第十一章核酸的降解与核苷酸代谢

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1、第十一章核酸的降解与核苷酸代谢内容第一节核酸的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教学目的和要求1、了解核酸的酶促降解及降解所用的酶；2、掌握嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸的分解代谢；3、掌握嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸从头合成途径、补救合成途径及其生理意义。核酸酶的定义及分类核酸酶是指作用于核酸的磷酸二酯键的酶依据底物不同分类DNA酶(deoxyribonuclease,DNase)：专一降解DNARNA酶(ribonuclease,RNase)：专一降解RNA一、概述第一节核酸的酶促降解依据切割部位不同核酸内

2、切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。限制性内切酶：在细菌细胞内存在的一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。核酸外切酶：5´→3´或3´→5´核酸外切酶一、核酸外切酶（exonuclease）作用于核酸链的末端，逐个水解下核苷酸。DNA外切酶：只作用于DNA。RNA外切酶：只作用于RNA。同时作用于DNA和RNA的外切酶。核糖核酸酶(RNase)和脱氧核糖核酸酶(DNase)从核酸链的3′—端开始切，生成5′—核苷酸。从核酸链的5′—端开始切，生成3′—核苷

3、酸。同时切核酸链的3′—端和5′—端。外切核酸酶对核酸的水解位点5´ppppOHBpppp3´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）二、核酸内切酶（endonuclease）水解多核苷酸链内部的磷酸二酯键。DNA内切酶：只作用于DNA。RNA内切酶：只作用于RNA。同时作用于DNA和RNA的内切酶。1、非特异性内切酶（P285）（1）核酸酶（2）核糖核酸酶（3）脱氧核糖核酸酶2、限制性内切酶（ristrictionendonuclease）对某些碱基顺序专一的核酸内切酶。

4、生物学功能：(1）、识别双链DNA上的特定位点即“回文结构”（长度在4-8个碱基对范围内，从前往后读和从后往前读完全一样的碱基序列），切割后错开的切口会产生互补的单链末端（粘性末端、平末端）。(2）、降解外面侵入的DNA，但不降解自身细胞的DNA，因为自身DNA的酶切位点上经甲基化修饰而得到保护。限制性内切酶类型I型：分子量大于105，多亚基，需S-线苷蛋氨酸、ATP和Mg2+，识别位点与切割位点相差甚远，产物为异质，是限制与修饰相排斥的多功能酶.Ⅱ型：分子量小于105，需Mg2+，切割位点位于识别位点上，产物为专

5、一性片段，不具修饰酶功能。现在分子生物学研究所用的限制性内切酶均为此类。ⅡI型：识别位点为5-7bp的非对称序列，切割位点在顺序之外离识别序列5-10bp，切割双链，个别也切割单链。是限制与修饰相多功能酶.常用的DNA限制性内切酶的专一性酶辨认的序列和切口说明‥‥AGCT‥‥‥‥TCGA‥‥‥‥GGATCC‥‥‥‥CCTAGG‥‥‥‥AGATCT‥‥‥‥TCTAGA‥‥‥‥GAATTC‥‥‥‥CTTAAG‥‥‥‥AAGCTT‥‥‥‥TTCGAA‥‥‥‥GTCGAC‥‥‥‥CAGCTG‥‥‥‥CCCGGG‥‥‥‥GG

6、GCCC‥‥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。5′—G—A—A—T—T—C—3′

7、3′—C—T—T—A—A—G—5′5′—GT—T—A—A—C—3′3′—C—A—A—T—TG—5′粘性末端EcoRⅠ核酸磷酸核苷酸核苷磷酸-戊糖碱基水解核酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶何处去？进入磷酸戊糖途径或重新合成核酸？分解合成第二节核苷酸的分解代谢（1）、嘌呤的降解不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，因此，终产物也不同。排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类排尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类排尿囊酸动物：硬骨鱼类排尿素动物：大多数鱼类、两栖类某些低等动物能将尿素进一步分解成NH3和CO2排出。植物分

8、解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产物（尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）。微生物分解嘌呤类物质，生成NH3、CO2及有机酸（甲酸、乙酸、乳酸、等）。（2）、嘧啶的降解胞嘧啶NH3尿嘧啶二氢尿嘧啶H2OCO2+NH3β-丙氨酸胸腺嘧啶β-脲基异丁酸β-氨基异丁酸H2O丙二酸单酰CoA乙酰CoATCA肝尿素甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoATCA糖异生核苷酸的合成