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1、核酸的酶促降解和核苷酸代谢 本本本本章章章章重重重重点点点点讨讨论论核核核核酸酸酸酸酶酶的的的的类类别别和和和和特特特特点点点点，对对核核核核苷酸的生物合成和分解代苷酸的生物合成和分解代苷酸的生物合成和分解代苷酸的生物合成和分解代谢谢作普通引作普通引作普通引作普通引见见。第一第一第一第一节节 核酸的核酸的核酸的核酸的酶酶促降解促降解促降解促降解第三第三第三第三节节 核苷酸的合成代核苷酸的合成代核苷酸的合成代核苷酸的合成代谢谢第二第二第二第二节节 核苷酸的分解代核苷酸的分解代核苷酸的分解代核苷酸的分解代谢谢自学自学自学自学核酸的酶促降解 一、核酸酶二、限制性内切酶 核酸酶 核苷酸酶 核苷酸磷酸化
2、酶 核酸 核苷酸 核苷 碱基+戊糖磷酸磷酸核核 酸酸 酶1、核酸酶的分类1 1根据根据对对底物的底物的 专专注性分注性分为为2 2根据切割位点分根据切割位点分为为核糖核酸核糖核酸酶酶(RNase)(RNase)脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸酶酶(DNase)(DNase)非特异性核酸非特异性核酸酶酶核酸内切核酸内切酶酶核酸外切核酸外切酶酶2、核酸酶的作用特点外切核酸酶对核酸的水解位点外切核酸酶对核酸的水解位点5 p p p pOHB p p p p3BBBBBBB牛脾磷酸二牛脾磷酸二酯酶 5端外切端外切5得得3蛇毒磷酸二蛇毒磷酸二酯酶 3端外切端外切3得得5内切核酸酶对内切核酸酶对RNA的水解位点表
3、示图的水解位点表示图5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACU p p pGA3RNAase IRNAase IRNAase T1RNAase T1Pu ：嘌呤：嘌呤 Py：嘧啶：嘧啶 限制性内切限制性内切酶 类型型 命名命名 意意义 原核生物中存在着一原核生物中存在着一原核生物中存在着一原核生物中存在着一类类能能能能识别识别外源外源外源外源DNADNADNADNA双螺旋中双螺旋中双螺旋中双螺旋中4-84-84-84-8个碱基个碱基个碱基个碱基对对所所所所组组成的特异的具有二重旋成的特异的具有二重旋成的特异的具有二重旋成的特异的具有二重旋转对转对称性的回文序列，并在此序称性的
4、回文序列，并在此序称性的回文序列，并在此序称性的回文序列，并在此序列的某位点水解列的某位点水解列的某位点水解列的某位点水解DNADNADNADNA双螺旋双螺旋双螺旋双螺旋链链，产产生粘性末端或平末端，生粘性末端或平末端，生粘性末端或平末端，生粘性末端或平末端，这类这类酶酶称称称称为为限制性内切限制性内切限制性内切限制性内切酶酶ristriction endonucleaseristriction endonucleaseristriction endonucleaseristriction endonuclease。常用的常用的DNA限制性内切酶的专注性限制性内切酶的专注性酶酶识别的序列和切口
5、识别的序列和切口阐明阐明 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 IAlu IBgl IEco R IHind Sal ISma I四核苷酸，平端切口四核苷酸，平端切口六核苷酸，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，粘端切口六核苷酸，粘端
6、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，粘端切口限制性内切限制性内切酶类型型 I I型：分子量大于型：分子量大于型：分子量大于型：分子量大于105105，多，多，多，多亚亚基，需基，需基，需基，需S-S-线线苷蛋氨苷蛋氨苷蛋氨苷蛋氨酸、酸、酸、酸、ATPATP和和和和Mg2+ Mg2+ ，识别识别位点与切割位点相差甚位点与切割位点相差甚位点与切割位点相差甚位点与切割位点相差甚远远，产产物物物物为为异异异异质质，是限制与修，是限制与修，是限制与修，是限制与修饰饰相排斥的多功能相排斥的多功能相排斥的多功能相排斥的多功能酶酶. . 型：分子量小于型：分子量小于型：分子量小
7、于型：分子量小于105105105105，需，需，需，需Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ ，切割位点位，切割位点位，切割位点位，切割位点位于于于于识别识别 位点上，位点上，位点上，位点上，产产物物物物为专为专注性片段，不具修注性片段，不具修注性片段，不具修注性片段，不具修饰酶饰酶功功功功能。如今分子生物学研能。如今分子生物学研能。如今分子生物学研能。如今分子生物学研讨讨所用的限制性内切所用的限制性内切所用的限制性内切所用的限制性内切酶酶均均均均为为此此此此类类。 I I I I型：型：型：型：识别识别位点位点位点位点为为5-7bp5-7bp5-7bp5-7bp的非的非的非的非对对称序列称
8、序列称序列称序列 ，切割，切割，切割，切割位点在位点在位点在位点在顺顺序之外离序之外离序之外离序之外离识别识别 序列序列序列序列5-10bp5-10bp5-10bp5-10bp，切割双，切割双，切割双，切割双链链，个，个，个，个别别也切割也切割也切割也切割单链单链。是限制与修。是限制与修。是限制与修。是限制与修饰饰相多功能相多功能相多功能相多功能酶酶. . . .限制性内切限制性内切酶的命名和意的命名和意义Eco R I序号序号序号序号属名属名属名属名种名种名种名种名株名株名株名株名例：例：例：例：Eco R IEco R I，这这是从大是从大是从大是从大肠肠杆菌杆菌杆菌杆菌EcoliEcol
9、iR R菌珠中分菌珠中分菌珠中分菌珠中分别别出的一种限制性内切出的一种限制性内切出的一种限制性内切出的一种限制性内切酶酶 限制性内切限制性内切酶酶是分析染色体构造、制造是分析染色体构造、制造DNADNA限限制制图谱图谱、进进展展DNADNA序列序列测测定和基因分定和基因分别别、基因体外、基因体外重重组组等研等研讨讨中不可短少的工具，是一把天中不可短少的工具，是一把天赐赐的神刀，的神刀，用来解剖用来解剖纤细纤细的的DNADNA分子。分子。核苷酸的降解自学核苷酸的降解自学2、嘧啶的降解的降解1、嘌呤的降解呤的降解 核苷酸酶核苷酸酶 核苷酸磷酸化酶核苷酸磷酸化酶核苷酸核苷酸 核苷核苷 碱基碱基+脱氧
10、戊糖脱氧戊糖磷酸磷酸嘌嘌呤呤的的分分解解嘧嘧啶啶的的分分解解核苷酸的合成代谢一、核糖核苷酸的生物合成二、脱氧核糖核苷酸的生物合成三、单核苷酸转变成核苷二磷酸和核苷 三磷酸自学四、各种核苷酸的相互转变核糖核苷酸的生物合成核糖核苷酸的生物合成1 1、嘌呤核苷酸的生物合成、嘌呤核苷酸的生物合成(1) 从头合成途径(2) 补救途径(自学)2 2、嘧啶核苷酸的生物合成、嘧啶核苷酸的生物合成(1) 从头合成途径(2) 补救合成途径补救合成途径(自学自学)嘌呤核苷酸的从呤核苷酸的从头合成途径合成途径c、IMP转变为转变为AMP和和GMP a、嘌呤环上原子的来源b、IMP的从头合成的从头合成嘌呤环上各原子的来
11、源嘌呤环上各原子的来源N3N9N7N1C2C6C4C5C8来自谷氨酰胺的酰胺氮来自谷氨酰胺的酰胺氮来自甲酸来自甲酸来自甲酸来自甲酸来自天冬氨酸来自天冬氨酸来自甘氨酸来自甘氨酸来自来自CO2IMP的生的生物合成物合成一碳基团一碳基团一碳基团一碳基团代谢代谢代谢代谢IMP转变为转变为GMP和和AMP嘌呤核苷酸合成补救途径自学嘌呤核苷酸合成补救途径自学 磷酸核糖转移酶嘌呤嘌呤+PRPPA(G)MP+PPi嘌呤嘌呤+1-P-核糖核糖嘌呤核苷嘌呤核苷 A(G)MPATP ADP嘧啶核苷酸从头合成途径c、UMP转变为CTPCTPCTP合成酶合成酶 ATP GlnH2OUMPUDPUTP a、嘧啶环上原子的
12、来源b、UMP的从头合成嘧啶环上各原子的来源嘧啶环上各原子的来源 来自天冬氨酸来自天冬氨酸来自来自CO2来自来自NH3NNCCCC654321尿嘧啶核苷酸合成途径尿嘧啶核苷酸合成途径嘧啶核苷酸补救合成途径自学嘧啶核苷酸补救合成途径自学尿嘧啶尿嘧啶+PRPP尿嘧啶尿嘧啶+1-P-核糖核糖尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATPUMP+PPi尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP脱氧核苷酸的合成脱氧核苷酸的合成2、脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成1、脱氧核苷酸的合成核糖核苷酸的复原反响核糖核苷酸的复原反响硫氧还蛋白硫氧还蛋白核糖核酸复原酶系核糖核酸复原酶系硫氧还蛋白复原酶硫氧还蛋白复原酶核糖核苷酸复原酶核糖核苷酸复
13、原酶NADP+NADPH+H+硫氧还蛋白硫氧还蛋白复原酶复原酶FAD核糖核苷酸复原酶核糖核苷酸复原酶B1和和B2ATP 、Mg2+硫氧还蛋白硫氧还蛋白复原型复原型SHSH硫氧还蛋白硫氧还蛋白氧化型氧化型SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+ H2O脱氧核糖核苷二磷酸脱氧核糖核苷二磷酸脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成脱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 亚甲基 FH4 FH2二二氢叶酸叶酸复原复原酶Ser羟甲基甲基转移移酶ONHNOdR-PCH3ONHNOdR-P核核苷苷酸酸的的合合成成及及相相互
14、互关关系系氨基酸与一碳基团代谢1、一碳基团一碳单位的概念2、一碳基团和氨基酸代谢GlyGly、SerSer、ThrThr、HisHis都可以作都可以作为为一碳基一碳基团团的供体。的供体。 3、一碳基团的利用：参与合成反响， 如磷脂、核苷酸等的合成。一碳基团 在代在代谢过谢过程中，某些化合程中，某些化合物如氨基酸可以分解物如氨基酸可以分解产产生生具有一个碳原子的基具有一个碳原子的基团团不包不包括括CO2CO2，称，称为为一碳基一碳基团团。一。一碳基碳基团团的的转转移除了和移除了和许许多氨基多氨基酸的代酸的代谢谢直接有关外，直接有关外，还还参与参与嘌嘌呤和胸腺呤和胸腺嘧啶嘧啶的生物合成的生物合成一
15、碳基一碳基一碳基一碳基团转团转移移移移酶酶的的的的辅酶辅酶：FH4FH4一碳基一碳基一碳基一碳基团团四四四四氢氢叶酸化合物的构造和命名叶酸化合物的构造和命名叶酸化合物的构造和命名叶酸化合物的构造和命名-CH=NH 亚氨甲氨甲基基H-CO- 甲甲酰基基-CH2OH 甲醇基甲醇基-CH= 次甲基次甲基-CH2- 亚甲基甲基-CH3 甲基甲基叶酸和叶酸和 四氢叶酸四氢叶酸FH4叶叶酸酸四四氢氢叶叶酸酸HH105N5N5，N10-CH2-FH4N10-CH2-FH4N5-CHO-FH4N5-CHO-FH4CH2CH2CHOCHO一碳基团的一碳基团的来源与转变来源与转变S-S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸腺苷蛋
16、氨酸腺苷蛋氨酸N5-CH2-N5-CH2-FH4FH4N5 N10 - CH2-N5 N10 - CH2-FH4FH4N5N5， N10 = CH- N10 = CH-FH4FH4 N10 -CHO-FH4 N10 -CHO-FH4N5 N5 ， N10 -CH2-FH4 N10 -CH2-FH4复原复原复原复原酶酶N5 N5 ， N10 -CH2-FH4 N10 -CH2-FH4脱脱脱脱氢酶氢酶环环水化水化水化水化酶酶 丝丝氨酸氨酸氨酸氨酸 组组氨酸苷氨氨酸苷氨氨酸苷氨氨酸苷氨酸酸酸酸参与参与参与参与 甲基化反响甲基化反响甲基化反响甲基化反响为为胸腺胸腺胸腺胸腺嘧啶嘧啶合成合成合成合成提供甲
17、基提供甲基提供甲基提供甲基参与参与参与参与嘌嘌呤合成呤合成呤合成呤合成FH4FH4FH4FH4FH4FH4 HCOOH HCOOHH2OH2ONAD+NAD+NDAH+H+NDAH+H+NAD+NAD+NDAH+H+NDAH+H+H+H+参与参与参与参与嘌嘌呤合成呤合成呤合成呤合成七、核酸的酶促降解和核苷酸的代谢七、核酸的酶促降解和核苷酸的代谢 1 核酸的核酸的酶促降解促降解 核糖核酸核糖核酸酶、脱氧核糖核酸、脱氧核糖核酸酶、限制性内切、限制性内切酶 2 核苷酸的降解核苷酸的降解 3 核苷酸的合成代核苷酸的合成代谢 1核糖核苷酸的生物合成核糖核苷酸的生物合成 嘌呤核苷酸的合成：从呤核苷酸的合成：从头合成和合成和补救途径救途径 嘧啶核苷酸的合成：从核苷酸的合成：从头合成和合成和补救途径救途径 2脱氧核苷酸的生物合成脱氧核苷酸的生物合成 核糖核苷酸的复原核糖核苷酸的复原 脱氧胸腺脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成核苷酸的合成
