核苷酸代謝主題知識(shí)講座

核苷酸代謝主題知識(shí)講座核苷酸代謝主題知識(shí)講座第1頁(yè)核苷酸代謝

本章重點(diǎn)討論核酸酶類別和特點(diǎn)，以及核苷酸生物合成和分解代謝。第一節(jié)核酸酶促降解第三節(jié)核苷酸合成代謝第二節(jié)核苷酸分解代謝核苷酸代謝主題知識(shí)講座第2頁(yè)核酸酶促降解

一、核酸酶二、限制性內(nèi)切酶

核酸酶核苷酸酶核苷酸磷酸化酶

核酸核苷酸核苷堿基+戊糖磷酸核苷酸代謝主題知識(shí)講座第3頁(yè)核酸酶

1、核酸酶分類（1）依據(jù)對(duì)底物專一性分為（2）依據(jù)切割位點(diǎn)分為核糖核酸酶(RNase)脫氧核糖核酸酶(DNase)非特異性核酸酶核酸內(nèi)切酶核酸外切酶2、核酸酶作用特點(diǎn)核苷酸代謝主題知識(shí)講座第4頁(yè)外切核酸酶對(duì)核酸水解位點(diǎn)5′

p

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pOHB

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p3′BBBBBBB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）核苷酸代謝主題知識(shí)講座第5頁(yè)內(nèi)切核酸酶對(duì)RNA水解位點(diǎn)示意圖5′

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pOHPyPuPyPy1′

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pGACU

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pGA3′RNAaseIRNAaseIRNAaseT1RNAaseT1Pu：嘌呤Py：嘧啶

核苷酸代謝主題知識(shí)講座第6頁(yè)限制性內(nèi)切酶

類型

命名

意義

原核生物中存在著一類能識(shí)別外源DNA雙螺旋中4-8個(gè)堿基對(duì)所組成特異含有二重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性回文序列，并在此序列某位點(diǎn)水解DNA雙螺旋鏈，產(chǎn)生粘性末端或平末端，這類酶稱為限制性內(nèi)切酶（ristrictionendonuclease）。核苷酸代謝主題知識(shí)講座第7頁(yè)限制性內(nèi)切酶類型

I型：分子量大于105，多亞基，需S-腺苷蛋氨酸、ATP和Mg2+，識(shí)別位點(diǎn)與切割位點(diǎn)相差甚遠(yuǎn)，產(chǎn)物為異質(zhì)，是限制與修飾相排斥多功效酶.

Ⅱ型：分子量小于105，需Mg2+，切割位點(diǎn)位于識(shí)別位點(diǎn)上，產(chǎn)物為專一性片段，不具修飾酶功效?，F(xiàn)在分子生物學(xué)研究所用限制性內(nèi)切酶均為這類。

Ⅲ型：識(shí)別位點(diǎn)為5-7bp非對(duì)稱序列

，切割位點(diǎn)在次序之外離識(shí)別序列5-10bp，切割雙鏈，個(gè)別也切割單鏈。是限制與修飾多功效酶.核苷酸代謝主題知識(shí)講座第8頁(yè)常見(jiàn)DNA限制性內(nèi)切酶專一性酶識(shí)別序列和切口說(shuō)明‥‥AGCT‥‥‥‥TCGA‥‥‥‥GGATCC‥‥‥‥CCTAGG‥‥‥‥AGATCT‥‥‥‥TCTAGA‥‥‥‥GAATTC‥‥‥‥CTTAAG‥‥‥‥AAGCTT‥‥‥‥TTCGAA‥‥‥‥GTCGAC‥‥‥‥CAGCTG‥‥‥‥CCCGGG‥‥‥‥GGGCCC‥‥BamHIAluIBglIEcoRIHindⅢSalISmaI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，粘端切口核苷酸代謝主題知識(shí)講座第9頁(yè)限制性內(nèi)切酶命名和意義EcoRI序號(hào)屬名種名株名例：EcoRI，這是從大腸桿菌（Ecoli）R菌珠中分離出一個(gè)限制性內(nèi)切酶

限制性內(nèi)切酶是分析染色體結(jié)構(gòu)、制作DNA限制圖譜、進(jìn)行DNA序列測(cè)定和基因分離、基因體外重組等研究中不可缺乏工具，是一把天賜神刀，用來(lái)解剖纖細(xì)DNA分子。核苷酸代謝主題知識(shí)講座第10頁(yè)核苷酸降解2、嘧啶降解1、嘌呤降解

核苷酸酶核苷酸磷酸化酶核苷酸核苷堿基+（脫氧）戊糖磷酸核苷酸代謝主題知識(shí)講座第11頁(yè)嘌呤分解核苷酸代謝主題知識(shí)講座第12頁(yè)嘧啶分解核苷酸代謝主題知識(shí)講座第13頁(yè)核苷酸合成代謝一、核糖核苷酸生物合成二、脫氧核糖核苷酸生物合成三、單核苷酸轉(zhuǎn)變成核苷二磷酸和核苷三磷酸（自學(xué)）四、各種核苷酸相互轉(zhuǎn)變核苷酸代謝主題知識(shí)講座第14頁(yè)核糖核苷酸生物合成1、嘌呤核苷酸生物合成(1)從頭合成路徑(2)補(bǔ)救路徑(自學(xué))2、嘧啶核苷酸生物合成(1)從頭合成路徑補(bǔ)救合成路徑(自學(xué))核苷酸代謝主題知識(shí)講座第15頁(yè)嘌呤核苷酸從頭合成路徑3、IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP和GMP

1、嘌呤環(huán)上原子起源2、IMP從頭合成核苷酸代謝主題知識(shí)講座第16頁(yè)嘌呤環(huán)上各原子起源N3N9N7N1C2C6C4C5C8來(lái)自谷氨酰胺酰胺氮來(lái)自甲酸來(lái)自甲酸來(lái)自天冬氨酸來(lái)自甘氨酸來(lái)自CO2核苷酸代謝主題知識(shí)講座第17頁(yè)IMP生物合成一碳基團(tuán)代謝核苷酸代謝主題知識(shí)講座第18頁(yè)IMP轉(zhuǎn)變?yōu)镚MP和AMP核苷酸代謝主題知識(shí)講座第19頁(yè)嘌呤核苷酸合成補(bǔ)救路徑（自學(xué)）

磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘌呤+PRPPA(G)MP+PPi嘌呤+1-P-核糖嘌呤核苷

A(G)MPATP

ADP核苷酸代謝主題知識(shí)講座第20頁(yè)嘧啶核苷酸從頭合成路徑

c、UMP轉(zhuǎn)變?yōu)镃TPCTPCTP合成酶

ATPGlnH2OUMPUDPUTP

a、嘧啶環(huán)上原子起源b、UMP從頭合成核苷酸代謝主題知識(shí)講座第21頁(yè)嘧啶環(huán)上各原子起源

來(lái)自天冬氨酸來(lái)自CO2來(lái)自NH3NNCCCC654321核苷酸代謝主題知識(shí)講座第22頁(yè)尿嘧啶核苷酸合成路徑核苷酸代謝主題知識(shí)講座第23頁(yè)嘧啶核苷酸補(bǔ)救合成路徑（自學(xué)）尿嘧啶+PRPP尿嘧啶+1-P-核糖尿嘧啶核苷+ATPUMP+PPi尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP核苷酸代謝主題知識(shí)講座第24頁(yè)脫氧核苷酸合成

2、脫氧胸腺嘧啶核苷酸合成1、脫氧核苷酸合成核苷酸代謝主題知識(shí)講座第25頁(yè)核糖核苷酸還原反應(yīng)硫氧還蛋白核糖核酸還原酶系硫氧還蛋白還原酶核糖核苷酸還原酶NADP+NADPH+H+硫氧還蛋白還原酶FAD核糖核苷酸還原酶（B1和B2）ATP、Mg2+硫氧還蛋白（還原型）SHSH硫氧還蛋白（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+H2O脫氧核糖核苷二磷酸核苷酸代謝主題知識(shí)講座第26頁(yè)脫氧胸腺嘧啶核苷酸合成

胸腺嘧啶核苷酸合成酶NADPH+H++SerNADP++Gly

N5、N10亞甲基FH4FH2二氫葉酸還原酶Ser羥甲基轉(zhuǎn)移酶ONHNOdR-PCH3ONHNOdR-PdUMPdTMP核苷酸代謝主題知識(shí)講座第27頁(yè)核苷酸合成及相互關(guān)系核苷酸代謝主題知識(shí)講座第28頁(yè)氨基酸與一碳基團(tuán)代謝

1、一碳基團(tuán)（一碳單位）概念2、一碳基團(tuán)和氨基酸代謝Gly、Ser、Thr、His都能夠作為一碳基團(tuán)供體。3、一碳基團(tuán)利用：參加合成反應(yīng)，如磷脂、核苷酸等合成。核苷酸代謝主題知識(shí)講座第29頁(yè)一碳基團(tuán)

在代謝過(guò)程中，一些化合物（如氨基酸）能夠分解產(chǎn)生含有一個(gè)碳原子基團(tuán)（不包含CO2），稱為一碳基團(tuán)。一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移除了和許多氨基酸代謝直接相關(guān)外，還參加嘌呤和胸腺嘧啶生物合成一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶輔酶：FH4一碳基團(tuán)四氫葉酸化合物結(jié)構(gòu)和命名-CH=NH亞氨甲基H-CO-甲?；?CH2OH甲醇基-CH=次甲基-CH2-亞甲基-CH3甲基核苷酸代謝主題知識(shí)講座第30頁(yè)核苷酸代謝主題知識(shí)講座第31頁(yè)核苷酸代謝主題知識(shí)講座第32頁(yè)葉酸和四氫葉酸（FH4）葉酸四氫葉酸HH105N5，N10-CH2-FH4N5-CHO-FH4CH2CHO核苷酸代謝主題知識(shí)講座第33頁(yè)一碳基團(tuán)起源與轉(zhuǎn)變S-腺苷蛋氨酸N5-CH2-FH4N5N10-

CH2-FH4N5，N10=CH-FH4

N10-CH