核酸酶促降解和核苷酸代谢

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1、第十章核酸酶促降解和核苷酸代谢核酸酶促降解产物为核苷酸及其衍生物，在代谢上非常重要，它们几乎参与细胞的所有生化过程。主要表现:合成新核酸。参与其它生物合成，ATP、GTP参与能量代谢；UDPG、ADPG参与淀粉、糖原的生物合成等。AMP是重要的辅因子(FAD、NAD、CoA等）的重要组分。充当第二信使cAMP、cGMP。其它含N代谢物。第十章核酸酶促降解和核苷酸代谢第一节核酸酶促降解第二节核苷酸的分解代谢第三节核苷酸的合成代谢第一节核酸酶促降解所有的细胞内均含有降解核酸的酶类,它们协同作用可把核酸彻底分解为嘌

2、呤、嘧啶、戊糖和磷酸。核酸的降解水解核酸3’，5’-磷酸二酯键的酶，称为核酸酶。核酸酶分为核酸内切酶和核酸外切酶：内切酶；从核酸的内部切断磷酸二酯键。外切酶：从核苷酸链的3’-未端或5’-未端逐个水解切下单核苷酸。根据核酸酶对底物的专一性将其分为三类:1.核糖核酸酶(RNase)2.脱氧核糖核酸酶(DNase)DNase只能水解DNA的磷酸二酯键。胰DNaseI可切割双链和单链DNA，产物为5’-磷酸寡核苷酸、牛脾DNaseII降解DNA则产生3’-磷酸为未端的寡核苷酸。3.非特异性核酸酶RNA、DNA均可水

3、解。例如：小球菌核酸酶是内切酶，可作用RNA或变性DNA，产生3’-P-核苷酸，而蛇毒磷酸二酯酶则能从RNA链或DNA链的3’-羟基末端逐个切割核苷酸，生成5’-P-核苷酸。牛胰核酸酶5’-外切酶产物为3’-P-核苷酸。限制性内切酶生物功能:在于防止病毒感染宿主细胞或者用于降解外面侵入的DNA，但不降解自身细胞中的DNA，因为在自身DNA的酶切位点上经甲基化修饰受到保护。分类：限制性内切酶有三种类型——I、II、III。I和III型限制性内切酶水解DNA需要消耗ATP。可通过在碱基上以甲基化对DNA进行化学修

4、饰。II型限制性内切酶水解DNA不需要消耗ATP，不以甲基化对DNA进行化学修饰，能识别DNA的特异核苷酸序列，并在所识别的特异核苷酸顺序内或附近切割DNA。限制性内切酶II对双链DNA中4-6个bp所组成的特异序列进行专一识别，并在此序列中按对称顺序同时切断2条DNA链。如E.CORI：5’–G

5、AATTC–3’3’–CTTAA

6、G–5’产物：粘性末端平齐末端3’5’GG‥CCCC‥GG分子刀-DNA限制性内切酶识别特定的核苷酸序列4~6个碱基对形成粘性末端或平端重组DNA分子的操作基因体外重组Thefor

7、mationofarecombinantDNAmolecule限制性内切酶名称的第一个字母取自获得此内切酶的细菌属名的第一个字母，用大写。名称的第二、三个字母取自该细菌种名的头二个字母，用小写字母。如果该细菌还有不同的株系，则另加第四个代表株系的字母或数字；最后是用罗马字大写的数字，代表同一菌株中不同限制性内切酶的编号。如HindⅢ代表从流感噬血杆菌d株（haemophilusinfluenzae）中分离到的第三种内切酶。限制内切酶的命名一、核苷酸的降解核苷酸在核苷酸酶的作用下水解为磷酸和核苷。核苷酸酶有两类

8、：一类是非特异核苷酸酶，对2’,3’或5’核苷酸均可水解，另一类是特异性强的核苷酸酶，有3’-核苷酸酶，5’-核苷酸酶。核苷经核苷酶作用后，产生嘌呤、嘧啶和核糖。这类酶也有两类:一类是核苷磷酸化酶，它催化核苷水解产生碱基和磷酸核糖;另一类是核苷水解酶，它分解核苷产生碱基和核糖。核苷磷酸化酶核苷+磷酸============碱基+磷酸核糖动物、反应可逆核苷水解酶核苷+H2O====================碱基+核糖植物和微生物、不可逆第二节核苷酸的分解代谢二、嘌呤的降解不同的生物对嘌呤的分解能力不同,因

9、而具有不同的代谢终点（分解终产物不同）。A——I——黄嘌呤-----尿酸人类和灵长类G尿囊素其它哺乳动物尿囊酸植物尿素+乙醛酸大多鱼类NH3+CO2海洋无脊椎动物或微生物脱氨酶脱氨酶尿囊素酶尿酸氧化酶脲酶尿素酸酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶人类和灵长类哺乳动物植物大多鱼类海洋无脊椎动物或微生物三、嘧啶的降解一般具有氨基的嘧啶碱需要水解脱去氨基，如胞嘧啶生成尿嘧啶，尿嘧啶或胸腺嘧啶经还原生成二氢尿嘧啶或二氢胸腺嘧啶。DHU经水解使环裂开，生成-脲基丙酸,再水解生成CO2、NH3和-丙氨酸。DHT也发生类

10、似水解反应，先生成-脲基异丁酸，后者水解生成CO2、NH3和-氨基异丁酸。CUDHU-脲基丙酸-丙氨酸COA、乙酸TDHT-脲基异丁酸-氨基异丁酸CO2、NH3嘧啶碱的分解代谢第三节核苷酸的合成代谢植物、动物和微生物，一般都能够合成各种嘌呤和嘧啶核苷酸，它们的合成途径大致相同。通常核苷酸的生物合成有两条主要途径:从头合成利用简单的原料如氨基酸、甲酸盐和CO2等合成核苷酸。