第九章核酸的酶促降解与核苷酸代谢

第九章核酸的酶促降解与核苷酸代谢 • 核酸的酶促水解 • 核苷酸的降解 • 核苷酸的生物合成

第一节核酸的酶促水解 一、概念 <回顾> • 核酸：由许多核苷酸排列组成。 • 核苷酸 = 磷酸 + 核苷戊糖 + 碱基（<脱氧>核糖）（嘌呤和嘧啶） Nucleotide= + (Deoxy)Ribose + Base (Purine\ Pyrimidine) • 核酸的变性：核酸的氢键断裂，成为单链无规则线团状。不涉及磷酸二酯键的断裂<称降解>。核酸酶 • DNA和RNA对酸碱的稳定性？ DNA抗碱解，但对酸不够稳定，稀酸即可降解之；RNA对碱不稳定，也可用浓酸降解之。< 2’-OH的有无环化核苷 >

第一节核酸的酶促水解 二、核酸(的水解)酶分类 Nuclease: 作用于核酸的二酯键的酶。(即二酯酶) • 专一性：(底物) DNase：ribonuclease RNase：deoxyribonuclease • 作用方式：内切酶：作用点在核酸内部，产物是寡核苷酸链。外切酶：作用于核酸两端，产物是单核苷酸。

第一节核酸的酶促水解 1. 核酸外切酶非特异性的二酯酶，从核酸的一端逐个水解掉核苷酸。如：蛇毒二酯酶—— 作用于DNA 或 RNA 的 3’-OH，5’- 核苷酸牛脾二酯酶—— 作用于DNA 或 RNA 的 5’-OH，3’- 核苷酸。 (Fig.)

第一节核酸的酶促水解 2. 核酸内切酶特异地水解核酸内部的二酯酶。如：RNase I (牛胰核糖核酸酶)—— 作用于RNA 的嘧啶碱基末端为3’- 嘧啶的核苷酸 RNase U2——作用于嘌呤碱基 (Fig.) DNase I (牛胰脱氧核糖核酸酶)：对碱基无选择性作用点：5’-末端产物：四寡核苷酸 DNase II (牛脾脱氧核糖核酸酶)：作用点：3’-末端产物：六寡核苷酸

第一节核酸的酶促水解 3. 限制性(核酸)内切酶——工具酶 • 专一性很强，与甲基化酶识别同一位点。意义？ • 作用点：核酸的回文序列。 • 产物：形成粘性末端(cohesive end)或平齐末端 (blunt end) (Fig.) 粘性末端：双链DNA经限制性内切酶作用后，每条单链的一端都带有识别序列中的几个互补碱基。 • 命名：以EcoR I为例：E—细菌属名、co—细菌种名 R—菌株、 I—同类酶的(罗马字母)编号

第二节核苷酸的降解 一、核苷酸的一般降解——(略，p256) 二、嘌呤的降解 • 产物：不同生物的酶系不同，嘌呤的分解产物也就不同。 尿酸——人类、灵长类、鸟类、爬行类、大多数昆虫 尿囊素——其它动物 氨、CO2和有机酸(如乙醛酸)—— 微生物和植物的衰老叶片、胚乳 • 过程： (Fig.)

第二节核苷酸的降解 三、嘧啶的降解 • 产物：氨、CO2和 -丙氨酸<胞嘧啶、尿嘧啶>或-氨基异丁酸<胸腺嘧啶>。 • 过程： (Fig.)

第三节核苷酸的生物合成 一、嘌呤核苷酸的合成 • 主要途径：以氨基酸等为原料，从头合成。要点：嘌呤环上的C、N原子的来源和添加的顺序。 (Fig.) 过程：5- 核糖(PR)的活化(-PRPP)+N9(Gln) <->  + Gly (C4、C5、N7) +C8(FH4)+N3(闭环1)+C6(CO2) + N1 (Asp)  C2(FH4)(闭环2)IMP(+O: C2)XMP+GlnGMP + AspSAMP(C6:NH2)AMP • 补救途径：以碱基为原料合成核苷酸。<脑细胞> 将PRPP的PR(磷酸核糖)部分转移给嘌呤，形成相应的核苷酸。

第三节核苷酸的生物合成 一、嘌呤核苷酸的合成 (cont.) • 意义：临床和生产实践要点：调控嘌呤核苷酸的合成。治病如C2、C8原子需要FH4携带一碳基团添加上去。甲基氨基蝶呤与FH4结构相似，可对酶起竞争抑制作用。

第三节核苷酸的生物合成 二、嘧啶核苷酸的合成 • 主要途径：从头合成 (Fig.) 要点：1. C2、N3来自CO2、NH3 (氨甲酰磷酸)。 N1、C4 、C5、C6来自Asp。 2. 先组装嘧啶环，再与磷酸核糖结合。 cf 嘌呤核苷酸：先合成磷酸核糖，再合成嘌呤环。 • 补救途径：嘧啶核苷酸激酶起重要作用 NB UMPUDPUTP(+ATP、Gln)CTP

第三节核苷酸的生物合成 三、脱氧核糖核苷酸的合成 • 要点：大多数是在NDP(二磷酸)水平上还原(脱氧)的。如：A、T、C、G。而U是在NMP(一磷酸)水平上还原(脱氧)的。 • 脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成两条途径： 1. UMPUDPdUDPdUMP+FH4 dTMPC6 (主要) 2. T + 1- 脱氧核糖 (化酶)脱氧胸苷(激酶)dTMP (补救)

第三节核苷酸的生物合成 四、多磷酸核苷酸的合成 • 活泼形式： NDP、NTP • 合成途径：相应的核苷-磷酸激酶起催化作用如NMP + ATP (N核苷-磷酸激酶) NDP + ADP (Fig.)

第九章 核酸的酶促降解与核苷酸代谢