核酸的酶促降解和核苷酸代谢2课件

Click to edit Master title,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Your site here,LOGO,第六章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢,本章讨论核酸酶的类别和特点，对核苷酸的生物合成和分解代谢作一般介绍。,第一节,核酸的酶促降解,第三节,核苷酸的合成代谢,第二节,核苷酸的分解代谢,第一节 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 核苷磷酸化酶,核酸 核苷酸 核苷 碱基,+,戊糖,-1-P,磷酸,核 酸 酶,1,、核酸酶的分类,（,1,）根据对底物的 专一性分为,（,2,）根据切割位点分为,核糖核酸酶,(,RNase,),脱氧核糖核酸酶,(,DNase,),非特异性核酸酶,核酸内切酶,核酸外切酶,2,、,核酸酶的作用特点,外切核酸酶对核酸的水解位点,5,p,p,p,p,OH,B,p,p,p,p,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,）,内切核酸酶对,RNA,的水解位点示意图,5,p,p,p,p,OH,Py,Pu,Py,Py,1,p,p,p,G,A,C,U,p,p,p,G,A,3,RNAase I,RNAase I,RNAase T,1,RNAase T,1,Pu,：嘌呤,Py,：嘧啶,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,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,）。,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 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,限制性内切酶类型,I,型：分子量大于,10,5,，多亚基，需,S-,线苷蛋氨酸、,ATP,和,Mg,2+,，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,.,型：分子量小于,10,5,，需,Mg,2+,，切割位点位于识别 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。,I,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,.,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,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。,第二节 核苷酸的降解,二、,嘧啶的降解,一、,嘌呤的降解,Metabolism of purine ucleotide,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,嘌呤的降解,嘌呤（鸟嘌呤和腺嘌呤）均经脱氨氧化转变为,黄嘌呤,再进行降解。由于不同种类的生物的降解酶系不一样，因而降解的终产物也不同：,尿酸,(uric acid),：人类、灵长类、鸟类、爬行动物和大多数昆虫；,尿囊素：非灵长目哺乳动物、腹足类；,尿囊酸：某些硬骨鱼；,尿酸和乙醛酸：大多数鱼类、两栖类；,氨和二氧化碳：海洋腔肠动物和甲壳动物。,尿酸,是嘌呤核苷酸在人体内分解代谢的终产物。,痛风症,患者由于体内,嘌呤核苷酸分解代谢异常,，,可致血中尿酸水平升高，以尿酸钠晶体沉积于软骨、关节、软组织及肾脏，临床上表现为皮下结节，关节疼痛等。,嘧啶的分解,第三节 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,核糖核苷酸的生物合成,1,、嘌呤核苷酸的生物合成,(1),从头合成途径,(2),补救途径,(,自学,),2,、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,),一、嘌呤核苷酸的合成代谢,（一）从头合成途径：,1,概念：,通过利用一些简单的前体物，如,5-,磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及,CO,2,等，逐步合成嘌呤核苷酸的过程称为从头合成途径,(de novo synthesis),。这一途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺。,嘌呤环上各原子的来源,来自谷氨酰胺的酰胺氮,来自“甲酸盐”,来自天冬氨酸,来自甘氨酸,来自,CO,2,来自“甲酸盐”,2,合成步骤：,可分为三个阶段：,PRPP,的合成：,首先在磷酸核糖焦磷酸合成酶催化下，消耗,ATP,，,由,5,-,磷酸核糖合成,(5,-,磷酸核糖,-1,-,焦磷酸,),。,（,2,）次黄嘌呤核苷酸的合成：,再经过大约,10,步反应，合成第一个嘌呤核苷酸,-,次黄苷酸（,IMP,）。,磷酸核糖焦磷酸合成酶,5-,磷酸核糖,PRPPIMP,ATP,（,3,）腺苷酸及鸟苷酸的合成：,IMP,在腺苷酸代琥珀酸合成酶的催化下，由天冬氨酸提供氨基合成腺苷酸代琥珀酸（,AMP-S,），然后裂解产生,AMP,；,IMP,也可在,IMP,脱氢酶的催化下，以,NAD,+,为受氢体，脱氢氧化为黄苷酸（,XMP,），后者再在鸟苷酸合成酶催化下，由谷氨酰胺提供氨基合成鸟苷酸（,GMP,）。,AMP-S AMP,IMP,XMP GMP,Asp,NAD,+,Gln,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,THFA,IMP,转变为,GMP,和,AMP,嘌呤核苷酸合成补救途径（自学）,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,嘧啶核苷酸从头合成途径,c,、,UMP,转变为,CTP,CTP,CTP,合成酶,ATP,Gln,H,2,O,UMP,UDP,UTP,a,、,嘧啶环上原子的来源,b,、,UMP,的从头合成,一、嘧啶核苷酸的合成代谢,（一）从头合成途径：,从头合成途径（,de novo synthesis),是指利用一些简单的前体物逐步合成嘧啶核苷酸的过程。该过程主要在肝脏的胞液中进行。,嘧啶核苷酸的主要合成步骤为：,1,尿苷酸（,uridine monophosphate),的合成：,在氨基甲酰磷酸合成酶,的催化下，以,Gln,，,CO,2,，,ATP,为原料合成氨基甲酰磷酸。后者在天冬氨酸转氨甲酰酶的催化下，转移一分子天冬氨酸，从而合成氨甲酰天冬氨酸，然后再经脱氢、脱羧、环化等反应，合成第一个嘧啶核苷酸，即,UMP,。,Gln+CO,2,+2ATP,氨基甲酰磷酸,氨甲酰天冬氨酸 乳清酸,UMP,嘧啶环上各原子的来源,天冬氨酸,CO,2,NH,3,N,N,C,C,C,C,6,5,4,3,2,1,H,2,N-CO-,P,氨甲酰磷酸,尿嘧啶核苷酸合成途径,2,胞苷酸的合成：,3,脱氧嘧啶核苷酸的合成：,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,+ATP,UMP+PPi,尿嘧啶核苷,+Pi,UMP+ADP,脱氧核苷酸的合成,2,、,脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成,1,、,脱氧核苷酸的合成,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,核糖核苷酸还原酶,NADP,+,NADPH+H,+,硫氧还蛋白还原酶,FAD,ATP,、,Mg,2+,硫氧还蛋白（还原型）,SH,SH,硫氧还蛋白（氧化型）,S,S,O,P-P-CH,2,N,OH,OH,核糖核苷二磷酸,O,P-P-CH,2,N,OH,H,+H,2,O,脱氧核糖核苷二磷酸,核糖核苷酸的还原反应,FAD,核糖核苷酸还原酶,ATP,、,Mg,2+,硫氧还蛋白,SH,SH,硫氧还蛋白,S,S,硫氧还蛋白还原酶,核糖核苷二磷酸,+H,2,O,脱氧核糖核苷二磷酸,FADH,2,谷氧还蛋白,S,S,谷氧还蛋白,SH,SH,NADP,+,NADPH+H,+,谷氧还蛋白还原酶,O,P-P-,CH,2,N,OH,OH,O,P-P-,CH,2,N,OH,H,GSSG,2GSH,谷胱甘肽还原酶,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,N,5,、,N,10,CH,2,FH,4,FH,2,二氢叶酸还原酶,Ser,羟甲基,转移酶,O,N,HN,O,dR-P,CH,3,O,N,HN,O,dR-P,叶酸,和 四氢叶酸（,FH,4,）,叶酸,四氢叶酸,H,H,10,5,N,5,，,N,10,-CH,2,-FH,4,N,5,-CHO-FH,4,CH,2,CHO,一碳基团的来源与转变,S-,腺苷蛋氨酸,N,5,-CH,2,-FH,4,N,5,N,10,-,CH,2,-FH,4,N,5,，,N,10,=CH-FH,4,N,10,-CHO-FH,4,N,5,，,N,10,-CH,2,-FH,4,还原酶,N,5,，,N,10,-CH,2,-FH,4,脱氢酶,环水化酶,丝,氨酸,组氨酸苷氨酸,参与,甲基化,反应,为,胸腺嘧啶,合成提供,甲基,参与,嘌呤,合成,FH,4,FH,4,FH,4,HCOOH,H,2,O,NAD,+,NDAH+H,+,NAD,+,NDAH+H,+,H,+,参与,嘌呤,合成,核苷酸的合成及相互关系,七、核酸的酶促降解和核苷酸的代谢,1,核酸的酶促降解,核糖核酸酶,、,脱氧核糖核酸酶,、,限制性内切酶,2,核苷酸的降解,3,核苷酸的,合成代谢,（,1,）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,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,核糖核苷酸的还原,脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成,后面内容直接删除就行,资料可以编辑修改使用,资料可以编辑修改使用,资料仅供参考，实际情况实际分析,主要经营：,课件设计，文档制作，,网络软件设计、图文设计制作、发布广告等,秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满意！,致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、,PPT,设计、计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面，打造全网一站式需求,感谢您的观看和下载,The user can demonstrate on a projector or computer,or print the presentation and make it into a film to be used in a wider field,