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核酸的降解和核苷酸代谢


2.核酸内切酶:从核酸分子内部切断3’,5’-磷酸二酯键。
3.限制性内切酶:在细菌细胞内存在的一类能识别并水解外
源双链DNA的核酸内切酶,可用于特异切割
DNA,常作为工具酶。
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核酸外切酶对核酸的水解位点
BBBBBBBB
5´ p
p
p
p
p
p
p
p
OH 3´
牛脾磷酸二酯酶
( 5´端外切5得3)
β-脲基丙酸
H2O
胸腺嘧啶 二氢尿嘧啶脱氢酶
二氢胸腺嘧啶
NAD(P)H+H+ NAD(P)+
H2O
二氢嘧啶酶
NH3+CO2+β-氨基异丁酸 脲基丙酸酶 β-脲基异丁酸
H2O
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第二节、核苷酸的生物合成
一﹑嘌呤核苷酸的合成代谢
两条途径:
1. 从头合成途径(de novo synthesis): 不以现成的碱基为原料,而是以磷酸核糖﹑氨基酸﹑
腺嘌呤
H2O
腺嘌呤脱氨酶
鸟嘌呤
H2O
鸟嘌呤脱氨酶
NH3
次黄嘌呤
黄嘌呤氧化酶
NH3
黄嘌呤
H2O+O2
H2O2
黄嘌呤
氧化酶
H2O+O2
(灵长类以外的哺乳动物)
尿囊素
尿酸氧化酶
H2O2
尿酸 (人类和灵长类动物、
(植物、某H些2O
尿囊 素酶
硬骨鱼)
尿囊酸
CO2+H2O2 2H2O+O2
爬虫、鸟类)
尿囊酸酶
(鱼类、两栖类)
别嘌呤醇
别嘌呤醇: 别黄嘌呤 底物类似物经酶 作用后成为酶的 灭活物,称之为 自杀作用物。 自杀性底物
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2. 嘧啶碱的分解代谢
胞嘧啶胞嘧啶脱氨酶 尿嘧啶 二氢尿嘧啶脱氢酶
二氢尿嘧啶
H2O NH3
NAD(P)H+H+ NAD(P)+
H2O二氢嘧
NH3+CO2+ β-丙氨酸
脲基丙酸酶
啶酶
六核苷酸,粘端切口
Sma I
‥ ‥C C C G G G ‥‥ ‥ ‥G G G C C C ‥可‥编辑ppt
六核苷酸,平端切口
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二、核苷酸的降解
核苷酸酶 核苷磷酸化酶 (广泛存在)
核苷酸
核苷
碱基+戊糖-1-P
磷酸
核苷水解酶 (主要存在于植物、微生物)
碱基+核糖
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1. 嘌ห้องสมุดไป่ตู้碱的分解代谢
H2O
Pi
H2O
Pi
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尿酸与痛风症的关系
血中尿酸含量升高时,尿酸盐晶体在组织中沉积, 形成痛风症。
受累组织器官:关节﹑软骨﹑肾﹑软组织 病变: 关节炎﹑肾病﹑尿路结石 病因: 高嘌呤饮食﹑核酸大量分解﹑肾病 治疗药物:别嘌呤醇
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别嘌呤醇作用的机理:
黄嘌呤氧化酶
别黄嘌呤
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常用的DNA限制性内切酶的专一性

辨认的序列和切口
说明
Alu I
‥ ‥A G C T ‥‥ ‥ ‥T C G A ‥ ‥
四核苷酸,平端切口
Bam H I Bgl I
‥ ‥G G A T C C ‥‥ ‥ ‥C C T A G G ‥‥
‥ ‥A G A T C T ‥‥ ‥ ‥T C T A G A ‥‥
尿素 + 乙醛酸
H2O
2H2O
脲酶
4NH3 + 2CO2
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(微生物)
腺嘌呤核苷酸核苷酸酶腺嘌呤核苷核苷磷酸化酶 腺嘌呤
腺嘌呤核苷 酸脱氨酶
H2O
H2O
-NH3
Pi
腺嘌呤核 苷脱氨酶
Pi
H2O
-NH3
R-1-P
腺嘌呤 脱氨酶
H2O
-NH3
核苷酸酶
核苷磷酸化酶
次黄嘌呤核苷酸
次黄嘌呤核苷
次黄嘌呤
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第一节 核酸和核苷酸的分解代谢
分解 合成
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何处去?
进入磷酸戊糖途径 或重新合成核酸3
一、核酸的解聚作用
核酸酶:作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶.
按其作用位置分为:
1.核酸外切酶:作用于核酸链的末端(3’端或5’端),逐
个水解下核苷酸。
脱氧核糖核酸外切酶:只作用于DNA 核糖核酸外切酶:只作用于RNA
合成酶
关键酶
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⑵ IMP → → →AMP﹑GMP
6 6
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(二) 嘌呤核苷酸的补救合成
两个酶:① 腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT)
② 次黄嘌呤(鸟嘌呤)磷酸核糖转移酶(HGPRT)
反应: 腺嘌呤 + PRPP APRT 次黄嘌呤 + PRPP HGPRT
AMP + PPi IMP + PPi
蛇毒磷酸二酯酶
( 3´端外切3得5)
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核酸内切酶对RNA的水解位点示意图
Py Pu Py Py G A C U G A

p
p
p
p
p
p
p
p
p
p
OH


RNase I
RNase I
RNase T1
RNase T1
Pu :嘌呤
Py:嘧啶
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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。
组织:肝﹑小肠粘膜及胸腺 细胞内定位:细胞液 嘌呤环中各 碳、氮原子的来源: 甲酸盐
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甲酸盐 16
⒈ 合成途径
两个阶段: ⑴ 5-磷酸核糖→ → →次黄嘌呤核苷酸(IMP) ⑵ IMP → → →AMP﹑GMP
⑴ 5-磷酸核糖→ → →次黄嘌呤核苷酸(IMP)
转酰胺酶
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甲酰FH4
六核苷酸,粘端切口 六核苷酸,粘端切口
Eco R I Hind Ⅲ
‥ ‥G A A T T C ‥‥ ‥ ‥C T T A A G ‥‥
‥ ‥A A G C T T‥‥ ‥ ‥T T C G A A ‥‥
六核苷酸,粘端切口 六核苷酸,粘端切口
Sal I
‥ ‥G T C G A C ‥‥ ‥ ‥C A G C T G ‥‥
一碳单位﹑CO2等简单物质为原料,经过一系列酶 促反应,合成嘌呤核苷酸的过程。
(主要合成途径,肝组织进行此途径)
2. 补救合成途径(salvage pathway): 利用游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过简单的反应过程,
合成嘌呤核苷酸的过程。 (脑﹑骨髓等只能进行此途径)
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(一)嘌呤核苷酸的从头合成
鸟嘌呤 + PRPP HGPRT GMP + PPi
*人体内还有腺苷激酶,能使腺嘌呤核苷磷酸化,生成AMP
腺嘌呤核苷
核酸的降解和核苷酸代谢
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核苷酸的生物学功能:
⒈ 作为核酸合成的原料(主要功能) ⒉ 体内能量的利用形式(ATP GTP UTP CTP) ⒊ 参与代谢和生理调节(cAMP cGMP) ⒋ 组成辅酶(NAD FAD NAD+ NADP+ HSCoA) ⒌ 活化中间代谢物(UDPG CDP-胆碱 SAM等)
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