNaseA）特異性地水解RNA，切割發(fā)生在嘧7（二）核酸外切酶蛇毒磷酸二酯酶從多核苷酸的游離3’-端逐個水解產(chǎn)生5’-核苷酸。它作用于單鏈DNA或RNA，產(chǎn)生5’-核苷酸。牛胰磷酸二酯酶則從多核苷酸的游離5’-端逐個水解產(chǎn)生3’-核苷酸。作用于單鏈DNA或RNA，產(chǎn)生3’-核苷酸。桔青霉磷酸二酯酶水解DNA或RNA。它能從多核苷酸鏈的3’末端開始，逐個水解出5’-核苷酸，并且沒有堿基專一性。工業(yè)上常用它來催化RNA水解，生產(chǎn)5’-核苷酸。（二）核酸外切酶8第二節(jié) 核苷酸的生物合成一、嘌呤核苷酸的全合成

第二節(jié) 核苷酸的生物合成一、嘌呤核苷酸的全合成9次黃嘌呤核（IMP）苷酸的合成

次10腺嘌呤核苷酸和鳥嘌呤核苷酸的合成

腺嘌呤核苷酸和鳥嘌呤核苷酸的合成11尿嘧啶核苷酸的合成二、嘧啶核苷酸的全合成尿嘧啶核苷酸的合成12胞嘧啶核苷酸的合成

胞嘧啶核苷三磷酸（CTP）是由尿嘧啶核苷三磷酸（UTP）轉(zhuǎn)變而來的。尿嘧啶、尿嘧啶核苷和尿嘧啶單核苷酸都不能氨基化變成相應的胞嘧啶化合物，只有尿嘧啶三核苷酸才能氨基化生成胞嘧啶核苷三磷酸。

胞嘧啶核苷酸的合成13三、脫氧核糖核苷酸的合成三、脫氧核糖核苷酸的合成14四、核苷酸的半合成

從游離的堿基或核苷來合成核苷酸稱為核苷酸的半合成，也叫核苷酸的補救合成。游離的嘌呤堿基是由核酸和核苷酸經(jīng)過水解形成的。補救途徑在哺乳動物和微生物體中都廣泛存在。四、核苷酸的半合成15思考題1.

什么叫限制性內(nèi)切酶？舉例說明它們的作用方式。2.

生物體合成嘌呤和嘧啶的前體物質(zhì)有哪些？3.

脫氧核苷酸是如何合成的？

4.

胞嘧啶核苷酸是如何合成的？

思考題1.

什么叫限制性內(nèi)切酶？舉例說明它們的作用方式。16第十一章核酸降解與核苷酸代謝

核酸和核苷酸不是營養(yǎng)上的必需成分。首先，核苷酸很少能被細胞直接從外界攝取，而主要是利用少數(shù)幾種氨基酸（甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺）、核糖-5-磷酸、CO2等作為原料從頭合成的，或者利用細胞內(nèi)的游離堿基或核苷進行補救合成。其次，核酸的降解也不能為細胞提供能量。第十一章核酸降解與核苷酸代謝核酸和核苷酸不是營養(yǎng)上的必需17第一節(jié) 核酸的降解

動物和異養(yǎng)微生物可以消化食物和體外的核蛋白及核酸類物質(zhì)，植物則不能；但所有生物的細胞內(nèi)都含有分解各種核酸的酶類，使核酸分解更新。第一節(jié) 核酸的降解動物和異養(yǎng)微生物可以消化食物和體18

一、核酸的降解核酸的降解是酶作用于核酸的磷酸二酯鍵，產(chǎn)物是多核苷酸或單核苷酸，依核酸種類分為核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶；以水解磷酸二酯鍵的位置分為核酸內(nèi)切酶、核酸外切酶。一、核酸的降解19核酸降解與核苷酸代謝課件20二、核酸水解酶（一）核酸內(nèi)切酶脫氧核糖核酸酶I作用于雙鏈DNA。起初，雙螺旋中僅一條鏈被切開，因而在切點處留下5’-P和3’-OH末端。繼續(xù)降解后最終得到二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和一些較高級的寡核苷酸的混合物。脫氧核糖核酸酶Ⅱ是從脾臟分離到的一種溶酶體酶，它同時切開DNA的兩條鏈。二、核酸水解酶21Bal31核酸酶是具有單鏈特異性的DNA內(nèi)切酶。S1核酸酶也是單鏈專一性內(nèi)切酶，作用于單鏈的DNA或RNA。綠豆核酸酶（來源于綠豆芽）具有與S1核酸酶類似的單鏈內(nèi)切酶活性。限制性核酸內(nèi)切酶：是一類能識別雙鏈DNA中特定堿基順序的核酸水解酶。Bal31核酸酶是具有單鏈特異性的DNA內(nèi)切酶。22核糖核酸酶A（RNaseA）特異性地水解RNA，切割發(fā)生在嘧啶核苷酸的3’-磷酸基和相鄰核苷酸的5’-羥基之間。核糖核酸酶H是來自于大腸桿菌的內(nèi)切酶，它特異地水解RNA∶DNA雜交體中RNA的磷酸二酯鍵，產(chǎn)生末端為3’羥基和5’磷酸的產(chǎn)物，它不降解單鏈或雙鏈的DNA或RNA。核糖核酸酶A（RNaseA）特異性地水解RNA，切割發(fā)生在嘧23（二）核酸外切酶蛇毒磷酸二酯酶從多核苷酸的游離3’-端逐個水解產(chǎn)生5’-核苷酸。它作用于單鏈DNA或RNA，產(chǎn)生5’-核苷酸。牛胰磷酸二酯酶則從多核苷酸的游離5’-端逐個水解產(chǎn)生3’-核苷酸。作用于單鏈DNA或RNA，產(chǎn)生3’-核苷酸。桔青霉磷酸二酯酶水解DNA或RNA。它能從多核苷酸鏈的3’末端開始，逐個水解出5’-核苷酸，并且沒有堿基專一性。工業(yè)上常用它來催化RNA水解，生產(chǎn)5’-核苷酸。（二）核酸外切酶24第二節(jié) 核苷酸的生物合成一、嘌呤核苷酸的全合成

第二節(jié) 核苷酸的生物合成一、嘌呤核苷酸的全合成25次黃嘌呤核（IMP）苷酸的合成

次26腺嘌呤核苷酸和鳥嘌呤核苷酸的合成

腺嘌呤核苷酸和鳥嘌呤核苷酸的合成27尿嘧啶核苷酸的合成二、嘧啶核苷酸的全合成尿嘧啶核苷酸的合成28胞嘧啶核苷酸的合成

胞嘧啶核苷三磷酸（CTP）是由尿嘧啶核苷三磷酸（UTP）轉(zhuǎn)變而來的。尿嘧啶、尿嘧啶核苷和尿嘧啶單核苷酸都不能氨基化變成相應的胞嘧啶化合物，只有尿嘧啶三核苷酸才能氨基化生成胞嘧啶核苷三磷酸。

胞嘧啶核苷酸的合成29三、脫氧核糖核苷酸的合成三、脫氧核糖核苷酸的合成30四、核苷酸的半合成

從游離的堿基或核苷來合成核苷酸稱為核苷酸的半合成，也叫核苷酸的補救合成。游離的嘌呤堿基是由核酸和核苷酸經(jīng)過水解形