08核酸的酶促降解-本科課件必修課-生物化學

第八章核酸的酶促降解

和核苷酸代謝

生化教研室-楊國棟第八章核酸的酶促降解和核苷酸代謝第一節(jié)核酸的酶促降解第二節(jié)核苷酸的降解代謝第三節(jié)核苷酸的合成代謝第一節(jié)核酸的酶促降解

一、降解方式二、核酸酶

一、降解方式3’,5’——磷酸二酯鍵水解核酸二、核酸酶

（一）按底物分

1.DNA酶(DNase)2.RNA酶(RNase)

3.有的酶可作用于DNA、RNA（二）按作用方式分1、核酸外切酶

2、核酸內切酶

3、內切兼外切酶

1、核酸外切酶作用于核苷酸鏈的一端，逐個水解下核苷酸。3’-核酸外切酶:從3’-OH端開始，生成5’-單核苷酸，如蛇毒磷酸二酯E。

5’-核酸外切酶:從5’-OH端開始，生成3’-單核苷酸，如牛脾磷酸二酯E。牛脾磷酸二酯E牛胰核酸E蛇毒磷酸二脂E2、核酸內切酶特異地水解多核苷酸鏈內部各鍵。如牛胰核酸酶（有專一性）牛脾磷酸二酯E牛胰核酸E蛇毒磷酸二脂E嘧啶堿3、限制性內切酶

細菌內存在的一類能識別水解外源雙鏈DNA的核酸內切酶，稱為限制性內切酶。這些酶能識別特定的核苷酸順序，但在細菌本身的DNA中，這些順序已被甲基化，因而不被水解，這些酶僅限于水解外源DNA以保護自身，故稱為“限制性”酶限制酶都以內切方式水解DNA，產物5’為p，3’為OH。特點：對底物DNA有極高的專一性（對特定核苷酸順序專一）。限制性內切酶分類根據(jù)限制性內切酶的識別順序與切割位置是否一致、作用時所需輔因子以及是否含有修飾酶活性等將它們分成三類。①I型和Ⅲ型限制性內切酶識別位點與切割位點不一致，因切割位點不固定，不產生特定的片段，應用少。②Ⅱ型限制性內切酶

a.切割點絕大多數(shù)在識別順序中，或在識別順序的兩個組成部分之間。

b.識別順序的核苷酸數(shù)為4-12個，約一半是6個，大多數(shù)識別順序有回文結構，且富含GC。c.Ⅱ型酶切割雙鏈DNA后生成的片段末端有三種類型：平齊末端、

5ˊ突出的粘性末端、

3ˊ突出的粘性末端粘性末端：經限制性內切酶水解后形成的線狀單鏈DNA，每條單鏈的一端帶有識別順序中的幾個互補堿基，這樣的末端稱為粘性末端。5’---GAATTC---3’3’---CTTAAG---5’5’---G5’AATTC---3’3’---CTTAA3’G---5’EcoRI內切酶EcoRI酶編號細菌屬菌名菌株常用的DNA限制性內切酶的專一性酶辨認的序列和切口說明‥‥AGCT‥‥‥‥TCGA‥‥‥‥GGATCC‥‥‥‥CCTAGG‥‥‥‥GGTACC‥‥‥‥CCATGG‥‥‥‥GAATTC‥‥‥‥CTTAAG‥‥‥‥AAGCTT‥‥‥‥TTCGAA‥‥‥‥GTCGAC‥‥‥‥CAGCTG‥‥‥‥CCCGGG‥‥‥‥GGGCCC‥‥BamHIAluIKpnIEcoRIHindⅢSalISmaI四核苷酸，平端切口六核苷酸，平端切口六核苷酸，5’粘端切口六核苷酸，3’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

d.由于Ⅱ型限制性內切酶識別并切割特定順序，使大分子DNA產生特定片段，這是重組DNA技術和快速測序法得以建立的重要基礎。其作為分子生物學技術的工具，應用極廣。

3、內切兼外切酶例：核酸酶P1先內切再外切。第二節(jié)核苷酸的降解一、核苷酸的降解二、嘌呤的降解三、嘧啶的降解一、核苷酸的降解只作用于RNA，催化的反應不可逆。只在植、微生物中存在。廣泛存在，可逆核苷磷酸化酶堿基二、嘌呤的降解此外，嘌呤的分解還可在核苷或核苷酸的水平上進行。脫氨氧化鳥嘌呤尿酸（人、猿、鳥）尿囊素（非靈長類哺乳動物）

尿囊酸尿素CO2NH3（低等動物）（硬骨魚）(魚類、兩棲類)（無脊椎動物)三、嘧啶的降解胞嘧啶脫氨氧化酶

尿嘧啶還原二氫衍生物開環(huán)

CO2、

NH3

β－丙氨酸β－氨基異丁酸胸腺嘧啶還原二氫衍生物開環(huán)CO2

、NH3氨基酸代謝第三節(jié)核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸的合成二、嘧啶核苷酸的合成三、脫氧核苷酸的合成核苷酸在細胞內合成有兩條基本途徑：1、從頭合成或從無到有途徑：由AA、磷酸戊糖、CO2和NH3等簡單的化合物合成核苷酸2、補救途徑：由預先形成的堿基或核苷合成核苷酸。一、嘌呤核苷酸的合成（一）嘌呤環(huán)組成成分來源

CO2

甲酸AspGln

Gly（二）合成過程以PRPP（5-磷酸核糖-1-焦磷酸）為基礎，在其上逐漸形成嘌呤環(huán)。先形成咪唑環(huán)后形成嘧啶環(huán)。二、嘧啶核苷酸的合成（一）嘧啶環(huán)組成成分來源 氨甲酰磷酸Asp（二）合成過程（1）與嘌呤核苷酸“從頭合成”的反應順序相反，嘧啶核苷酸的合成是先形成嘧啶環(huán)，再與核糖磷酸（由PRPP提供）結合形成嘧啶核苷酸。（2）胞嘧啶核苷酸是在尿苷三磷酸水平上由Gln提供氨基轉變而成。

三、脫氧核苷酸的合成在二磷酸水平合成，即由核糖核苷二磷酸還原而成。此外GSH也可代替硫氧還蛋白作電子供體。硫氧還蛋白硫氧還蛋白四、脫氧胸苷酸的合成（1）以dUMP為原料（2）補救途徑

五、補救途徑核苷酸的合成也可由堿基或核苷合成，稱之為補救途徑。（胞苷酸除外）六、一、二、三磷酸核苷的轉化NMPNDPNTP在生物體內，核苷酸往往以核苷三磷酸的形式參與合成反應。這些NTP的生成是在NMP水平