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,第十一章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢,本章重点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,返回,第三节,核苷酸的合成代谢,第二节,核苷酸的分解代谢,第十一章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢 本章重点讨,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,第一节 核酸的酶促降解 一、核酸酶二、限制性内切酶,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,核 酸 酶1、核酸酶的分类（1）根据对底物,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,）,外切核酸酶对核酸的水解位点5 p p p pOHB p p,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,内切核酸酶对RNA的水解位点示意图5 p p p pOHP,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）。,限制性内切酶 类型 原核生物中存在着一类能识别外源,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,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,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.,限制性内切酶类型 I型：分子量大于105，多,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。,限制性内切酶的命名和意义Eco R I序号属名种名株名例：E,第二节 核苷酸的降解,二、,嘧啶的降解,一、,嘌呤的降解,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,第二节 核苷酸的降解二、嘧啶的降解一、嘌呤的降解,嘌呤的分解,嘌呤的分解,嘧啶的分解,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,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,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),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,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”,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,5-磷酸核糖焦磷酸,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,5-磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺甘氨酸甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨,IMP转变为GMP和AMP,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,嘌呤核苷酸合成补救途径（自学）磷酸核糖转移酶嘌呤+PRPP,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,嘧啶核苷酸从头合成途径c、UMP转变为CTPCTPCTP合,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,嘧啶环上各原子的来源 天冬氨酸CO2NH3NNCCCC65,尿嘧啶核苷酸合成途径,尿嘧啶核苷酸合成途径,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,嘧啶核苷酸补救合成途径（自学）尿嘧啶+PRPP尿嘧啶+1-P,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,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,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硫氧还蛋白核糖核酸还原酶系硫氧还蛋白还原,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,核糖核苷酸的还原反应FAD核糖核苷酸还原酶ATP、Mg2+,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,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,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,脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成 胸腺嘧啶核苷酸合成酶NADPH+,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,叶酸和 四氢叶酸（FH4）叶酸四氢叶酸HH105N5，N10,一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,一碳基团的来源与转变S-腺苷蛋氨酸N5-CH2-FH4N5,核苷酸的合成及相互关系,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,七、核酸的酶促降解和核苷酸的代谢 1 核酸的酶,本章重点:,核苷酸分解和合成的一般途径,核酸限制性内切酶的催化作用特点,本章重点:核苷酸分解和合成的一般途径,
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