核酸降解与核苷酸代谢课件.ppt

1、第十一章第十一章 核酸降解与核苷酸代谢核酸降解与核苷酸代谢l核酸和核苷酸不是营养上的必需成分。核酸和核苷酸不是营养上的必需成分。首先，核苷酸很少能被细胞直接从外界首先，核苷酸很少能被细胞直接从外界摄取，而主要是利用少数几种氨基酸摄取，而主要是利用少数几种氨基酸（甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺）、核（甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺）、核糖糖-5-5-磷酸、磷酸、COCO2 2等作为原料等作为原料从头合成从头合成的，的，或者利用细胞内的游离碱基或核苷进行或者利用细胞内的游离碱基或核苷进行补救合成补救合成。其次，核酸的降解也不能为。其次，核酸的降解也不能为细胞提供能量。细胞提供能量。第一节第一节 核酸的降解

2、核酸的降解 动物和异养微生物可以消化食物和动物和异养微生物可以消化食物和体外的核蛋白及核酸类物质，植物体外的核蛋白及核酸类物质，植物则不能；但所有生物的细胞内都含则不能；但所有生物的细胞内都含有分解各种核酸的酶类，使核酸分有分解各种核酸的酶类，使核酸分解更新。解更新。一、核酸的降解一、核酸的降解 核酸的降解是酶作用于核酸的磷酸核酸的降解是酶作用于核酸的磷酸二酯键，产物是多核苷酸或单核苷二酯键，产物是多核苷酸或单核苷酸，依核酸种类分为酸，依核酸种类分为核糖核酸酶、核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶；脱氧核糖核酸酶；以水解磷酸二酯以水解磷酸二酯键的位置分为键的位置分为核酸内切酶、核酸外核酸内切酶、核酸外切

3、酶。切酶。l二、核酸水解酶核酸水解酶l（一）核酸内切酶（一）核酸内切酶l脱氧核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶I I作用于双链作用于双链DNADNA。起初，。起初，双螺旋中仅一条链被切开，因而在切点处双螺旋中仅一条链被切开，因而在切点处留下留下5-5-P P和和3-3-OHOH末端。继续降解后最终末端。继续降解后最终得到二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和一得到二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和一些较高级的寡核苷酸的混合物。些较高级的寡核苷酸的混合物。l脱氧核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶是从脾脏分离到的一种是从脾脏分离到的一种溶酶体酶，它同时切开溶酶体酶，它同时切开DNADNA的两条链。的两条链。lBal Bal 31

4、31核酸酶核酸酶是具有单链特异性的是具有单链特异性的DNADNA内切酶。内切酶。lS1S1核酸酶核酸酶也是单链专一性内切酶，作用也是单链专一性内切酶，作用于单链的于单链的DNADNA或或RNARNA。l绿豆核酸酶绿豆核酸酶（来源于绿豆芽）具有与（来源于绿豆芽）具有与S1S1核酸酶类似的单链内切酶活性。核酸酶类似的单链内切酶活性。l限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶：是一类能识别双链是一类能识别双链DNA中特定碱基顺序的核酸水解酶。中特定碱基顺序的核酸水解酶。l核糖核酸酶核糖核酸酶A A（RNaseARNaseA）特异性地水解特异性地水解RNARNA，切割发生在，切割发生在嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸的

5、的3-3-磷酸磷酸基和相邻核苷酸的基和相邻核苷酸的5-5-羟基之间。羟基之间。l核糖核酸酶核糖核酸酶H H是来自于大肠杆菌的内切酶，是来自于大肠杆菌的内切酶，它特异地水解它特异地水解RNARNADNADNA杂交体中杂交体中RNARNA的磷酸二酯键，产生末端为的磷酸二酯键，产生末端为3 3羟基和羟基和5 5磷磷酸的产物，它不降解单链或双链的酸的产物，它不降解单链或双链的DNADNA或或RNARNA。（二）核酸外切酶（二）核酸外切酶l蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶从多核苷酸的游离从多核苷酸的游离3-端逐个水端逐个水解产生解产生5-核苷酸。核苷酸。它作用于单链它作用于单链DNADNA或或RNARNA，

6、产生产生5-5-核苷酸。核苷酸。l牛胰磷酸二酯酶牛胰磷酸二酯酶则从多核苷酸的游离则从多核苷酸的游离5-端逐端逐个水解产生个水解产生3-核苷酸。核苷酸。作用于单链作用于单链DNADNA或或RNARNA，产生产生3-3-核苷酸。核苷酸。l桔青霉磷酸二酯酶桔青霉磷酸二酯酶水解水解DNADNA或或RNARNA。它能从多。它能从多核苷酸链的核苷酸链的3 3末端开始，逐个水解出末端开始，逐个水解出5-5-核苷酸，核苷酸，并且没有碱基专一性。工业上常用它来催化并且没有碱基专一性。工业上常用它来催化RNARNA水解，生产水解，生产5-5-核苷酸。核苷酸。第二节第二节 核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成l一、嘌呤

7、核苷酸的全合成一、嘌呤核苷酸的全合成 l次次l黄黄l嘌嘌l呤呤l核（核（IMP）l苷苷l酸酸l的的l合合l成成 l腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸的合成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸的合成 l尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的合成l二、二、嘧啶核苷酸的全合成嘧啶核苷酸的全合成l胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成l l胞嘧啶核苷三磷酸（胞嘧啶核苷三磷酸（CTP）是由尿嘧啶）是由尿嘧啶核苷三磷酸（核苷三磷酸（UTP）转变而来的。）转变而来的。尿嘧尿嘧啶、尿嘧啶核苷和尿嘧啶单核苷酸都不啶、尿嘧啶核苷和尿嘧啶单核苷酸都不能氨基化变成相应的胞嘧啶化合物，只能氨基化变成相应的胞嘧啶化合物，只有尿嘧啶三核苷酸才能氨基

8、化生成胞嘧有尿嘧啶三核苷酸才能氨基化生成胞嘧啶核苷三磷酸。啶核苷三磷酸。l l三、脱氧核糖核苷酸的合成三、脱氧核糖核苷酸的合成l四、核苷酸的半合成四、核苷酸的半合成 l从游离的碱基或核苷来合成核苷酸称为从游离的碱基或核苷来合成核苷酸称为核苷酸的半合成，也叫核苷酸的补救合核苷酸的半合成，也叫核苷酸的补救合成。游离的嘌呤碱基是由核酸和核苷酸成。游离的嘌呤碱基是由核酸和核苷酸经过水解形成的。补救途径在哺乳动物经过水解形成的。补救途径在哺乳动物和微生物体中都广泛存在。和微生物体中都广泛存在。l1.1.什么叫限制性内切酶？举例说明它们什么叫限制性内切酶？举例说明它们的作用方式。的作用方式。l2.2.生物体合成嘌呤和嘧啶的前体物质有生物体合成嘌呤和嘧啶的前体物质有哪些？哪些？l3.3.脱氧核苷酸是如何合成的？脱氧核苷酸是如何合成的？l4.4.胞嘧啶胞嘧啶核苷酸是如何合成的？核苷酸是如何合成的？