生化23 核酸的酶促降解及核苷酸代谢.ppt

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1、第十二章 核酸降解和核苷酸代谢,本章重点讨论核酸酶的类别和特点，对核苷酸的生物合成和分解代谢作一般介绍。,第一节 核酸的酶促降解,第三节 核苷酸的合成代谢,第二节 核苷酸的分解代谢,第一节 核酸的酶促降解,一、核酸酶,二、限制性内切酶,核 酸 酶,1、核酸酶的分类,（1）根据对底物的 专一性分为,（2）根据切割位点分为,2、核酸酶的作用特点,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）,内切核酸酶对RNA的水解位点示意图,RNAase I,RNAase I,RNAase T1,RNAase T1,P

2、u：嘌呤 Py：嘧啶,限制性内切酶,类型 专一性命名意义,原核生物中存在着一类能识别外源DNA双螺旋中4-8个碱基对所组成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列，并在此序列的某位点水解DNA双螺旋链，产生粘性末端或平末端，这类酶称为限制性内切酶（ristriction endonuclease）。,限制性内切酶类型,I型：分子量大于105，多亚基，需S-线苷蛋氨酸、ATP和Mg2+，识别位点与切割位点相差甚远，产物为异质，是限制与修饰相排斥的多功能酶.,型：分子量小于105，需Mg2+，切割位点位于识别 位点上，产物为专一性片段，不具修饰酶功能。现在分子生物学研究所用的限制性内切酶均为此类。,I

3、型：识别位点为5-7bp的非对称序列，切割位点在顺序之外离识别 序列5-10bp，切割双链，个别也切割单链。是限制与修饰相多功能酶.,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

4、 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 核苷酸的分解代谢,2、嘧啶的降解,1、嘌呤的降解,嘌呤的分解,嘧啶的分解,乙酰CoA,琥珀酰CoA,第三节 核苷酸的合成代谢,从头合成：

5、利用少数几种氨基酸、核糖-5-磷酸、CO2等作为原料来合成。补救合成途径：利用细胞内已有的游离碱基或核苷进行合成。,第三节 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,一、核糖核苷酸的生物合成,1、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、嘧啶核苷酸的生物合成,(1)从头合成途径,(2)补救合成途径(自学),1、嘌呤核苷酸的从头合成途径,c、IMP转变为AMP和GMP,a、嘌呤环上原子的来源,b、IMP的从头合成,嘌呤环上各原子的来源,1、次黄嘌呤IMP核苷酸

6、的从头合成,5-磷酸核糖+ATP,5-磷酸核糖焦磷酸+AMP,磷酸核糖焦磷酸激酶,Mg2+,磷酸核糖焦磷酸激酶,转酰胺酶,5-磷酸核糖胺,5-磷酸核糖胺,甘氨酰胺核苷酸,合成酶,甘氨酰胺核苷酸,甲酰甘氨酰胺核苷酸,转甲酰基酶,来自甲酸（盐）,甲酰甘氨酰胺核苷酸,甲酰甘氨脒核苷酸,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-

7、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,次黄嘌呤核苷酸,IMP的生物合成,一碳基团代谢,IMP转变为GMP和AMP,次黄嘌呤核苷酸,腺苷酸,黄嘌呤核苷酸,鸟苷酸,腺苷酸代琥珀酸,嘌呤核苷酸合成补救途径（自学）,磷酸核糖转移酶,嘌呤+PRPP,A(G)MP+PPi,嘧啶核苷酸从头合成途径,c、UMP转变为CTP,CTP,CTP合成酶,ATP,Gln,H2O,UMP,UDP,UTP,a、嘧啶环上原子的来源,b、UMP的从头合成,嘧啶环上各原子的来源,尿嘧啶核苷酸合成途径,嘧啶核苷酸补救合成途径（自学）,尿嘧啶+

8、PRPP,尿嘧啶+1-P-核糖,尿嘧啶核苷+ATP,UMP+PPi,尿嘧啶核苷+Pi,UMP+ADP,二、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,核糖核苷酸的还原反应,NADP+,NADPH+H+,硫氧还蛋白还原酶,FAD,核糖核苷酸还原酶（B1和B2）,ATP、Mg2+,脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成,胸腺嘧啶核苷酸合成酶,NADPH+H+Ser,NADP+Gly,二氢叶酸还原酶,Ser羟甲基转移酶,O,N,HN,O,dR-P,CH3,O,N,HN,O,dR-P,核苷酸的合成及相互关系,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,G

9、ly、Ser、Thr、His都可以作为一碳基团的供体。,3、一碳基团的利用：参与合成反应，如磷脂、核苷酸等的合成。,一碳基团,在代谢过程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解产生具有一个碳原子的基团（不包括CO2），称为一碳基团。一碳基团的转移除了和许多氨基酸的代谢直接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧啶的生物合成,一碳基团转移酶的辅酶：FH4一碳基团四氢叶酸化合物的结构和命名,-CH=NH 亚氨甲基H-CO-甲酰基-CH2OH 甲醇基-CH=次甲基-CH2-亚甲基-CH3 甲基,叶酸和 四氢叶酸（FH4）,叶酸,N5，N10-CH2-FH4,一碳基团的来源与转变,S-腺苷蛋氨酸,N5-CH2-FH4,N

10、5 N10-CH2-FH4,N5，N10=CH-FH4,N10-CHO-FH4,N5，N10-CH2-FH4还原酶,N5，N10-CH2-FH4脱氢酶,环水化酶,丝氨酸,组氨酸苷氨酸,参与 甲基化反应,为胸腺嘧啶合成提供甲基,参与嘌呤合成,FH4,FH4,FH4,HCOOH,H2O,NAD+,NDAH+H+,NAD+,NDAH+H+,H+,参与嘌呤合成,小结,1 核酸的酶促降解 核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、限制性内切酶 2 核苷酸的降解 3 核苷酸的合成代谢（1）核糖核苷酸的生物合成 嘌呤核苷酸的合成：从头合成和补救途径 嘧啶核苷酸的合成：从头合成和补救途径（2）脱氧核苷酸的生物合成 核糖核苷酸的还原 脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成,