生物化學(xué)核酸的酶促降解和核苷酸代謝（課堂PPT）

1、.1第十一章 核酸的酶促降解和核苷酸代謝.2第一節(jié) 核酸的酶促降解第二節(jié) 核苷酸的分解代謝第三節(jié) 核苷酸的生物合成.3第一節(jié) 核酸的酶促降解 核酸酶核酸酶 核苷酸酶核苷酸酶 核苷酸磷酸化酶核苷酸磷酸化酶 核酸核酸 核苷酸核苷酸 核苷核苷 堿基堿基+戊糖戊糖磷酸磷酸.4核酸酶：生物體內(nèi)存在的水解核酸磷酸二酯鍵的酶類，統(tǒng) 稱核酸酶.5外切核酸酶對(duì)核酸的水解位點(diǎn)外切核酸酶對(duì)核酸的水解位點(diǎn)5 p p p pOHB p p p p3 BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶（ 5 5 端外切端外切5 5得得3 3）蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶（ 3 3 端外切端外切3 3得得5 5）.6 其專一作用于

2、RNA，對(duì)DNA及其它磷酸二酯化合物不作用或作用活性很低。Pu ：嘌呤：嘌呤 Py：嘧啶：嘧啶 內(nèi)切核酸酶水解位點(diǎn).7內(nèi)切核酸酶對(duì)內(nèi)切核酸酶對(duì)RNA的水解位點(diǎn)示意圖的水解位點(diǎn)示意圖5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACU p p pGA3 RNAase IRNAase IRNAase T1專一水解鳥甘酸二酯鍵專一水解鳥甘酸二酯鍵RNAase T1Pu ：嘌呤：嘌呤 Py：嘧啶：嘧啶 .83.限制性內(nèi)切酶 一類能識(shí)別一定序列并水解外源雙鏈DNA的內(nèi)切核酸酶其特點(diǎn)是具有極高的專一性，能識(shí)別DNA雙鏈上的特定位點(diǎn)，稱為限制性內(nèi)切酶，也稱限制酶。甲基化酶：細(xì)菌除具有限制酶外，還具有

3、一種對(duì)自身DNA起修飾作用的甲基化酶。 限制酶和其相應(yīng)的修飾酶對(duì)底物DNA的識(shí)別和作用的部位是相同的。.9常用的常用的DNA限制性內(nèi)切酶的專一性限制性內(nèi)切酶的專一性酶酶辨認(rèn)的序列和切口辨認(rèn)的序列和切口說明說明 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 IS

4、ma 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.10.11第二節(jié) 核苷酸的分解代謝 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 堿基堿基+（脫氧）戊糖（脫氧）戊糖磷酸磷酸一、核苷酸的降解.12二、嘌呤的降解NNNHNNH2次黃嘌呤G 黃嘌呤 尿素RNH2NH3 + CO2（微生物）尿酸（醇式）.13三、嘧啶的降解NNHNH2ONH2NHNHOO二氫尿嘧啶還原

5、H2O（開環(huán)）脲基丙酸H2O丙氨酸.14第三節(jié) 核苷酸的生物合成一、核糖核苷酸的合成從頭合成：是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。 補(bǔ)救途徑：是利用核酸降解或進(jìn)食等從外界補(bǔ)充的含氮堿基或核苷合成新的核苷酸。.151.嘌呤核苷酸的生物合成（1）嘌呤環(huán)上各原子的來源）嘌呤環(huán)上各原子的來源N3N9N7N1C2C6C4C5C8來自谷氨酰胺的酰胺氮來自谷氨酰胺的酰胺氮來自甲酸來自甲酸來自甲酸來自甲酸來自天冬氨酸來自天冬氨酸來自甘氨酸來自甘氨酸來自來自CO2.16(2). IMP的合成過程的合成過程 磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶

6、GAR合成酶合成酶 轉(zhuǎn)甲酰基酶轉(zhuǎn)甲?；?FGAM合成酶合成酶 AIR合合成成酶酶.17（CATR）.18IMP生成總反應(yīng)過程生成總反應(yīng)過程.19腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脫氫酶脫氫酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶合成酶AMP和和GMP的生成的生成.20 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 IMP的合成需的合成需5個(gè)個(gè)ATP，6個(gè)高能磷酸鍵。個(gè)高能磷酸鍵。 AMP或或GMP的合成又需的合成又需1個(gè)個(gè)ATP。 嘌呤核苷酸從頭合成嘌呤核苷酸從頭合成特點(diǎn)特點(diǎn).21腺嘌呤腺嘌呤 + + PRPPAMP + PP

7、iAPRT次黃嘌呤次黃嘌呤 + + PRPPIMP + PPiHGPRT鳥嘌呤鳥嘌呤 + + PRPPHGPRTGMP + PPi 合成過程合成過程: :腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMP（3）嘌呤核苷酸合成補(bǔ)救途徑）嘌呤核苷酸合成補(bǔ)救途徑 參與補(bǔ)救合成的酶參與補(bǔ)救合成的酶: 腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶( (APRT) ) 次黃嘌呤次黃嘌呤- -鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶( (HGPRT) ) 腺苷激酶腺苷激酶( (adenosine kinase).22補(bǔ)救合成的生理意義補(bǔ)救合成的生理意義l補(bǔ)救合成節(jié)省從頭合成時(shí)的能量和一些氨補(bǔ)救合成節(jié)省從頭合

8、成時(shí)的能量和一些氨基酸的消耗?；岬南摹體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。行補(bǔ)救合成。.23（4）嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變）嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變IMPIMPAMPAMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸XMPXMPGMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶腺苷酸脫氨酶鳥苷酸還原酶鳥苷酸還原酶NADPH+H+ NADP+NH3.242.嘧啶核苷酸的生物合成嘧啶核苷酸的生物合成嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu).25（1）嘧啶環(huán)上各原子的來源）嘧啶環(huán)上各原子的來源 來自天冬氨酸來自天冬氨酸來自來自CO2來自來自NH3NNCCCC654321氨甲酰氨甲酰磷酸磷酸.26（

9、2）尿嘧啶核苷酸合成途徑）尿嘧啶核苷酸合成途徑.27（3）. 胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶合成酶谷氨酰胺谷氨酰胺ATP谷氨酸谷氨酸ADP+Pi.28（4）. dTMP或或TMP的生成的生成TMP合酶合酶N5, N10-甲烯甲烯FH4FH2FH2還原酶還原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脫氧胸苷一磷酸脫氧胸苷一磷酸dTMPUDP脫氧核苷酸還原酶脫氧核苷酸還原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP.29（5） 嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶嘧啶 + + PRPP磷酸嘧啶核

10、苷磷酸嘧啶核苷 + + PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷 + + ATP尿苷激酶尿苷激酶UMP +ADP胸腺嘧啶核苷胸腺嘧啶核苷 + + ATP胸苷激酶胸苷激酶TMP +ADP.303.核苷二磷酸、核苷三磷酸的合成核苷二磷酸、核苷三磷酸的合成.31二、二、 脫氧核糖核苷酸的生成脫氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸水平上進(jìn)行在核苷二磷酸水平上進(jìn)行（N代表代表A、G、U、C等堿基）等堿基）.32核糖核苷酸的還原反應(yīng)核糖核苷酸的還原反應(yīng)NADP+NADPH+H+硫氧還蛋白硫氧還蛋白還原酶還原酶FAD核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶（B1和和B2）ATP 、Mg2+硫氧還蛋白

11、硫氧還蛋白（還原型）（還原型）SHSH硫氧還蛋白硫氧還蛋白（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脫氧核糖核苷二磷酸脫氧核糖核苷二磷酸dNDP + ATP 激酶激酶dNTP + ADP.33脫氧胸腺嘧啶核苷酸的合成脫氧胸腺嘧啶核苷酸的合成 胸腺嘧啶核苷酸合成酶胸腺嘧啶核苷酸合成酶NADPH+H+SerNADP+Gly N5、N10 亞甲基亞甲基 FH4 FH2二氫葉酸二氫葉酸還原酶還原酶Ser羥甲基羥甲基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶ONHNOdR-PCH3ONHNOdR-P.34核核苷苷酸酸的的合合成成及及相相互互關(guān)關(guān)系系.35小 結(jié)1 核酸酶促降解1）核酸酶：可作用于DNA和RNA。 2）核糖核酸(RNase)酶 3）