生化23核酸的酶促降解及核苷酸代謝課件

第十二章核酸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

限制性內(nèi)切酶

類型專一性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

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。現(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(jìn)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。第二節(jié)核苷酸的分解代謝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)幾種氨基酸、核糖-5-磷酸、CO2等作為原料來合成。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))嘌呤環(huán)上各原子的來源天冬氨酸一碳基團(tuán)（甲酸鹽）谷氨酰胺甘氨酸一碳基團(tuán)（甲酸鹽）1、次黃嘌呤IMP核苷酸的從頭合成5-磷酸核糖+ATP5-磷酸核糖焦磷酸+AMP磷酸核糖焦磷酸激酶Mg2+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+PRPPA(G)MP+PPi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的從頭合成嘧啶環(huán)上各原子的來源

來自天冬氨酸來自CO2來自NH3NNCCCC654321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+PRPP尿嘧啶+1-P-核糖尿嘧啶核苷+ATPUMP+PPi尿嘧啶核苷+PiUMP+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)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、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(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-甲酰基-CH2OH甲醇基-CH=次甲基-CH2-亞甲基-CH3甲基葉酸和四氫葉酸（FH4）葉酸四氫葉酸HH105N5，N10-CH2-FH4N5-CHO-FH4CH2CHO一碳基團(tuán)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+參與嘌呤合成小結(jié)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