第8章 核酸降解和核苷酸代谢.ppt

第八章 核酸降解和核苷酸代谢 核酸在核酸酶的作用下，水解为寡核苷酸或单核苷酸，单核苷酸可进一步降解为碱基、戊糖和磷酸。 第一节 核酸的酶促降解 核酸分解的第一步是水解核苷酸之间的磷酸二酯键，在高等动植物中都有作用于磷酸二酯键的核酸酶。有些核酸酶只能作用于RNA，称为核糖核酸酶（RNase），有些核酸酶只能作用于DNA，称为脱氧核糖核酸酶（DNase），根据核酸酶作用的位置不同，又可将核酸酶分为核酸外切酶和核酸内切酶。 一、核酸外切酶 有些核酸酶能从DNA 或RNA 链的一端逐个水解下单核苷酸，所以称为核酸外切酶。只作用于DNA 的核酸外切酶称为脱氧核糖核酸外切酶，只作用于RNA 的核酸外切酶称为核糖核酸外切酶； 二、核酸内切酶 核酸内切酶催化水解多核苷酸内部的磷酸二酯键。有些核酸内切酶仅水解5′磷酸二酯键，把磷酸基团留在3′位置上，称为5′-内切酶；而有些仅水解3′-磷酸二酯键，把磷酸基团留在5′位置上，称为3′-内切酶。 能专一性地识别并水解双链DNA 上的特异核苷酸顺序，称为限制性核酸内切酶（简称限制酶）。限制性核酸内切酶可被分成三种类型。Ⅰ型和Ⅲ型限制酶水解DNA 需要消耗ATP。Ⅱ型限制酶水解DNA 不需要ATP 。 第二节 核苷酸的酶促降解 一、核苷酸的降解 二、嘌呤的降解 三、嘧啶的降解 第三节 核苷酸的生物合成 生物体内的核苷酸，可以直接利用细胞中自由存在的碱基和核苷合成，也可以利用氨基酸和某些小分子物质为原料，经一系列酶促反应从头合成核苷酸。 一、嘌呤核苷酸的生物合成 嘌呤核苷酸的合成有两类基本途径，一类是从氨基酸、磷酸核糖、CO2 和NH3这些化合物合成核苷酸。由于此途径不经过碱基、核苷的中间阶段，所以又称为“从头合成”途径。另一类途径是由核酸分解产生的嘌呤碱基和核苷转变成核苷酸，此途径又称为“补救”途径。从头合成是生物体合成嘌呤核苷酸的主要途径。 （一）“从头合成”途径 1． 嘌呤碱的合成 除某些细菌外，几乎所有的生物体都能合成嘌呤碱。此途径主要是以CO2、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺为原料合成嘌呤环。 2．嘌呤核苷酸的合成 嘌呤核苷酸的合成并不是先形成游离的嘌呤，然后生成核苷酸，而是直接形成次黄嘌呤核苷酸（也叫肌苷酸），再转变为其他嘌呤核苷酸。嘌呤核苷酸的合成分为三个阶段： （1）从5-磷酸核糖形成5-氨基咪唑核苷酸 （2）5-氨基咪唑核苷酸形成次黄嘌呤核苷酸 （3）腺苷酸和鸟苷酸的合成 （二）补救途径 二、嘧啶核苷酸的生物合成 嘧啶核苷酸的合成也有“从头合成”途径和“补救”途径。 （一）从 “从头合成”途径 1．嘧啶碱的合成 合成嘧啶的原料主要是CO2、NH3 和天冬氨酸。 2．嘧啶核苷酸的生物合成 嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸的合成有所不同。生物体先利用小分子化合物形成嘧啶环，然后再与核糖磷酸结合形成嘧啶核苷酸。首先形成的是尿苷酸，然后再转变为其它嘧啶核苷酸。 （二）“补救”途径 三、脱氧核糖核苷酸的生物合成 （一）核糖核苷酸还原酶 （二）脱氧胸苷酸的生物合成 四、核苷三磷酸的生物合成 思考题： 1．核酸酶包括哪几种主要类型？ 2．嘌呤核苷酸分子中各原子的来源及合成过程怎样？ 3．嘧啶核苷酸分子中各原子的来源及合成过程怎样？ * *