第八章核酸的酶促降解和核苷酸代谢.pptx

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1、核酸的酶促降解核酸的酶促降解 一、核酸酶二、限制性内切酶 核酸酶 核苷酸酶 核苷酸磷酸化酶 核酸 核苷酸 核苷 碱基+戊糖磷酸第1页/共34页核核核核 酸酸酸酸 酶酶酶酶1、核酸酶的分类（1 1）根据对底物的）根据对底物的 专一性分为专一性分为（2 2）根据切割位点分为）根据切割位点分为核糖核酸酶核糖核酸酶(RNaseRNase)脱氧核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶(DNaseDNase)非特异性核酸酶非特异性核酸酶核酸内切酶核酸内切酶核酸外切酶核酸外切酶2、核酸酶的作用特点第2页/共34页外切核酸酶对核酸的水解位点外切核酸酶对核酸的水解位点5 p p p pOHB p p p p3BBBBBBB牛脾

2、磷酸二酯酶（55端外切端外切5 5得得3 3）蛇毒磷酸二酯酶（33端外切端外切3 3得得5 5）第3页/共34页内切核酸酶对RNA的水解位点示意图5 p p p pOHPyPuPyPy1 p p pGACU p p pGA3RNAase IRNAase IRNAase T1RNAase T1Pu：嘌呤：嘌呤 Py：嘧啶：嘧啶 第4页/共34页限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶 类型 命名 意义 原核生物中存在着一类能识别外源原核生物中存在着一类能识别外源原核生物中存在着一类能识别外源原核生物中存在着一类能识别外源DNADNADNADNA双螺旋中双螺旋中双螺旋中双螺旋中4-84-8

3、4-84-8个碱基对所组成的特异的具个碱基对所组成的特异的具个碱基对所组成的特异的具个碱基对所组成的特异的具有二重旋转对称性的有二重旋转对称性的有二重旋转对称性的有二重旋转对称性的回文序列回文序列回文序列回文序列，并在此序列的某位点水解，并在此序列的某位点水解，并在此序列的某位点水解，并在此序列的某位点水解DNADNADNADNA双螺旋链，产生粘性末双螺旋链，产生粘性末双螺旋链，产生粘性末双螺旋链，产生粘性末端或平末端，这类酶称为限制性内切酶（端或平末端，这类酶称为限制性内切酶（端或平末端，这类酶称为限制性内切酶（端或平末端，这类酶称为限制性内切酶（ristriction endonuclea

4、seristriction endonucleaseristriction endonucleaseristriction endonuclease）。）。）。）。第5页/共34页常用的DNA限制性内切酶的专一性酶酶辨认的序列和切口辨认的序列和切口说明说明 A G C T T C G A G G A T C C C C T A G G A G A T C T T C T A G A G A A T T C C T T A A G A A G C T T T T C G A A G T C G A C C A G C T G C C C G G G G G G C C C Bam H IAlu

5、IBgl IEco R IHind Sal ISma I四核苷酸，平端切口四核苷酸，平端切口六核苷酸，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，粘端切口第6页/共34页限制性内切酶类型限制性内切酶类型 I I型：分子量大于型：分子量大于10105 5，多亚基，需，多亚基，需S-S-线苷蛋氨酸、线苷蛋氨酸、ATPATP和和MgMg2+2+，识别位，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点与切割位点相差甚远，产物为

6、异质，是限制与修饰相排斥的多功能酶.型：分子量小于型：分子量小于10105 5，需，需MgMg2+2+，切割位点位于识别，切割位点位于识别 位点上，产物为专位点上，产物为专一性片段，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。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。IIII型：识别位点为型：识别位点为5-7bp5-7bp的非对称序列的非对称序列 ，切割位点在顺序之外离识别，切割位点在顺序之外离识别 序序列列5-10bp5-10bp，切割双链，个别也切割单链。是限制与修饰相多功能酶，切割双链，个别也切割单链。是限制与修饰相多功能酶.第7页/共34

7、页限制性内切酶的命名和意义限制性内切酶的命名和意义Eco R I序号序号属名属名种名种名株名株名例：例：例：例：Eco R IEco R I，这是从大肠杆菌（，这是从大肠杆菌（，这是从大肠杆菌（，这是从大肠杆菌（EcoliEcoli）R R菌珠中分离出的一种限制性内切酶菌珠中分离出的一种限制性内切酶菌珠中分离出的一种限制性内切酶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、制作限制性内切酶是分析染色体结构、制作DNADNA限限制图谱、进行制图谱、进行DNADNA序列测定和基因分离、基因体外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，重组等研究中不可

8、缺少的工具，是一把天赐的神刀，用来解剖纤细的用来解剖纤细的DNADNA分子。分子。第8页/共34页核苷酸的降解（自学）核苷酸的降解（自学）2、嘧啶的降解1、嘌呤的降解 核苷酸酶 核苷酸磷酸化酶核苷酸 核苷 碱基+（脱氧）戊糖磷酸第9页/共34页嘌呤的分解第10页/共34页嘧啶的分解第11页/共34页核苷酸的合成代谢核苷酸的合成代谢一、核糖核苷酸的生物合成二、脱氧核糖核苷酸的生物合成三、单核苷酸转变成核苷二磷酸和核苷 三磷酸（自学）四、各种核苷酸的相互转变第12页/共34页核糖核苷酸的生物合成核糖核苷酸的生物合成1 1、嘌呤核苷酸的生物合成、嘌呤核苷酸的生物合成(1)从头合成途径(2)补救途径(

9、自学)2 2、嘧啶核苷酸的生物合成、嘧啶核苷酸的生物合成(1)从头合成途径(2)补救合成途径(自学)第13页/共34页嘌呤核苷酸的从头合成途径嘌呤核苷酸的从头合成途径c、IMP转变为AMP和GMP a、嘌呤环上原子的来源b、IMP的从头合成第14页/共34页嘌呤环上各原子的来源N3N9N7N1C2C6C4C5C8来自谷氨酰胺的酰胺氮来自甲酸来自甲酸来自天冬氨酸来自甘氨酸来自CO2第15页/共34页IMP的生物合成一碳基团一碳基团代谢代谢第16页/共34页IMP转变为GMP和AMP第17页/共34页嘌呤核苷酸合成补救途径（自学）嘌呤核苷酸合成补救途径（自学）磷酸核糖转移酶嘌呤+PRPPA(G)M

10、P+PPi嘌呤+1-P-核糖嘌呤核苷 A(G)MPATP ADP第18页/共34页嘧啶核苷酸从头合成途径嘧啶核苷酸从头合成途径c、UMP转变为CTPCTPCTP合成酶 ATPGlnH2OUMPUDPUTP a、嘧啶环上原子的来源b、UMP的从头合成第19页/共34页嘧啶环上各原子的来源 来自天冬氨酸来自CO2来自NH3NNCCCC654321第20页/共34页尿嘧啶核苷酸合成途径第21页/共34页嘧啶核苷酸补救合成途径（自学）嘧啶核苷酸补救合成途径（自学）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第22页/共34页脱氧核苷酸的合成脱氧核苷

11、酸的合成2、脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成1、脱氧核苷酸的合成第23页/共34页核糖核苷酸的还原反应硫氧还蛋白核糖核酸还原酶系硫氧还蛋白还原酶核糖核苷酸还原酶NADP+NADPH+H+硫氧还蛋白硫氧还蛋白还原酶还原酶FAD核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶（B1和和B2）ATP、Mg2+硫氧还蛋白硫氧还蛋白（还原型）（还原型）SHSH硫氧还蛋白硫氧还蛋白（氧化型）（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+H2O脱氧核糖核苷二磷酸脱氧核糖核苷二磷酸第24页/共34页脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成 胸腺嘧啶核苷酸合成酶NADPH+H+S

12、erNADP+Gly N5、N10 亚甲基 FH4 FH2二氢叶酸还原酶Ser羟甲基转移酶ONHNOdR-PCH3ONHNOdR-P第25页/共34页核苷酸的合成及相互关系第26页/共34页氨基酸与一碳基团代谢氨基酸与一碳基团代谢1、一碳基团（一碳单位）的概念2、一碳基团和氨基酸代谢GlyGly、SerSer、ThrThr、HisHis都可以作为一碳基团的供体。都可以作为一碳基团的供体。3、一碳基团的利用：参与合成反应，如磷脂、核苷酸等的合成。第27页/共34页一碳基团一碳基团 在代谢过程中，某些化合物在代谢过程中，某些化合物在代谢过程中，某些化合物在代谢过程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解

13、产生具有（如氨基酸）可以分解产生具有（如氨基酸）可以分解产生具有（如氨基酸）可以分解产生具有一个碳原子的基团（不包括一个碳原子的基团（不包括一个碳原子的基团（不包括一个碳原子的基团（不包括COCOCOCO2 2 2 2），称为一碳基团。一碳基团的），称为一碳基团。一碳基团的），称为一碳基团。一碳基团的），称为一碳基团。一碳基团的转移除了和许多氨基酸的代谢直转移除了和许多氨基酸的代谢直转移除了和许多氨基酸的代谢直转移除了和许多氨基酸的代谢直接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧啶的生物合成啶的生物合成啶的生物合成啶的生物合

14、成一碳基团转移酶的辅酶一碳基团转移酶的辅酶一碳基团转移酶的辅酶一碳基团转移酶的辅酶：FHFH4 4一碳基团四氢叶酸化合物的结构和命名一碳基团四氢叶酸化合物的结构和命名一碳基团四氢叶酸化合物的结构和命名一碳基团四氢叶酸化合物的结构和命名-CH=NH 亚氨甲基亚氨甲基H-CO-甲酰基甲酰基-CH2OH 甲醇基甲醇基-CH=次甲基次甲基-CH2-亚甲基亚甲基-CH3 甲基甲基第28页/共34页第29页/共34页第30页/共34页叶酸和 四氢叶酸（FH4）叶叶酸酸四四氢氢叶叶酸酸HH105N N5 5，N N1010-CH-CH2 2-FH-FH4 4N N5 5-CHO-FH-CHO-FH4 4CH

15、CH2 2CHOCHO第31页/共34页一碳基团的来源与转变S-S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸N N5 5-CH-CH2 2-FH-FH4 4N N5 5 N N10 10-CHCH2 2-FH-FH4 4N N5 5，N N10 10=CH-FH=CH-FH4 4 N N10 10-CHO-FH-CHO-FH4 4N N5 5，N N10 10-CH-CH2 2-FH-FH4 4还原酶还原酶还原酶还原酶N N5 5，N N10 10-CH-CH2 2-FH-FH4 4脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶环水化酶环水化酶环水化酶环水化酶 丝丝丝丝氨酸氨酸氨酸氨酸 组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸苷氨

16、酸苷氨酸苷氨酸苷氨酸参与参与参与参与 甲基化甲基化甲基化甲基化反应反应反应反应为为为为胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶合合合合成提供成提供成提供成提供甲基甲基甲基甲基参与参与参与参与嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤合成合成合成合成FHFH4 4FHFH4 4FHFH4 4 HCOOHHCOOHHH2 2OONADNAD+NDAH+HNDAH+H+NADNAD+NDAH+HNDAH+H+HH+参与参与参与参与嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤合成合成合成合成第32页/共34页七、核酸的酶促降解和核苷酸的代谢 1 核酸的酶促降解核酸的酶促降解 核糖核酸酶核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶、限制性内切酶限制性内切酶 2 核苷酸的降解核苷酸的降解 3 核苷酸的核苷酸的合成代谢合成代谢 （1）核糖核苷酸的生物合成）核糖核苷酸的生物合成 嘌呤核苷酸的合成：从头合成和补救途径嘌呤核苷酸的合成：从头合成和补救途径 嘧啶核苷酸的合成：从头合成和补救途径嘧啶核苷酸的合成：从头合成和补救途径 （2）脱氧核苷酸的生物合成）脱氧核苷酸的生物合成 核糖核苷酸的还原核糖核苷酸的还原 脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成第33页/共34页感谢您的观看！第34页/共34页