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1、第12章核酸分解及核苷酸代谢Chapter 12Nucleic Acid Catabolism&Nucleotides Metabolism,.核酸的分解（水解）,无嘌呤酸,碱基与戊糖的N-糖苷键磷酸之间的3,5-磷酸二酯键,1.酸水解,最不稳定顺序,DNA嘌呤糖苷键嘧啶糖苷键磷酸酯键,DNA：pH 1.6于37透析即可完全除去嘌呤；pH 2.8于100加热1 h，也可除去嘌呤,化学键,2.碱水解,RNA二酯键 DNA二酯键糖苷键,最不稳定顺序,2-核苷酸和3-核苷酸少量核苷2,5-和3,5-核苷二磷酸,DNA,水解产物,RNA,碱稳定，稀碱只变性，不水解！无2-OH，故不形成2,3-环核苷酸
2、中间物！l mol/L NaOH中1004 h，得寡聚脱氧核苷酸！,3.酶水解,分解部位：小肠、十二指肠吸收部位：小肠粘膜,核酸酶,部位,磷酸二酯酶,非特异性水解磷酸二酯键，无碱基专一性,专一水解核酸的酶，有碱基专一性。,核酸外切酶exonuclease,从核酸末端开始逐个水解出核苷酸的核酸水解酶。,概念,5端开始，产生3-核苷酸,3端开始，产生5-核苷酸,蛇毒磷酸二酯酶,牛脾磷酸二酯酶,核酸内切酶endonuclease,从核酸内部开始，有一定专一性切点的核酸水解酶。,核糖核酸酶类 A.牛胰核糖核酸酶（RNase，EC 2.7.7.16）,例题,牛胰,概念,提取,产物,性质,最适pH为7.0
3、8.2，耐热，可人工合成。,3-嘧啶核苷酸；或3-嘧啶核苷酸结尾的寡核苷酸。,B.核糖核酸酶T1（ribonuclease T1，EC 3.1.4.8）,Ap残基tRNA可形成3-腺苷酸结尾的寡核苷酸,性质,产物,切点,耐热，耐酸；专一性较高,C.核糖核酸酶T2（RNase T2，EC 2.7.7.17),3-鸟苷酸为末端的寡核苷酸或3-鸟苷酸,脱氧核糖核酸酶类 A.牛胰脱氧核糖核酸酶,B.牛脾脱氧核糖核酸酶,最适pH 45，0.3 mol/L Na+激活，Mg2+抑制！,3-磷酸末端的寡聚核苷酸平均长度为6个核苷酸。,产物,名称,名称,产物,底物,DNase，,双链或单链DNA,5-磷酸结的
4、寡聚核苷酸平均长度4个核苷酸。,条件,DNase，,C.链球菌脱氧核糖核酸酶,特征,条件,最适pH=7。,5-磷酸为末端的碎片长度不定,RNase：酶稳定、耐高温DNase：种类多、工具酶,产物,限制性内切酶restriction endonuclease,细菌中存在的降解外源DNA的核酸水解酶。,适应,概念,有46对碱基序列的专一性，中心点互补对称大多数产生粘末端。,可能是细菌的免疫防御，抵抗外来分子侵袭，相当于免疫细胞。,特点,限制性内切酶是分子生物学研究的重要工具酶,Eco RE：大肠杆菌（Escherichia coli）的属名co：种名的头两个字母R：菌株、变种、品种：酶类别,是否斜
5、体？,命名,属名种名株名+类别,类：内切、修饰，识别与切割位点不一致类：识别与切割位点统一类：切割方式基本同类,.核苷酸的降解 1.核苷酸的水解,核苷酸+H2O核苷+磷酸,名称：总称磷酸单酯酶，2，3，5-Pi存在：广泛存在核苷酸酶：水解3，5-Pi 的磷酸单酯酶！,核苷磷酸化酶,核苷+磷酸碱基+戊糖-1-磷酸,存在广泛，反应可逆。,酶,核苷+H2O碱基+戊糖,名称：核苷酶或核苷水解酶作用：植物和微生物，只水解核糖核苷,酶,2.嘌呤的分解,嘌呤分解产物,人类、灵长类、爬行类、鸟类,氨,尿素,尿酸,微生物,植物,鱼类、两栖类、人类（少）,鱼类、两栖动物、海洋无脊椎动物,大量存在代谢中产物如尿囊素
6、和尿囊酸等,氨、二氧化碳、有机酸（甲酸、乙酸、乳酸等）,尿酸生成,人体嘌呤代谢,主要肝脏、小肠、肾脏,核酸大量分解（白血病、恶性肿瘤等）或食入高嘌呤食物，血中尿酸0.48mmol/L,关节炎、尿路结石及肾疾（痛风）,尿酸成盐结晶，沉积于关节、软组织、软骨及肾等,别嘌呤醇，结构似次黄嘌呤抑制黄嘌呤氧化酶！,症状,治疗,部位,异常,原因,3.嘧啶的分解,.核苷酸的合成 1.嘌呤核糖核苷酸的合成,N1：天冬氨酸 C2、C8：一碳单位C3、N9：谷氨酰胺C4、C5、N7：甘氨酸 C6：CO2,次黄嘌呤核苷酸的合成,腺嘌呤核苷酸的合成,名称：N-羟-N-甲酰甘氨酸，hadacidin结构：类似天冬酰胺作
7、用：抑制腺苷酸琥珀酸合成酶的活性，阻止腺苷酸琥珀酸的生成，阻止核酸合成，抗癌！结果：未用于临床，对肝、肾的毒副作用大,羽田杀菌素,鸟嘌呤核苷酸的合成 黄嘌呤核苷酸经氨基化成鸟嘌呤核苷酸。,次黄嘌呤核苷酸脱氢酶鸟嘌呤核苷酸合成酶,细菌：自由氨动物：谷氨酰胺,氨基来源,salvage pathway：细胞内核苷酸降解生成的嘌呤和嘧啶在酶作用下合成单核苷酸的途径！,概念,由嘌呤碱和核苷合成核苷酸（补救途径）,第一途径,第二途径,碱基+戊糖-1-磷酸核苷+磷酸,核苷+ATP核苷酸+ADP,核苷磷酸化酶：存在广泛，反应可逆！,核苷激酶：生物体内仅腺苷激酶 缺乏其他嘌呤核苷激酶,初期：肾结石和痛风发展：自
8、残肢体，痉挛、咬伤唇、舌、指,缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，使鸟嘌呤和次黄嘌呤补救途径障碍，产生过量尿酸。,伴性隐性遗传,症状,Lesch-Nyhan综合征：自毁容貌综合征,原因,遗传方式,2.嘧啶核苷酸的合成,产物,原料,副产品,中间产物,氨甲酰磷酸、天冬氨酸,嘧啶环，乳清苷酸,尿嘧啶核苷酸,其他嘧啶核苷酸,尿嘧啶核苷酸的合成,胞嘧啶核苷酸的合成,氨,动物,细菌,氨基供体,谷氨酰胺,尿嘧啶+5-磷酸核糖焦磷酸=尿嘧啶核苷酸+PPiUMP磷酸核糖转移酶尿嘧啶+1-磷酸核糖=尿嘧啶核苷+Pi尿苷磷酸化酶尿嘧啶核苷+ATP=尿嘧啶核苷酸+ADP尿苷激酶胞嘧啶核苷+ATP=胞嘧啶核苷酸+ADP尿苷激酶，与嘌呤不同！胞嘧啶不能直接与5-磷酸核糖焦磷酸反应，但尿苷激酶能催化胞苷被ATP磷酸化而形成胞嘧啶核苷酸。,嘧啶核苷酸的补救途径,重新利用嘧啶、核苷,嘧啶,补救途径特点,嘌呤,碱基核苷酸磷酸核糖转移酶,核苷核苷酸嘧啶核苷激酶，广泛存在,3.三磷酸核苷酸的合成,BMP+ATP=BDP+ADP BDP+ATP=BTP+ADP,GTP,反应,去路,氧化磷酸化底物磷酸化光合磷酸化,ATP供能底物磷酸化,合成核酸的原料,ATP,二磷酸核苷酸脱去2位的氧,4.脱氧核糖核苷酸的合成,5.脱氧胸苷酸的合成,唯一从头合成的脱氧核苷酸！非2位脱氧！,6.总结,
