核酸的酶促降解和核苷酸代谢 课件.ppt
第八章 核酸的酶促降解 和核苷酸代谢,第一节 核酸的酶促降解,第二节 核苷酸的降解,第三节 核苷酸的合成代谢,核酸,磷酸,核苷酸,核苷,磷酸-戊糖,碱基,水解,何处去？,进入磷酸戊糖途径或重新合成核酸,？,分解合成,第一节 核酸的酶促降解,DNA,外切酶,内切酶,特定部位的限制性内切酶,核酸酶,（一）按底物分：DNA酶，RNA酶，有的酶可作用于DNA和RNA（二）按作用方式分：,3-核酸外切E：如蛇毒磷酸二酯E 从3OH端开始，生成5-核苷酸 5-核酸外切E：如牛脾磷酸二酯E 从5OH端开始，生成3-核苷酸,1、核酸外切E：从核酸链的一端逐个水解下核苷酸的酶（非特异性的）,外切核酸酶对核酸的水解位点,5,OH,B,3,B,B,B,B,B,B,B,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）,2、核酸内切酶：特异水解DNA或RNA分子内的磷酸二酯键的酶(特异性强)。如：牛胰核糖核酸酶：切嘧啶核苷3磷酸与相邻核苷酸的3，5磷酸二酯键，生成嘧啶核苷酸aseT1水解鸟苷酸二酯键，生成,内切核酸酶对RNA的水解位点示意图,RNAase I,RNAase I,RNAase T1,RNAase T1,Pu：嘌呤 Py：嘧啶,RNAase T1专一性强,限制性内切酶,定义：细菌内存在的一类能识别水解外源双链DNA的核酸内切酶。这些酶主要是从细菌中分离得到，能识别特定的核苷酸顺序，但在细菌本身的DNA中，这些顺序已被甲基化，因而不被水解，也就是说这些酶仅限于水解外源DNA以保护自身，故称限制性酶。,限制酶都以内切方式水解DNA,产物：5为P，3为OH,限制酶的作用特点：专一性很强；(对特定核苷酸顺序专一性，而非对一种或几种碱基专一），对底物DNA有特异的识别位点;这些位点的长度一般在4-8碱基对范围;底物通常具有回纹结构;切割后形成粘性末端或平末端。,回文结构：DNA局部双螺旋以某一对称轴旋转180。后，与另一侧的互补片段的顺序完全相同的DNA结构,粘性末端：双链DNA分子经限制性酶作用后，每条单链的一端带有识别顺序中几个互补碱基，这样的末端称。,3、核酸内切兼外切酶：例：核酸酶P1，先内切再外切,常用的DNA限制性内切酶的专一性,酶,辨认的序列和切口,说明,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 I,Alu I,Bgl I,Eco R I,Hind,Sal I,Sma I,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,限制性内切酶的命名和意义,Eco R I,序号,属名,种名,株名,例：Eco R I，这是从大肠杆菌（Ecoli）R菌珠中分离出的一种限制性内切酶,限制性内切酶是分析染色体结构、制作DNA限制图谱、进行DNA序列测定和基因分离、基因体外重组等研究中不可缺少的工具，是一把天赐的神刀，用来解剖纤细的DNA分子。,第二节 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,主要发生在肝脏，常因各种抑制物甚至生理紧张导致其中的某些酶缺乏，影响细胞生长。,“从头合成”途径（通常情况下占95%）,核糖、氨基酸、CO2、NH3、Pi,核糖核苷酸,辅酶,RNA,脱氧核糖核苷酸,DNA,“补救”途径,内外源核酸分解,核苷,碱基、Pi,脱氧核苷,核酸类补品原理所在可提高康复速度,第三节 核苷酸的合成代谢,嘌呤核苷酸 嘧啶核苷酸小分子化合物 小分子化合物PRPP IMP（具嘌呤环）乳清酸（具嘧啶环）AMP PRPP XMP GMP UMP(黄嘌呤核苷酸）,一、核糖核苷酸的合成,嘌呤碱,甘氨酸,（一）嘌呤核苷酸的合成,1、“从头合成”途径 嘌呤环的元素来源：,5-磷酸核糖（R-5-P）,5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）,a,特点：,（1）嘌呤核苷酸的合成是直接形成次黄嘌呤核苷酸（IMP，又称肌苷酸），然后才转变为其它嘌呤核苷酸。（2）5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）是核苷酸中核糖磷酸部分的供体。（3）嘌呤的各个原子是在PRPP的C1位置上逐渐加上去的。其关键步骤是从PRPP和Gln形成5-磷酸核糖胺。在这个反应中，C1从a-构型转变为-构型。,核苷酸在细胞内合成有两条途径:从头合成途径：由氨基酸、磷酸戊酸、CO2和NH3这些化合物合成核苷酸，叫做从头合成途径或叫做从无到有途径。补救途径：由预先形成的核苷和碱基合成核苷酸叫做补救途径。,2、补救途径,天冬氨酸,嘧啶环合成后+磷酸核糖,C(U)MP,(二）嘧啶核苷酸的合成,1、“从头合成”途径嘧啶环元素来源：,起始反应：,Gln+CO2+2ATP H2N-C-O-P+Glu+2ADP+Pi O,2、补救途径,二、脱氧核糖核苷酸的生物合成,1、核糖核苷酸的还原 NMP+ATP 激酶 NDP+ADP,2、dTMP 的合成,三、NMP转变为NDP和NTP,在生物合成和能量转换中，核苷酸的活泼形式是NDP和NTP。,
