核酸的降解和核甘酸代谢

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1、第十一章核酸的降解和核甘酸代谢学习要求◆熟悉核酸酶的类别和特点;◆了解嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸从头合成的过程以及最初产物;◆了解核苷酸补救合成途径的重要意义;◆了解核苷酸降解的过程和终产物，尿酸堆积引起的疾病和治疗方法。核酸的酶促降解和核苷酸代谢第一节核酸的酶促降解第三节核苷酸的合成代谢第二节核苷酸的分解代谢第一节核酸的酶促降解核酸酶（磷酸二酯酶）核苷酸酶（磷酸单酯酶）核苷磷酸化酶核酸核苷酸核苷磷酸嘌呤或嘧啶戊糖-1-磷酸一、核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶；二、限制性内切酶：在细菌细胞内存在的一

2、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。一、核酸酶1、核酸酶的分类（1）根据对底物的专一性分为（2）根据切割位点分为核糖核酸酶(RNase)脱氧核糖核酸酶(DNase)非特异性核酸酶核酸内切酶核酸外切酶2、核酸酶的作用特点核酸外切酶：作用于核酸链的末端（3端或5端），逐个水解下核苷酸；脱氧核糖核酸外切酶：只作用于DNA核糖核酸外切酶:只作用于RNA；核酸内切酶:从核酸分子内部切断3,5-磷酸二酯键。外切核酸酶对核酸的水解位点5´ppppOHApppp3´CG

3、TATGC牛脾磷酸二酯酶（5´端外切）蛇毒磷酸二酯酶（3´端外切）2、核酸酶的作用特点内切核酸酶对RNA的水解位点示意图5´ppppOHPyPuPyPy1´pppGACUpppGA3´RNAaseIRNAaseT1Pu：嘌呤Py：嘧啶牛胰核糖核酸酶I(RNaseI)核糖核酸酶T1（RNaseT1）二、限制性内切酶1．常用的DNA限制性内切酶２．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菌珠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D

4、NA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、核苷酸的降解核苷酸+H2O核苷+Pi核苷+H2O嘌呤（或嘧啶）+戊糖（核苷水解酶主要存在于植物和微生物体内，并且只能对核糖核苷起作用，对脱氧核糖核苷不起作用。）核苷+H3PO4嘌呤（或嘧啶）+1-磷酸戊糖（核苷磷酸化酶存在广泛）核苷酸酶核苷水解酶核苷磷酸化酶二、嘌呤的降解：这是一个氧化降解过程，不同生物降解的产物不同(肝、小肠和肾)。腺嘌呤鸟嘌呤H2OH2

5、ONH3NH3次黄嘌呤黄嘌呤H2O+O2H2O2H2O+O2H2O2尿囊素尿酸H2OCO2+H2O22H2O+O2尿囊酸尿素+乙醛酸H2O2H2O4NH3+2CO2（人类和灵长类动物、爬虫、鸟类）（灵长类以外的哺乳动物）（植物）（鱼类、两栖类）（海洋无脊椎动物）腺嘌呤脱氨酶鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶尿酸氧化酶尿囊素酶尿囊酸酶脲酶(硬骨鱼)脱氨氧化水解痛风症的治疗机制鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤尿酸黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇三、嘧啶的降解：胞嘧啶尿嘧啶二氢尿嘧啶H2ONH3NAD(P)H+H+NA

6、D(P)+H2Oβ-丙氨酸β-脲基丙酸H2O胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶NAD(P)H+H+NAD(P)+H2Oβ-氨基异丁酸β-脲基异丁酸H2O胞嘧啶脱氨酶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶脲基丙酸酶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶脲基丙酸酶NH3+CO2+NH3+CO2+NADPH+H+--------哺乳动物NADH+H+----------细菌脱氨还原水解第三节核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的生物合成从头合成途径补救途径二、嘧啶核苷酸的生物合成从头合成途径补救合成途径三、脱氧核苷酸的合成从头合成途径补救合成途径一、嘌

7、呤核苷酸的生物合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列复杂的酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成途径。（一）嘌呤核苷酸的从头合成定义合成部位嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸甲酰基（一碳单位）甘氨酸甲酰基（一碳单位）谷氨酰胺（酰胺基）过程1.IMP的合成2.AMP和GMP的生成R-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单

8、位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下IMPAMPGMPH2N-1-R-5´-P（5´-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶拮抗物:重氮丝氨酸1.IMP的合成过程①磷酸核糖酰胺转移酶②GAR合成酶③转甲酰基酶④FGAM合成酶⑤AIR合成酶IMP生成总反应过程叶酸拮抗物:氨基蝶呤,氨甲蝶呤①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶2、AMP和GMP的生成AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPG