二、核酸酶
2、核酸酶的功能
生物体内的核酸酶负责细胞内外催化核 酸的降解
参与DNA的合成与修复及RNA合成后的剪接等重要基 因复制和基因表达过程
负责清除多余的、结构和功能异常的核酸，同时也可 以清除侵入细胞的外源性核酸
在消化液中降解食物中的核酸以利吸收 体外重组DNA技术中的重要工具酶
第二节 核苷酸的降解
嘌呤碱的最终 代谢产物
（人、猿、鸟）
（非灵长类哺乳动物） （硬骨鱼）
（鱼类、两栖类） （低等动物）
痛风症
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。
三、嘧啶的分解代谢
嘧啶核苷酸的结构
三、嘧啶的分解代谢
核苷酸酶
嘧啶核苷酸
核苷
PPi
1-磷酸核糖
核苷磷酸化酶
嘧啶碱
还原反应
开环
脱氨氧化
还原反应
开环
嘧啶核苷酸
核苷酸酶 嘧啶核苷
核苷酶
嘧啶
NH2
C
N
CH
C
CH
O
N H
胞嘧啶
NH3 HN
O NADPH+H+
C
CH
C
CH
O
N H
尿嘧啶
O NADP+
C
HN
CH2
C O
N H
CH2
H2O
O
β-丙氨酸
CO2+NH3
AMP
GMP
IMP生成总反应过程
2）AMP和GMP的生成
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶 ②腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ④GMP合成酶
激酶
AMP
激酶
ADP
ATP ADP
ATP ADP
GMP
激酶
激酶
GDP
ATP ADP
ATP ADP
ATP GTP
• 嘌呤核苷酸从头合成特点
• 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 • IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。 AMP或GMP的合成又需1个ATP。
H2N-CH2-CH2-COOH
H2O
HO C
H2N
CH2
C O
N H
CH2
O
C HN
C O
N H
NADPH+H+
C-CH3
CH
胸腺嘧啶
CO2+NH3
H2N-CH2-CH-COOH CH3
β-氨基异丁酸
O
NADP+ C
HN CH-CH3
C O
N H
CH2
二氢胸腺嘧啶
H2O
O
H2O
HO H2N
C
CH-CH3
RNAase T1
Pu ：嘌呤
Py：嘧啶
限制性内切酶
具有识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，并由此切割 DNA双链的核酸内切酶统称限制性内切酶（ristriction endonuclease）。
这些酶主要是从细菌中分离得到，能识别特定的核苷酸顺 序，但在细菌本身的DNA 中，这些顺序已被（甲基化酶） 甲基化，因而不被水解，也就是说这些酶仅限于水解外源 DNA 以保护自身，故称为“限制性”酶。限制酶都以内切 方式水解DNA，产物5ˊ为p，3ˊ为OH。
➢依据底物不同分类
DNA酶(deoxyribonuclease, DNase)：专一降解DNA RNA酶 (ribonuclease, RNase)：专一降解RNA。 非特异性核酸酶
➢依据切割部位不同 核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性 核酸内切酶。 核酸外切酶：5´→3´或3´→5´核酸外切酶。
•过程 1. IMP的合成 2. AMP和GMP的生成
PP-1-R-5-P
AMP ATP
（5’－磷酸核糖－1’－焦磷酸） PRPP合成酶
PRPP
谷氨酰胺
酰胺转移酶 谷氨酸
R-5-P
（5-磷酸核糖）
H2N-1-R-5´-P
（5´-磷酸核糖胺）
IMP
在谷氨酰胺、甘氨酸、一 碳单位、二氧化碳及天冬 氨酸的逐步参与下
一、嘌呤核苷酸的合成代谢
1、嘌呤核苷酸的从头合成
•定义
嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨 基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一 系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。
•合成部位
肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次 是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成途径。
•嘌呤碱合成 的元素来源
关于核酸的酶促降 解
第一节 核酸的酶促降解
食物核蛋白
一、核酸的降解
蛋白质
核酸(RNA与DNA)
(磷酸二酯酶) 胰核酸酶 单核苷酸
RNA酶 DNA酶
(磷酸单酯酶) 胰、肠核苷酸酶
排出，很少 利用
磷酸
核苷
(水解或磷酸解)
核苷酶
碱基
戊糖或磷酸戊糖
二、核酸酶
1、核酸酶的定义及分类 核酸酶是指所有可以水解核酸的酶
C O
N H
CH2
β-脲基异丁酸
嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸分解代谢最大 的不同是嘧啶环的裂解，最后生成β-氨基酸
嘧啶碱的降解产物易溶于水，故嘧啶代 谢异常的疾病较少。
第三节 核苷酸的生物合成
核苷酸在细胞内合成有两条基本途径： 1、从头合成或从无到有途径：由AA、磷酸戊 糖、CO2 和NH3 等简单的化合物合成核苷酸 2、补救途径：由预先形成的碱基或核苷合成 核苷酸。
Asp
N1
甲酰基
C2
(一碳单位)
CO2
甘氨酸
C
N
7
6C
5
4 C 3 N
C 甲炔基 8
(一碳单位) N9
Gln(酰胺基)
N5,N10-次甲基四氢叶酸
甘氨当中站, 谷氮坐两边,
左上天冬氨, 头顶CO2 还剩下一个一碳单位
合成原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、 一碳基团、CO2、磷酸核糖。
合成特点：磷酸核糖为起始物，逐步加原料 合成嘌呤环，形成重要中间产物 IMP（次黄嘌 呤核苷酸），再由它转变为AMP和GMP。
外切核酸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）
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
Py Pu Py Py G A C U G A
1´
p
p
p
p
p
p
p
p
p
p
OH
5´
3´
RNAase I RNAase I RNAase T1
限制性内切酶的命名和意义
三字母： 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
Eco R I
属名 种名 株名 序号
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。
一、核苷酸的降解
核苷酸酶
核苷磷酸化酶 碱基 + 戊糖-1-磷酸
核苷酸
核苷
（生物体内广泛存在）
磷酸
核苷水解酶
碱基 + 戊糖（植物和微 生物）
1、嘌呤的降解 2、嘧啶的降解
二、嘌呤的分解代谢
嘌呤核苷酸的结构
AMPGMP二、源自呤的分解代谢AMP GMP
H 黄嘌呤氧化酶
（次黄嘌呤）
X
G
（黄嘌呤）
黄嘌呤 氧化酶