生物化学(合工大)第十二章--核酸的酶促降解和核苷酸代谢省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

,第十一章 核酸酶促降解和核苷酸代谢,本章重点讨论核酸酶类别和特点，对核苷酸生物合成和分解代谢作普通介绍。,第一节 核酸酶促降解,返回,第三节,核苷酸合成代谢,第二节,核苷酸分解代谢,第1页,第一节 核酸酶促降解,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2页,核 酸 酶,1、核酸酶分类,（1）依据对底物 专一性分为,（2）依据切割位点分为,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、核酸酶作用特点,第3页,外切核酸酶对核酸水解位点,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,）,第4页,内切核酸酶对RNA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,第5页,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个碱基对所组成特异含有二重旋转对称性,回文序列,，并在此序列某位点水解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）。,第6页,惯用DNA限制性内切酶专一性,酶,识别序列和切口,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,第7页,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多功效酶.,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，不具修饰酶功效。现在分子生物学研究所用限制性内切酶均为这类。,I,型：识别位点为5-7bp非对称序列,，切割位点在次序之外离识别 序列5-10bp，切割双链，个别也切割单链。是限制与修饰相多功效酶.,第8页,限制性内切酶命名和意义,Eco R I,序号,属名,种名,株名,例：,Eco R I,，这是从大肠杆菌（Ecoli）R菌珠中分离出一个限制性内切酶,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乏工具，是一把天赐神刀，用来解剖纤细DNA分子。,第9页,第二节 核苷酸降解,二、,嘧啶降解,一、,嘌呤降解,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10页,嘌呤分解,第11页,嘧啶分解,第12页,第三节 核苷酸合成代谢,一、,核糖核苷酸生物合成,二、,脱氧核糖核苷酸生物合成,三、单核苷酸转变成核苷二磷酸和核苷,三磷酸（自学）,四、,各种核苷酸相互转变,第13页,核糖核苷酸生物合成,1、嘌呤核苷酸生物合成,(1),从头合成路径,(2),补救路径,(自学),2、嘧啶核苷酸生物合成,(1),从头合成路径,(2),补救合成路径,(自学),第14页,嘌呤环上各原子起源,来自谷氨酰胺酰胺氮,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”,第15页,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 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,第16页,IMP转变为GMP和AMP,第17页,嘌呤核苷酸合成补救路径（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,第18页,嘧啶核苷酸从头合成路径,c、UMP转变为CTP,CTP,CTP合成酶,ATP,Gln,H,2,O,UMP,UDP,UTP,a、,嘧啶环上原子起源,b、,UMP从头合成,第19页,嘧啶环上各原子起源,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,第20页,尿嘧啶核苷酸合成路径,第21页,嘧啶核苷酸补救合成路径（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,第22页,脱氧核苷酸合成,2、,脱氧胸腺嘧啶核苷酸合成,1、,脱氧核苷酸合成,第23页,核糖核苷酸还原反应,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,第24页,核糖核苷酸还原反应,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,第25页,核糖核苷酸还原酶示意图,底物特异性调整位点,酶 活 性调整位点,活性位点,R1,亚基,R2,亚基,第26页,脱氧胸腺嘧啶核苷酸合成,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,第27页,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,第28页,一碳基团起源与转变,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,参加,甲基化,反应,为,胸腺嘧啶,合成提供,甲基,参加,嘌呤,合成,FH,4,FH,4,FH,4,HCOOH,H,2,O,NAD,+,NDAH+H,+,NAD,+,NDAH+H,+,H,+,参加,嘌呤,合成,第29页,核苷酸合成及相互关系,第30页,七、核酸酶促降解和核苷酸代谢,1,核酸酶促降解,核糖核酸酶,、,脱氧核糖核酸酶,、,限制性内切酶,2 核苷酸降解,3 核苷酸,合成代谢,（1）核糖核苷酸生物合成,嘌呤核苷酸合成：从头合成和补救路径,嘧啶核苷酸合成：从头合成和补救路径,（2）脱氧核苷酸生物合成,核糖核苷酸还原,脱氧胸腺嘧啶核苷酸合成,第31页,本章重点:,核苷酸分解和合成普通路径,核酸限制性内切酶催化作用特点,第32页,