第十一章核酸的降解与核苷酸代谢课件.pptVIP

第十一章核酸的降解与核苷酸代谢;教学目的和要求;核酸酶的定义及分类

核酸酶是指作用于核酸的磷酸二酯键的酶

依据底物不同分类

DNA酶(deoxyribonuclease,DNase)：

专一降解DNA

RNA酶(ribonuclease,RNase)：

专一降解RNA;依据切割部位不同

核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。

限制性内切酶：在细菌细胞内存在的一类能识别并水解外源双链DNA的核酸内切酶，可用于特异切割DNA，常作为工具酶。

核酸外切酶：5′→3′或3′→5′核酸外切酶;一、核酸外切酶（exonuclease）

作用于核酸链的末端，逐个水解下核苷酸。

DNA外切酶：只作用于DNA。

RNA外切酶：只作用于RNA。

同时作用于DNA和RNA的外切酶。

核糖核酸酶(RNase)和脱氧核糖核酸酶(DNase)

从核酸链的3′—端开始切，生成5′—核苷酸。

从核酸链的5′—端开始切，生成3′—核苷酸。

同时切核酸链的3′—端和5′—端。;外切核酸酶对核酸的水解位点;2、限制性内切酶

（ristrictionendonuclease）

对某些碱基顺序专一的核酸内切酶。

生物学功能：

(1）、识别双链DNA上的特定位点即“回文结构”（长度在4-8个碱基对范围内，从前往后读和从后往前读完全一样的碱基序列），切割后错开的切口会产生互补的单链末端（粘性末端、平末端）。

(2）、降解外面侵入的DNA，但不降解自身细胞的DNA，因为自身DNA的酶切位点上经甲基化修饰而得到保护。;限制性内切酶类型;常用的DNA限制性内切酶的专一性;限制性内切酶的命名和意义;5′—G—A—A—T—T—C—3′;核酸;（1）、嘌呤的降解;不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，因此，终产物也不同。

排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类

排尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类

排尿囊酸动物：硬骨鱼类

排尿素动物：大多数鱼类、两栖类

某些低等动物能将尿素进一步分解成NH3和CO2排出。

植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产物（尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）。

微生物分解嘌呤类物质，生成NH3、CO2及有机酸（甲酸、乙酸、乳酸、等）。;;（2）、嘧啶的降解;胞嘧啶;核苷??的合成途径一般有两条：

从头合成：从最简单的原料如CO2、氨基酸、甲酸盐等开始组装碱基环。

补救途径：从来自核酸降解的中间产物或外源核苷、碱基直接合成核苷酸，不需组装碱基环。;一、核糖核苷酸的生物合成

（一）嘌呤核糖核苷酸的合成

1、从头合成路线

原料：CO2、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺

核糖碳架来源：5—P核糖+ATP5—磷酸核糖—1—焦磷酸（PRPP）

过程：先直接合成次黄嘌呤核苷酸（IMP，肌苷酸），不先形成嘌呤环，再转变为腺苷酸AMP、黄苷酸XMP、尿苷酸GMP。;嘌呤环上各原子的来源;IMP的合成

（1）5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的生成——起始步骤

磷酸核糖焦磷酸合成酶催化5-磷酸核糖和ATP生成。

;（2）5-磷酸核糖焦磷酸与谷氨酰胺反应生成5-磷酸核糖胺、谷氨酸和无机焦磷酸。催化此反应的酶是磷酸核糖焦磷酸酰胺基转移酶。

;（3）5-磷酸核糖胺在ATP参与下与甘氨酸合成甘氨酰胺核苷酸。催化此反应的酶是甘氨酰胺核苷酸合成酶。

;（4）甘胺酰胺核苷酸在甘胺酰胺核苷酸甲酰基转移酶作用下生成甲酰甘胺酰胺核苷酸。

;（5）甲酰甘胺酰胺核苷酸与谷氨酰胺、ATP作用，闭环之前在第3位上加上氮原子。催化此反应的酶是甲酰甘氨咪唑核苷酸合成酶。

;（6）闭环

在氨基咪唑核苷酸合成酶作用下生成5-氨基咪唑核苷酸。

;（7）六员环的合成开始

在氨基咪唑核苷酸羧化酶催化下，5-氨基咪唑核苷酸与二氧化碳生成5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸。

;（8）嘌呤环的第1位氮的固定

在氨基咪唑琥珀酸氨甲酰核苷酸合成酶催化下，5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸与天冬氨酸和ATP生成5-氨基咪唑-4-琥珀酸甲酰胺核苷酸。

;（9）脱掉延胡索酸

反应由腺甘酸裂解酶催化。生成5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸和延胡索酸。

;（10）嘌呤环上最后的碳原子由甲酰基供给。催化此反应的酶是氨基咪唑酰胺核苷酸甲酰基转移酶。;（11）脱水环化

在次黄苷酸环水解酶作用下脱水环化生成次黄嘌呤核苷酸（IMP）。

;;IMP转变为GMP和AMP;;反应要点：