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1、第五节 核酸的酶促降解,核酸酶 核苷酸酶 核苷磷酸化酶 核酸 核苷酸 核苷 碱基+戊糖-1-P,磷酸,作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶（nuclease）。,P254,一、核 酸 酶,1、核酸酶的分类（1979年国际生化协会酶学委员会）,（1）根据对底物的 专一性分为,（2）根据切割位点分为,核酸外切酶：作用于核酸链一端，逐个水解下核苷酸，为非特异性的磷酸二酯酶核酸内切酶：特异水解多核苷酸内部的键，是特异性较强的磷酸二酯酶。,外切核酸酶对核酸的水解位点,5,OH,B,3,B,B,B,B,B,B,B,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）,2、核酸酶的作用,嘌呤或嘧啶
2、碱基,内切核酸酶对RNA的水解位点示意图,RNAase I,RNAase I,RNAase T1,RNAase T1,Pu：嘌呤 Py：嘧啶,限制性内切酶,原核生物中存在着一类能识别外源DNA双螺旋中4-8个碱基对所组成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列，并在此序列的某位点水解DNA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（ristriction endonuclease）。,P255,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,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
3、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 I,Alu I,Bgl I,Eco R I,Hind,Sal I,Sma I,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,Eco R I,序号,属名,种名,株名,例：Eco R I，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
4、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。,核苷酸的代谢动态,二、核苷酸的降解,核苷酸酶 核苷磷酸化酶核苷酸 核苷 碱基+（脱氧）戊糖-1-P,磷酸,嘌呤的分解,P257,尿囊酸,尿素,乙醛酸,NH3+H2O,动物,植物嘌呤分解发生在老叶及贮藏性胚乳中,胚和幼苗不发生分解.,鱼与两栖类,低等动物,正常人：血尿酸 119-357 mol/L（2-6 mg/dl）男 267.7 mol/L（4.5 mg/dl）女 208.2 mol/L（3.5 mg/dl）,血尿酸 8 mg/dl结晶 沉积组织痛风（gout）,嘌
5、呤的分解,1.嘌呤核苷酸的分解代谢部位肝、肾、小肠2.终产物尿酸（uric acid),尿酸过量或尿酸排泄不充分造成，在软骨和软组织特别肾脏、舌、关节形成结晶。,痛风治疗：,N-7，C-8换位,嘧啶的分解,脱氨,还原,水解开环,O2 CH3COOH,核苷酸的分解代谢小结 一、嘌呤核苷酸的分解代谢 1、分解代谢,最终产物：尿酸、尿囊素、尿囊酸、氨与CO2关键酶：黄嘌呤氧化酶代谢抑制剂别嘌呤醇,2、嘌呤代谢障碍导致的相关疾病痛风,痛风的机理：尿酸生成过量或尿酸排出过少。如：次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）不完全缺乏促使嘌呤核苷酸过度生成 别嘌呤醇治疗痛风的机理：次黄嘌呤类似物，竞争性抑
6、制黄嘌呤氧化酶；或转变为别嘌呤醇核苷酸，抑制嘌呤核苷酸从头合成,二、嘧啶核苷酸的分解代谢,最终产物：-氨基酸、CO2、NH3 U、C-Ala、CO2、NH3 T-氨基丁酸、CO2、NH3,（-Ala、-氨基丁酸均属于氨基酸）,第六节 核苷酸的合成,1、嘌呤核苷酸的生物合成,(1)从头合成途径,(2)补救途径,2、嘧啶核苷酸的生物合成,(1)从头合成途径,(2)补救途径,核苷酸的合成代谢从头合成(de novo synthesis)途径：利用简单物质为原料，经过一系列酶促反应（复杂过程），合成核苷酸。补救合成(或重新利用，salvage pathway)途径：利用体内游离的碱基或核苷（现成原料）
7、，经过比较简单的反应过程，合成核苷酸。,1、嘌呤核苷酸的合成代谢(1)从头合成途径：从头合成是体内嘌呤核苷酸合成的主要途径,原料：磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2及一碳单位 部位：胞液,.【记忆】“竹竿”（Gly）立中央，“谷子”(Gln)下面长，二氧化碳“天”(Asp)上飘，“假仙”（甲酰）在两旁,来自“甲酸盐”,来自“甲酸盐”,嘌呤环上各原子的来源,活性磷酸核糖形式：磷酸核糖焦磷酸（PRPP）两个阶段：首先合成IMP(次黄嘌呤核苷酸)，再由IMP转变成AMP与GMP嘌呤核苷酸是在一磷酸水平上合成的在合成嘌呤核苷酸的过程中逐步合成嘌呤环调节酶：磷酸核糖焦磷酸激酶、磷酸核糖酰氨氨基
8、转移酶,5-磷酸核糖焦磷酸PRPP,5-磷酸核糖胺,甘氨酸,甘氨酰胺核苷酸,甲酰甘氨酰胺核苷酸,甲酰甘氨咪核苷酸,5-氨基咪唑核苷酸,5-氨基咪唑-4-羧核苷酸,IMP的 生物合成,5-氨基咪唑-4-琥珀基-甲酰胺核苷酸,5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸,5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸,次黄嘌呤核苷酸（IMP）,甲酰四氢叶酸THFA,【举例3】磺胺类药物的抑菌机制：与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶,人体能利用食物中的叶酸（嘌呤核苷酸合成重要辅酶四氢叶酸的前身），细菌只能在体内合成。,FH2,IMP转变为GMP和AMP,AMP,GMP,（2）嘌呤核苷酸合成补救途径：脑、骨髓等只能进行补救合成,
9、磷酸核糖转移酶,嘌呤+PRPP,A(G)MP+PPi,嘌呤+1-P-核糖,嘌呤核苷,A(G)MP,ATP ADP,核糖磷酸化酶,5-磷酸核糖焦磷酸,核苷磷酸激酶,自毁容貌症（Lesch-Nyhan）：伴性隐性遗传性状，主要为男性，完全缺少次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT），嘌呤不能及时合成核苷酸,导致积累,降解,产生过量尿酸，导致肾结石和痛风，严重者招致自残肢体。别嘌呤醇无效。,次黄嘌呤+PRPP,磷酸核糖转移酶,（G）IMP+PPi,5-磷酸核糖焦磷酸,HGPRT,（鸟嘌呤）,（1）嘧啶核苷酸从头合成途径,a、嘧啶环上原子的来源,原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2 部位：胞液与嘌呤核苷
10、酸从头合成途径不同,嘧啶核苷酸的合成是先合成嘧啶环,再与磷酸核糖基团结合.,2、嘧啶核苷酸的生物合成,两个阶段：首先合成UMP，再由UMP转变成CTP与dTMP 胞嘧啶核苷酸的生成发生在三磷酸水平，由UTP转变为CTP先合成嘧啶环，再合成嘧啶核苷酸(与嘌呤合成相反)调节酶：磷酸核糖焦磷酸激酶（PRPP合成酶）、氨甲酰磷酸合成酶（CPS，位于细胞液中）,嘧啶环上各原子的来源,天冬氨酸,CO2,NH3,N,N,C,C,C,C,6,5,4,3,2,1,氨甲酰磷酸,P262,尿嘧啶核苷酸合成途径,P263,UMP,b、UMP转变为CTP,（2）嘧啶核苷酸补救合成途径,尿嘧啶+PRPP,尿嘧啶+1-P-
11、核糖,尿嘧啶核苷+ATP,UMP+PPi,尿嘧啶核苷+Pi,UMP+ADP,磷酸核糖转移酶,尿苷磷酸化酶,尿苷激酶,3、脱氧核苷酸的合成（自学）,（2）脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成,（1）脱氧核苷酸的合成,核糖核苷酸的还原反应,核糖核苷酸还原酶,N碱基,核糖核苷酸还原酶示意图,底物特异性调节位点,酶 活 性调节位点,活性位点,R1亚基,R2亚基,脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成,胸腺嘧啶核苷酸合成酶,NADPH+H+Ser,NADP+Gly（甘氨酸）,N5、N10CH2 FH4 FH2,二氢叶酸还原酶,Ser羟甲基转移酶,O,N,HN,O,dR-P,CH3,O,N,HN,O,dR-P,dUMP,dTMP,
12、（丝氨酸）,核苷酸的合成及相互关系,P266,原料：NDP（dTMP的直接原料为dUMP）脱氧（还原）过程发生在二磷酸水平dTMP的生成发生在一磷酸水平，但脱氧（还原）过程仍然发生在二磷酸水平,脱氧核糖核苷酸的生成,抗代谢物（癌症化疗药物）：竞争性抑制1、6巯基嘌呤（6MP）：次黄嘌呤（I）的类似物，抑制磷酸核糖转移酶(HGPRT)及嘌呤核苷酸的补救合成。在体内可转变为6巯基嘌呤核苷酸，抑制嘌呤核苷酸的从头合成。,2、5氟尿嘧啶（5FU）：胸腺嘧啶的类似物，抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成。,3、阿糖胞苷：胞苷的类似物，抑制dCDP的生成。,4、氨甲蝶呤（MTX）：叶酸类似物，抑制四氢叶酸的合成，从而同时抑制嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸的从头合成,5、氮杂丝氨酸：Gln类似物，同时抑制嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成,嘧啶核苷酸类似物的作用环节,
