第八章核酸的酶促降解与苷酸代谢

第八章核酸的酶促降解和核苷酸代谢•核酸的酶促降解•核苷酸的分解代谢•核苷酸的生物合成第一节核酸的酶促降解一、核酸外切酶二、核酸内切酶三、限制性内切酶核酸酶核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶一、外切核酸酶牛脾磷酸二酯酶（5´端外切，得3’核苷酸）蛇毒磷酸二酯酶（3´端外切得5’核苷酸）5´pppOHBpppp3´BBBBBBBOH二、内切核酸酶GA5´ppppOHPyPuPyPy1´pppGACUppp3´bPu：嘌呤Py：嘧啶a三、限制性内切酶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回文序列，并在此序列的某位点水解DNA，这类酶称为限制性内切酶（ristrictionendonuclease）。限制性内切酶的命名和意义EcoRI序号属名种名株名例：EcoRI，这是从大肠杆菌（Ecoli）R菌株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一、核苷酸的分解代谢二、嘌呤的分解代谢三、嘧啶的分解代谢一、核苷酸的分解代谢核苷酸核苷核苷酸酶Pi碱基核苷磷酸化酶1-磷酸核糖核苷酶碱基＋核糖二、嘌呤的分解NNNNNH2HNNNNOHHNNNNOHOHNNNNOHHNH2NNNNOHOHHO尿酸人、灵长类、鸟类、爬行类等------尿酸NNNNOHOH2HONNNNOHOHHONNNNOHOH2H2OOHNOH2NH2COOHCHONH3＋CO2尿酸尿囊素尿囊酸其他哺乳动物----尿囊素硬骨鱼类------尿囊酸两栖类------尿素、乙醛酸植物---------尿囊酸最终产物人、灵长类、鸟类、爬行类等------尿酸其他哺乳动物----尿囊素硬骨鱼类------尿囊酸两栖类------尿素、乙醛酸植物---------尿囊酸二嘧啶的分解OHCOOHCOOHCO胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶β-脲基异丁酸β-氨基异丁酸β-丙氨酸二氢尿嘧啶尿嘧啶胞嘧啶NADPHHNADP+++O2HO2HO2H+++NADPHNADPH3CH2CHHN2CHH3CHH2HHOHNCNCC22CH32ONCNCCCHOHH2H3HHONCNCCCOH+23COCH22NCNCCHOHH2HHH2HHOHNCNCCCOONCNCCCNHHO2HHHH2OHNHNCNCCCONHCH2NHCH2COOH2第三节核苷酸的合成代谢核苷酸合成的2条途径：1、从头合成途径：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位、二氧化碳等简单化合物为原料，经一系列酶促反应合成核苷酸的过程。主要的合成途径。2、补救合成途径（自学）：利用体内游离的碱基或核苷，经过简单反应过程合成核苷酸。次要合成途径。一、嘌呤核苷酸的合成：（一）嘌呤核苷酸的从头合成途径1.嘌呤环各组成成分的来源2.过程：两个阶段第一阶段：次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成第二阶段：腺嘌呤核苷酸(AMP)与鸟嘌呤核苷酸(GMP)的生成嘌呤核苷酸的从头合成5-磷酸核糖+ATPPRPP+AMPIMPPRPP：5-磷酸核糖-1-焦磷酸PRPP合成酶天冬氨酸甘氨酸谷氨酰胺一碳单位CO2次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成AMP与GMP的生成IMP腺苷酸代琥珀酸黄嘌呤核苷酸（XMP）AspNADH+H+NAD+AMPGTPGMPGlnATP延胡索酸AMP与GMP的生成NNNNNH2NNNNONH2NNNNO（二）补救合成途径（salvagepathway）概念：细胞利用现成的嘌呤碱基或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成途径。腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT），次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）。腺嘌呤＋PRPPAMP＋PPiAPRT次黄嘌呤＋PRPPIMP＋PPiHGPRT鸟嘌呤＋PRPPGMP＋PPiHGPRT腺嘌呤核苷AMP腺苷激酶ATPADP反应过程：二、嘧啶核苷酸的合成（一）从头合成先合成嘧啶环，再由嘧啶和PRPP合成嘧啶核苷酸。先合成UMP，再进一步转变为胞嘧啶核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸。1、从头合成的过程：（1）UMP的合成：UMP合成原料：谷氨酰胺、CO2、（谷氨酰胺+CO2→氨基甲酰磷酸）、天冬氨酸、PRPP。231天冬氨酸NNCCCC564氨基甲酰磷酸合成过程：Gln+HCO3－H2N-CO-O-HPO3-+Glu氨基甲酰磷酸合成酶2ATP2ADP＋Pi（2）UTP、CTP的合成：UMPUDPUTPUTP+Gln+ATPCTP+Glu+ADP+Pi尿苷酸激酶尿苷酸激酶ATPATPADPADPCTP合成酶CCHCHNNH2NOCR-5-PPP（二）嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶＋PRPP嘧啶核苷酸＋PPi嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷UMP尿苷激酶ATPADP脱氧胸苷TMP胸苷激酶ATPADP三、脱氧核糖核苷酸的生成：脱氧核糖核苷酸（包括嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸）是在二磷酸核苷（NDP）水平还原生成的。dNDPNDPADPGDPCDPUDPdADPdGDPdCDPdUDP核糖核苷酸还原酶Mg2+NADP++H2ONADPH+H+CCHCHNOHNOCdR-5-PdUMPCCCHNOHNOCdR-5-PdTMPCH3TMP合成酶N5，N10-CH2-FH4FH2dTMP→dTDP→dTTP→参与DNA合成。◆dTMP的合成：FH4由dNDP转变为dNTP激酶ATPADPdADPdGDPdCDPdTDPdATPdGTPdCTPdTTPDNA合成原料