核酸化學(xué)與核苷酸代謝

1、 核核酸酸化化學(xué)學(xué)與與核核苷苷酸酸代代謝謝 概述 核酸與蛋白質(zhì)一樣，是一切生物機(jī)體不可缺少的組成部分。 核酸是生命遺傳信息的攜帶者和傳遞者，它不僅對(duì)于生命的延續(xù)，生物物種遺傳特性的保持，生長(zhǎng)發(fā)育，細(xì)胞分化等起著重要的作用，而且與生物變異，如腫瘤、遺傳病、代謝病等也密切相關(guān)。 因此，核酸是現(xiàn)代生物化學(xué)、分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的重要基礎(chǔ)之一。 核酸是由核苷酸組成的具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的大分子化合物，是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。第四節(jié)第四節(jié) 核苷酸代謝核苷酸代謝本章要講述的主要內(nèi)容本章要講述的主要內(nèi)容 第一節(jié)第一節(jié) 核酸的化學(xué)組成及分類核酸的化學(xué)組成及分類第二節(jié)第二節(jié) 核酸的分子結(jié)構(gòu)核酸的分子結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 核酸的理

2、化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì) 第一節(jié)第一節(jié) 核酸的化學(xué)組成及分核酸的化學(xué)組成及分類類脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸(deoxyribonucliec acid DNA), 磷酸磷酸(phosphate)一一. 核酸的種類核酸的種類二二.核酸的化學(xué)組成核酸的化學(xué)組成堿基堿基(base)戊糖戊糖(pentose)核糖核酸（核糖核酸（ribonucliec acid, RNA)核酸核酸核苷酸核苷酸核酸酶核酸酶核核 酸酸 的的 種種 類類 脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸（核糖核酸（RNA)兩類核酸的基本化學(xué)組成比較兩類核酸的基本化學(xué)組成比較 DNA RNA 嘌呤堿嘌呤堿 腺嘌呤腺嘌呤 (A ) 腺嘌呤腺

3、嘌呤 (A) （Purine bases ） 鳥嘌呤鳥嘌呤 (G) 鳥嘌呤鳥嘌呤 (G) 堿基堿基(Base) 嘧啶堿嘧啶堿 胞嘧啶胞嘧啶 (C) 胞嘧啶胞嘧啶(C) （Pyrimidine bases） 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶尿嘧啶 (U)戊糖戊糖 D-2-脫氧核糖脫氧核糖 D-核糖核糖(Pentose) 酸酸 磷酸磷酸 磷酸磷酸(Acid)CNCCCNNNCHHHNH2嘌呤堿嘌呤堿123456789CNCHCCCNNHCHNH2CNCCCCNNHCHOH2N腺嘌呤腺嘌呤(A)鳥嘌呤鳥嘌呤(G)626HCHNHCCHCHNNH2OCCHNCHCHNHOONCHNCHCCHHOOCHN

4、CCCHNHCH3胞嘧啶（胞嘧啶（C）尿嘧啶（尿嘧啶（U）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）123456核糖核酸（核糖核酸（RNA）脫氧核糖核酸（脫氧核糖核酸（DNA）核酸核酸核苷酸核苷酸核苷核苷磷酸磷酸戊糖戊糖堿基堿基核核 酸酸 的的 組組 成成核酸酶水解核酸酶水解由戊糖和堿基以糖苷鍵連接而成由戊糖和堿基以糖苷鍵連接而成核核 苷苷脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖嘌呤堿基嘌呤堿基嘧啶堿基嘧啶堿基CNCHCCCNNHCHNH2+CNCHCCCNNHCHNH2腺苷腺苷9CNCHCCCNNHCHNH2+CNCHCCCNNHCHNH2脫氧腺苷脫氧腺苷91由核苷的戊由核苷的戊糖羥基被磷糖羥基被磷酸酯化而成酸酯化而成5 核

5、苷酸的命名核苷酸的命名含一個(gè)磷酸基團(tuán)：核苷一磷酸（含一個(gè)磷酸基團(tuán)：核苷一磷酸（NMPNMP）含兩個(gè)磷酸基團(tuán)：核苷二磷酸（含兩個(gè)磷酸基團(tuán)：核苷二磷酸（NDPNDP）含三個(gè)磷酸基團(tuán)：核苷三磷酸（含三個(gè)磷酸基團(tuán)：核苷三磷酸（NTPNTP）N 代表各種堿基的名稱代表各種堿基的名稱環(huán)化核苷酸：環(huán)化核苷酸：cNMPcNMPO第二節(jié)第二節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能一、一、DNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)二、二、DNA的生物學(xué)功能的生物學(xué)功能1. DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)的一級(jí)結(jié)構(gòu)2. DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)3. DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)的三級(jí)結(jié)構(gòu)攜帶并傳遞遺傳信息攜帶并傳遞遺傳信息四種脫氧核糖核苷酸四種脫氧核糖核苷酸通過通過3

6、、5 -磷酸二酯磷酸二酯鍵彼此連接而形成的鍵彼此連接而形成的直線形或環(huán)線形分子直線形或環(huán)線形分子.DNA分子中核苷分子中核苷酸的排列順序酸的排列順序.核苷酸鏈的書寫方法核苷酸鏈的書寫方法雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)即即DNA分子的空間結(jié)構(gòu)分子的空間結(jié)構(gòu)1.Chargaff 堿基組成規(guī)律堿基組成規(guī)律2.DNA晶體的晶體的X-射線圖譜研究射線圖譜研究 各原子之間的鍵長(zhǎng)、鍵角各原子之間的鍵長(zhǎng)、鍵角一、一、 DNA分子模型建立分子模型建立由由James Watson和和Francis Crick提出提出(1) 腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩爾數(shù)相等腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩爾數(shù)相等. A=T 鳥嘌呤與胞嘧啶的摩爾數(shù)相等鳥嘌呤

7、與胞嘧啶的摩爾數(shù)相等. G=C嘌呤總數(shù)嘌呤總數(shù)=嘧啶總數(shù)嘧啶總數(shù) A+G=C+T(2) DNA的組成具有種的特異性的組成具有種的特異性 (3) DNA的堿基組成沒有組織的特異性的堿基組成沒有組織的特異性, 且較為穩(wěn)定且較為穩(wěn)定,不隨年齡、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、不隨年齡、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、 環(huán)境改變的影響環(huán)境改變的影響Chargaff 堿基組成規(guī)律堿基組成規(guī)律分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)1. 1. 由兩條反向平由兩條反向平行的脫氧多核苷酸（兩行的脫氧多核苷酸（兩條鏈的走向?yàn)闂l鏈的走向?yàn)? 533和和3 355），圍繞一中心），圍繞一中心軸（假想軸）構(gòu)成右手軸（假想軸）構(gòu)成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。雙螺旋結(jié)構(gòu)。

8、彼此間以磷酸二酯鍵相彼此間以磷酸二酯鍵相連，構(gòu)成的骨架。連，構(gòu)成的骨架。2. 2. 堿基在雙螺旋內(nèi)側(cè)。堿基在雙螺旋內(nèi)側(cè)。雙鏈中相對(duì)的堿基按雙鏈中相對(duì)的堿基按和和通過通過氫鍵配對(duì)連接，形成氫鍵配對(duì)連接，形成互補(bǔ)互補(bǔ). .磷酸基與脫氧核糖在外側(cè)，磷酸基與脫氧核糖在外側(cè)，35C35C 糖環(huán)平面與中心糖環(huán)平面與中心軸平行。軸平行。3. 3. 堿基平面與中心堿基平面與中心 軸垂直，各相鄰軸垂直，各相鄰 平面部分重疊。平面部分重疊。3.4nm4.4.雙螺旋的直徑為雙螺旋的直徑為2nm2nm沿軸向，每個(gè)堿基平面沿軸向，每個(gè)堿基平面的距離為的距離為0.34nm0.34nm每圈螺旋含有每圈螺旋含有1010對(duì)對(duì)核

9、苷酸，其軸向距核苷酸，其軸向距為為3.4nm3.4nm, , (3) 離子鍵離子鍵5.5.維持維持DNADNA雙螺旋穩(wěn)定的作用力雙螺旋穩(wěn)定的作用力(1)(1) 互補(bǔ)堿基間的氫鍵互補(bǔ)堿基間的氫鍵(2) 使堿基平面堆積的平面間范德華力使堿基平面堆積的平面間范德華力, 又稱堿基堆積力又稱堿基堆積力二、二、DNADNA結(jié)構(gòu)的多樣性結(jié)構(gòu)的多樣性A-DNAA-DNA：右手螺旋：右手螺旋B-DNAB-DNA：Watson-CrickWatson-Crick模型，右手螺旋模型，右手螺旋生理?xiàng)l件下生理?xiàng)l件下DNADNA最穩(wěn)定最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形式的結(jié)構(gòu)形式Z-DNAZ-DNA：左手左手螺旋螺旋DNA 的的 三三 級(jí)級(jí)

10、 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)原核生物原核生物真核生物真核生物沒有典型的細(xì)胞核結(jié)構(gòu)，沒有典型的細(xì)胞核結(jié)構(gòu)，真核生物的三級(jí)結(jié)構(gòu)是由分真核生物的三級(jí)結(jié)構(gòu)是由分子與組蛋白子與組蛋白(histine)和非組蛋白和非組蛋白(nonhistineprotein,NHP)結(jié)合組成。結(jié)合組成。被認(rèn)為是原核生物的三級(jí)結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是原核生物的三級(jí)結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是真核生物的三級(jí)結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是真核生物的三級(jí)結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)核小體結(jié)構(gòu)核小體結(jié)構(gòu)DNA 超超 螺螺 旋旋 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)H2A、H2B、H3和和H4各兩分子各兩分子組成組蛋白八聚體，構(gòu)成組成組蛋白八聚體，構(gòu)成核心組蛋白核心組蛋白雙螺旋雙螺旋DNA以左手超螺旋的方式繞核心顆粒以左手

11、超螺旋的方式繞核心顆粒1.75圈，纏繞在圈，纏繞在核心組蛋白核心組蛋白表面，構(gòu)成表面，構(gòu)成核心顆粒核心顆粒核心顆粒核心顆粒和和 連接區(qū)連接區(qū)DNA及附著在連接區(qū)及附著在連接區(qū)DNA上的上的 組蛋白組蛋白H1構(gòu)成構(gòu)成核小體核小體一個(gè)個(gè)核小體連接成串珠狀結(jié)構(gòu)一個(gè)個(gè)核小體連接成串珠狀結(jié)構(gòu)染色單體染色單體折疊折疊折疊折疊第三節(jié)第三節(jié) RNA的結(jié)構(gòu)和功能的結(jié)構(gòu)和功能一、一、 RNA的類型的類型1. 核蛋白體核蛋白體RNA(ribosomal RNA, rRNA)3. 轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA (transfer RNA, tRNA)2. 信使信使RNA (messenger RNA, mRNA)4. 不均一核不均

12、一核RNA(HnRNA)二、二、 RNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能5.5.小核小核RNA(SnRNA)RNA(SnRNA)mRNAmRNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能一一 、 mRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1) 3末端有多聚腺嘌呤的結(jié)構(gòu)末端有多聚腺嘌呤的結(jié)構(gòu)(polyA)(2) 5末端具有帽子結(jié)構(gòu)末端具有帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppNm) (3) 一種一種 mRNA只含有一條多肽鏈的信息只含有一條多肽鏈的信息由由HnRNAHnRNA經(jīng)過剪接而成經(jīng)過剪接而成半衰期最短，幾分鐘到數(shù)小時(shí)半衰期最短，幾分鐘到數(shù)小時(shí)二二 、 mRNA的功能的功能蛋白質(zhì)合成的直接模板蛋白質(zhì)合成的直接模板 把核內(nèi)把核內(nèi)DNADNA的堿

13、基順序（遺傳信的堿基順序（遺傳信息），按照堿基互補(bǔ)的原則，抄襲并息），按照堿基互補(bǔ)的原則，抄襲并轉(zhuǎn)送至胞質(zhì)，在蛋白質(zhì)合成中用以翻轉(zhuǎn)送至胞質(zhì)，在蛋白質(zhì)合成中用以翻譯成蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序譯成蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序。tRNA 的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能 1. 分子量最小一類分子量最小一類RNA,占占RNA總量總量10-25% 2. 分子中含有分子中含有10%-20%的稀有堿基的稀有堿基一、一、tRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如假尿嘧啶（如假尿嘧啶（）, 二氫尿嘧啶（二氫尿嘧啶（DHU）, 甲基化堿基（甲基化堿基（mG,mA)等等 3. 3末端有末端有CCA-OH, 是攜帶氨基酸的部位是攜帶氨基酸的

14、部位 4. 具有識(shí)別密碼子功能的反密碼子具有識(shí)別密碼子功能的反密碼子 5. 二級(jí)結(jié)構(gòu)為三葉草形二級(jí)結(jié)構(gòu)為三葉草形, 有三個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)有三個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)（DHU環(huán)、環(huán)、T 環(huán)、反密碼環(huán)環(huán)、反密碼環(huán)） 三級(jí)結(jié)構(gòu)為三級(jí)結(jié)構(gòu)為“倒倒L”形形二、二、tRNA的功能的功能在蛋白質(zhì)的合成過程中作為各種氨在蛋白質(zhì)的合成過程中作為各種氨基酸的載體并將其轉(zhuǎn)呈給基酸的載體并將其轉(zhuǎn)呈給mRNAtRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)的三級(jí)結(jié)構(gòu)rRNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能一、一、 rRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1. 含量最豐富含量最豐富,約占總約占總RNA的的80%以上以上2. 與核蛋白體蛋白結(jié)合成核蛋白體與核蛋白體蛋白結(jié)合成核蛋白體, rRN

15、A 與蛋白質(zhì)既可分離與蛋白質(zhì)既可分離,又可結(jié)合又可結(jié)合3. 核蛋白體由大小兩個(gè)亞基構(gòu)成核蛋白體由大小兩個(gè)亞基構(gòu)成,兩亞基兩亞基呈不呈不 規(guī)則形狀規(guī)則形狀,聚合時(shí)中間有裂縫聚合時(shí)中間有裂縫,可通過可通過mRNA 二、二、 rRNA的功能的功能是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所其他小分子其他小分子RNA小核小核RNARNA（SnRNA)SnRNA)、小核仁小核仁RNA(SnoRNA)RNA(SnoRNA)、小胞質(zhì)小胞質(zhì)RNARNA（scRNA/7SL-RNA)scRNA/7SL-RNA) 功能：參與功能：參與HnRNA和和rRNA的轉(zhuǎn)運(yùn)和加工的轉(zhuǎn)運(yùn)和加工原核生物核糖體的亞基組成原核生

16、物核糖體的亞基組成原核生物核蛋白體原核生物核蛋白體真核生物核蛋白體真核生物核蛋白體核核 酶酶某些某些RNA分子本身具有自我催分子本身具有自我催化能力，可以完成化能力，可以完成rRNA的剪接。的剪接。這些這些RNA稱為核酶（稱為核酶（ribozyme)意義：擴(kuò)充了酶的范圍，使之意義：擴(kuò)充了酶的范圍，使之不再局限于蛋白質(zhì)。不再局限于蛋白質(zhì)。第四節(jié)第四節(jié) 核酸的理化性質(zhì)核酸的理化性質(zhì)一、一、 核酸的粘度核酸的粘度二、核酸的紫外吸收特性二、核酸的紫外吸收特性三、核酸的變性、復(fù)性及其分子雜交三、核酸的變性、復(fù)性及其分子雜交 一一 、 核核 酸酸 的的 粘粘 度度* * 分子量越大粘度也越大分子量越大粘度

17、也越大分子比分子小，粘度也就小分子比分子小，粘度也就小* * 生物分子的空間結(jié)構(gòu)也影響粘度生物分子的空間結(jié)構(gòu)也影響粘度。線形分子線形分子 無(wú)規(guī)線團(tuán)分子無(wú)規(guī)線團(tuán)分子 球形分子球形分子二、核酸的紫外吸收特性二、核酸的紫外吸收特性嘌呤堿和嘧啶堿嘌呤堿和嘧啶堿有共軛雙鍵，都有共軛雙鍵，都能強(qiáng)烈吸收紫外能強(qiáng)烈吸收紫外光，最大吸收波光，最大吸收波長(zhǎng)為長(zhǎng)為260nm蛋白質(zhì)對(duì)紫外蛋白質(zhì)對(duì)紫外光的最大吸收光的最大吸收波長(zhǎng)是波長(zhǎng)是280nm紫外分光光度法檢測(cè)核酸的純度紫外分光光度法檢測(cè)核酸的純度通過測(cè)定波長(zhǎng)在通過測(cè)定波長(zhǎng)在260nm260nm和和280nm280nm處吸光度的處吸光度的比值比值(A(A260260

18、A A280280) )來(lái)估計(jì)核酸樣品的純度來(lái)估計(jì)核酸樣品的純度DNADNA溶液：溶液： A A260260A A280280=1.8=1.8 RNARNA溶液：溶液：A A260260A A280280= 2.0= 2.0方法方法：在波長(zhǎng)在波長(zhǎng)260nm260nm紫外線下，吸光度為紫外線下，吸光度為1.001.00時(shí)，時(shí)，紫外分光光度法估計(jì)核酸的濃度紫外分光光度法估計(jì)核酸的濃度取取5l5l雙鏈雙鏈DNADNA樣品樣品, ,加水稀釋至加水稀釋至1ml1ml。以。以1ml1ml純水作為參照測(cè)定波長(zhǎng)在純水作為參照測(cè)定波長(zhǎng)在260nm260nm處的吸光度值處的吸光度值( (260260),),假如測(cè)

19、得稀釋樣品的假如測(cè)得稀釋樣品的260260值為值為0.5000.500，相當(dāng)于相當(dāng)于50g/ml50g/ml的雙鏈的雙鏈DNA,DNA,40g/ml40g/ml的單鏈的單鏈DNADNA或或RNA, RNA, 20g/ml20g/ml的單鏈寡核苷酸的單鏈寡核苷酸問題問題1那么原液中那么原液中DNADNA的濃度是的濃度是？g/mlg/ml三、核酸的變性、復(fù)性及其分子雜交三、核酸的變性、復(fù)性及其分子雜交( (一一) ) 變性變性(二二) 復(fù)性復(fù)性(三三) 分子雜交分子雜交(一) 核核 酸酸 的的 變變 性性1. 概念概念核酸分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)解開，氫鍵斷裂核酸分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)解開，氫鍵斷裂（不涉及共價(jià)

20、鍵的斷裂），使雙鏈分離，（不涉及共價(jià)鍵的斷裂），使雙鏈分離，這種現(xiàn)象稱為核酸的變性這種現(xiàn)象稱為核酸的變性2. 引起核酸變性的因素引起核酸變性的因素如乙醇、丙酮、尿素、酰胺等如乙醇、丙酮、尿素、酰胺等加熱、加熱、介質(zhì)中的介質(zhì)中的pHpH過酸或過堿、過酸或過堿、有機(jī)溶劑、有機(jī)溶劑、3. 核酸的變性與降解的區(qū)別核酸的變性與降解的區(qū)別 降解降解其過程是不可逆的。其過程是不可逆的。是指多核苷酸鏈中的磷酸二酯鍵斷裂，是指多核苷酸鏈中的磷酸二酯鍵斷裂，使分子量降低，使分子量降低，不發(fā)生分子量的變化。不發(fā)生分子量的變化。一般是可逆的，一般是可逆的，變性變性4. 蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)和核酸的變性核酸的變性兩者均不涉及

21、共價(jià)鍵的斷裂兩者均不涉及共價(jià)鍵的斷裂一級(jí)結(jié)構(gòu)不破壞一級(jí)結(jié)構(gòu)不破壞粘度下降，生物活性喪失粘度下降，生物活性喪失分子的熱變性分子的熱變性雙螺旋結(jié)構(gòu)即遭雙螺旋結(jié)構(gòu)即遭破壞，氫鍵斷裂，雙鏈破壞，氫鍵斷裂，雙鏈分離。分離。將的稀鹽溶液加將的稀鹽溶液加熱至熱至8095(或以上或以上)數(shù)分鐘數(shù)分鐘，d. 喪失生物活性喪失生物活性a. 260nm處的紫外吸收值升高處的紫外吸收值升高b. 粘度下降粘度下降c. 浮力、密度升高浮力、密度升高（增色效應(yīng)增色效應(yīng)）變變 性性 DNA 的的 特特 點(diǎn)點(diǎn)DNA解鏈曲線解鏈曲線拐點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度，拐點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度，代表變性代表變性5050時(shí)溫度，稱為解鏈溫時(shí)溫度，稱為解鏈溫度

22、，通常稱為融解溫度，通常稱為融解溫度。度。用符號(hào)用符號(hào) TmTm 表示表示70708585之間之間“”形曲線形曲線TmTm值的大小主要與下列因素有關(guān)值的大小主要與下列因素有關(guān)中中對(duì)的含量對(duì)的含量堿基對(duì)的比例越高，堿基對(duì)的比例越高，TmTm值越高值越高pHpH和離子強(qiáng)度不變和離子強(qiáng)度不變, ,根據(jù)根據(jù)百分含量，百分含量，則可計(jì)算樣品的則可計(jì)算樣品的TmTm值值TmTm69.3 + 0.4169.3 + 0.41* *( () )TmTm4 4* *(G+C)+2(G+C)+2* *(A+T)(A+T), (, (小于小于20bp20bp) )介質(zhì)中的離子強(qiáng)度介質(zhì)中的離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度低離子強(qiáng)度低T

23、mTm值低值低變性溫度范圍較寬變性溫度范圍較寬離子強(qiáng)度大離子強(qiáng)度大TmTm值高值高變性溫度范圍較窄變性溫度范圍較窄( (二二) ) 核酸的復(fù)性核酸的復(fù)性DNA熱變性后的復(fù)性熱變性后的復(fù)性,常常稱為常常稱為退火退火。變性的變性的DNA或或RNA在去除變性因素在去除變性因素并處于適當(dāng)?shù)臈l件下，并處于適當(dāng)?shù)臈l件下，又可重新結(jié)合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)又可重新結(jié)合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)這一過程稱為復(fù)性。這一過程稱為復(fù)性。1.概念概念彼此分離的雙鏈彼此分離的雙鏈2. 復(fù)性過程復(fù)性過程兩種情況兩種情況（1）兩條完全分開的單鏈通過隨機(jī)碰撞形）兩條完全分開的單鏈通過隨機(jī)碰撞形 成互補(bǔ)短片段的雙螺旋成互補(bǔ)短片段的雙螺旋。（2）尚

24、未配對(duì)的堿基很快地）尚未配對(duì)的堿基很快地 “對(duì)齊對(duì)齊”。迅。迅速速 形成雙鏈直至雙螺旋結(jié)構(gòu)。形成雙鏈直至雙螺旋結(jié)構(gòu)。復(fù)性后分子性質(zhì)復(fù)性后分子性質(zhì)一系列的理化性質(zhì)隨即恢復(fù)一系列的理化性質(zhì)隨即恢復(fù)d. 生物活性部分恢復(fù)生物活性部分恢復(fù)a. 260nm處的紫外吸收值下降處的紫外吸收值下降b. 粘度上升粘度上升c. 浮力、密度降低浮力、密度降低（減色效應(yīng)）（減色效應(yīng)） (三三) 核酸分子雜交核酸分子雜交在一定條件下（適宜的溫度、在一定條件下（適宜的溫度、pH及離子強(qiáng)及離子強(qiáng)度），可按堿基互補(bǔ)原則復(fù)性形成雙鏈，此度），可按堿基互補(bǔ)原則復(fù)性形成雙鏈，此過程稱為核酸分子雜交。過程稱為核酸分子雜交。1.概念概

25、念 具有一定同源性的兩條核酸單鏈，具有一定同源性的兩條核酸單鏈，變性變性復(fù)性復(fù)性不完全同源核酸單鏈分子雜交不完全同源核酸單鏈分子雜交突環(huán)突環(huán)2.可發(fā)生雜交的核酸分子可發(fā)生雜交的核酸分子(1)兩條同源的兩條同源的DNA鏈鏈(2)兩條同源的兩條同源的RNA鏈鏈(3)一條一條DNA鏈一條鏈一條RNA鏈鏈3.核酸雜交的應(yīng)用核酸雜交的應(yīng)用（1）測(cè)定核酸分子堿基組成）測(cè)定核酸分子堿基組成（2）檢測(cè)某些因基因突變引起的疾?。z測(cè)某些因基因突變引起的疾病核苷酸庫(kù)核苷酸庫(kù)核酸的降解核酸的降解核苷酸的合成核苷酸的合成核酸的合成核酸的合成核苷酸的降解核苷酸的降解核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位，核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位

26、，它不屬于營(yíng)養(yǎng)必需物質(zhì)它不屬于營(yíng)養(yǎng)必需物質(zhì)核苷酸代謝核苷酸代謝概述概述食物核蛋白食物核蛋白蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核酸核酸(RNA與與DNA)胰核酸酶胰核酸酶RNA酶酶DNA酶酶(磷酸二酯酶磷酸二酯酶)單核苷酸單核苷酸胰、腸核苷酸酶胰、腸核苷酸酶(磷酸單酯酶磷酸單酯酶)核苷核苷磷酸磷酸核苷酶核苷酶(水解或磷酸解水解或磷酸解)戊糖或磷酸戊糖戊糖或磷酸戊糖堿基堿基核酸的消化核酸的消化排出，很排出，很少利用少利用第一節(jié) 嘌呤核苷酸代謝一、一、嘌呤核苷酸的合成代謝嘌呤核苷酸的合成代謝( (一一) ) 嘌呤核苷酸的從頭合成嘌呤核苷酸的從頭合成( (二二) ) 嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成( (三三) )

27、 脫氧脫氧( (核酸核酸) )核苷酸的生成核苷酸的生成二、二、嘌呤核苷酸的分解代謝嘌呤核苷酸的分解代謝一、嘌呤核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸的合成代謝(一一)、從頭合成途徑、從頭合成途徑 1.概念概念：用磷酸核糖、氨基酸、一碳用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及單位及CO2等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)合成嘌呤核苷酸的途徑系列酶促反應(yīng)合成嘌呤核苷酸的途徑. 2.原料原料：5磷酸核糖、谷氨酰胺磷酸核糖、谷氨酰胺、一碳單位、甘氨酸、一碳單位、甘氨酸、CO2、天冬氨、天冬氨酸酸 N1C2N3C4C5C6N97NC8 甲?；柞；?一碳單位一碳單位)甘氨酸甘氨酸CO2Asp甲酰

28、基甲?；?一碳單位一碳單位)Gln(酰胺基酰胺基)甘氨當(dāng)中站甘氨當(dāng)中站, 谷氮坐兩邊谷氮坐兩邊,左上天冬氨左上天冬氨, 頭頂頭頂CO23.合成的合成的場(chǎng)所場(chǎng)所: 肝臟的胞液肝臟的胞液4.合成的合成的過程過程: 兩個(gè)階段。兩個(gè)階段。(1) 次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸(IMP)的合成的合成 (2) 腺苷酸腺苷酸(AMP)和鳥苷酸和鳥苷酸(GMP)的合成的合成 (1) IMP的合成的合成(11步反應(yīng)，步反應(yīng)，過程只需了解過程只需了解)R-5-PAMPPRPP合成酶合成酶PP-1-R-5-P(PRPP)ATP5-磷酸核糖磷酸核糖磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸反應(yīng)過程：(2) 腺苷酸和鳥苷酸的合成腺苷酸

29、和鳥苷酸的合成R-5-PC NCNNCHCOHNHCIMPR-5-PC NCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOH腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶AMPSAsp, Mg2+,GTPR-5-PC NCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOHR-5-PC NCNNCHCNHCNH2COOHCHHCHOOC腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸(AMPS)腺苷酸腺苷酸(AMP)延胡索酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸裂解酶裂解酶R-5-PC NCNNCHCOHNHCIMPR-5-PC NCNNCHCOHNCONAD+H2ONADH+H+XMP黃嘌呤核苷酸黃嘌呤核苷酸IMP脫氫酶脫氫酶

30、H2NR-5-PC NCNNCHCOHNCR-5-PC NCNNCHCOHNCOGlnGluGMP合成酶合成酶Mg2+, ATPXMPGMPAMP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ADPATPADPATPADP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ATPGMP鳥苷酸激酶鳥苷酸激酶GDPATPADPATPADP鳥苷酸激酶鳥苷酸激酶GTP一、嘌呤核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸的合成代謝(二二)、補(bǔ)救合成途徑、補(bǔ)救合成途徑有兩條合成途徑有兩條合成途徑(1) 嘌呤堿與嘌呤堿與PRPP直接合成嘌呤核苷酸直接合成嘌呤核苷酸次黃嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸鳥嘌呤鳥嘌呤鳥嘌呤核苷酸鳥嘌呤核苷酸次黃嘌呤次黃嘌呤-鳥嘌呤鳥嘌呤磷酸核

31、糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)PRPPPPi腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（APRT）HGPRT活性高活性高APRT活性低活性低90%嘌呤堿嘌呤堿生理意義生理意義減少?gòu)念^合成時(shí)能量和原料的消耗減少?gòu)念^合成時(shí)能量和原料的消耗節(jié)省節(jié)省: 作為某些器官作為某些器官(腦腦,骨髓和脾骨髓和脾)合成核苷酸的途徑合成核苷酸的途徑遺傳疾病遺傳疾病Lesch-Nyhan 萊萊-尼綜合征尼綜合征,自毀容貌綜合征自毀容貌綜合征HGPRT基因缺陷基因缺陷嘌呤合成過多，明顯的高尿酸血癥，痛風(fēng)伴嘌呤合成過多，明顯的高尿酸血癥，痛風(fēng)伴-罕見的性染色體罕見的性染色體X連鎖遺

32、傳病連鎖遺傳病疾病生化本質(zhì)疾病生化本質(zhì):行為行為, 稱之為稱之為自毀容貌綜合征自毀容貌綜合征.大腦癱瘓、智力減退、舞蹈手足綜合征大腦癱瘓、智力減退、舞蹈手足綜合征,身體身體和精神發(fā)育遲緩和精神發(fā)育遲緩, 有咬指咬唇的強(qiáng)迫性自殘有咬指咬唇的強(qiáng)迫性自殘(三三) 脫氧脫氧(核糖核糖)核苷酸的合成核苷酸的合成在在核苷二磷酸水平核苷二磷酸水平被還原而成被還原而成OHOPOOHH堿基堿基HOHHHOOOHOPHOOHOPOHH堿基堿基HOHHHOOOHOPHONADPH+H+NADP+ +H2O核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶dNDPNDP核苷酸分解代謝核苷酸分解代謝大致過程大致過程核苷酸核苷酸核苷核苷PiPi1-磷酸核糖磷酸核糖堿基堿基補(bǔ)救途徑補(bǔ)救途徑 分解代謝分解代謝5-磷酸核糖磷酸核糖PRPP終末產(chǎn)物經(jīng)尿排出終末產(chǎn)物經(jīng)尿排出核苷酸酶核苷酸酶磷酸化酶磷酸化酶1-磷酸核糖磷酸核糖變位酶