沈阳药科大学生物化学课件11核酸代谢与蛋白质生物合成.ppt

第十一章 核酸代谢与蛋白质的生物合成 第一节 核酸的消化与吸收 第二节 核酸的分解代谢一、核酸的分解 核酸酶：水解磷酸二酯键 RNA酶（RNase） DNA酶（DNase） 核酸内切酶 核酸外切酶 二、单核苷酸的分解 核苷酸酶 分解核苷的酶： 核苷磷酸化酶 核苷水解酶 三、嘌呤的分解 痛风 核酸代谢障碍疾病 血液中尿酸含量过高 别嘌呤醇治疗 抑制黄嘌呤氧化酶活性 反应消耗PRPP，减少嘌呤合成 四、嘧啶的分解 胞嘧啶分解： 胸腺嘧啶分解 第三节 核酸的合成代谢一、核苷酸的生物合成 （一）核糖的来源与1-焦磷酸5-磷酸核糖的生成 （二）嘌呤核苷酸合成 嘌呤环合成原料： 1、嘌呤核苷酸从头合成 先合成IMP 然后转变成AMP和GMP IMP合成 AMP和GMP合成 2、嘌呤核苷酸的补救合成途径 （1）嘌呤与PRPP直接合成 （2）腺嘌呤与R-1-P作用 3、ATP和GTP的生成 腺苷酸激酶、鸟苷酸激酶、核苷二磷酸激酶等 催化高能磷酸基团转移 （三）嘧啶核苷酸的合成 1、尿嘧啶核苷酸的从头合成 2、胞嘧啶核苷酸的合成 3、嘧啶核苷酸的补救合成途径 （四）脱氧核糖核酸的合成 1、核糖核苷酸的还原 2、脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成 三种嘧啶核苷酸及脱氧核苷酸的互变关系 二、DNA的生物合成（复制） （一）DNA的复制方式－半保留复制 子代DNA中一条链来自亲代DNA 另一条链是新合成的 图11-4 DNA的半保留复制 （二）DNA的复制过程 DNA的复制分为起始、延长和终止三个阶段 1、DNA复制的起始 （1）原核细胞（大肠杆菌）DNA复制的起始 单点双向复制 复制起点富含AT DnaA识别复制起始位点，解开双链 DnaB（解旋酶）双链解旋 （2）真核细胞DNA复制的起始 2、DNA复制时双螺旋的解旋与超螺旋形成 解旋作用使复制叉的下游出现正超螺旋 拓扑异构酶放松超螺旋 拓扑异构酶I：切断DNA一条链；放松负超螺旋 拓扑异构酶II：切断DNA两条链；放松正超螺旋（旋转酶） 3、单链结合蛋白SSB 结合到分开的单链上 起稳定作用 4、DNA合成的基本反应和DNA聚合酶 参与DNA复制的底物是dNTP，即dATP，dGTP，dCTP和dTTP。 DNA聚合酶催化形成3’,5’磷酸二酯键，延长DNA链 大肠杆菌DNA聚合酶： DNA聚合酶I（Pol I）：DNA复制与修复 DNA聚合酶II（Pol II） DNA聚合酶III（Pol III）：DNA复制 真核DNA聚合酶： Pol α和Polδ合成核DNA Polγ 参与线粒体DNA复制 Polβ和Polε参与DNA修复 5、DNA复制的过程 大肠杆菌 起始点复制叉 解链酶分开双链 SSB结合单链 亲链为模板 碱基互补 合成方向5’→3’ 主导链连续合成 引物酶合成RNA引物 聚合酶III催化聚合 5、DNA复制的过程 随从链合成冈崎片段 聚合酶I水解引物 DNA修补 连接酶连接 Pol I和III有3’→5‘核酸外切酶活性，实现校对功能。 真核细胞DNA复制 基本原则接近大肠杆菌 Polδ合成主导链， Pol α合成随从链 低等生物非染色质DNA复制 质粒DNA 滚环复制 一股打开缺口 5’端伸展 单链不连续复制 闭环滚动连续复制 不合成引物 四、RNA的生物合成 （一）转录 （二）复制 （一）转录 在DNA指导下的RNA聚合酶催化进行的，以DNA为模板，四种NTP为原料，合成RNA。 1、转录的模板：DNA的一条链 ＊不对称转录 2、参与转录的酶类 （1）原核细胞RNA聚合酶： 大肠杆菌RNA聚合酶， 由核心酶和σ因子组成全酶 核心酶催化3’,5’磷酸二酯键形成，延长RNA链 σ因子参与转录起始 （2）真核细胞RNA聚合酶： RNA聚合酶I存在于核仁中，催化rRNA前体的合成 RNA聚合酶II存在于核质中，催化mRNA前体的合成 RNA聚合酶III存在于核质中，催化小分子量RNA（如tRNA和5SRNA合成） 3、转录过程 （1）起始 （2）延长 （3）终止 （1）起始 原核生物转录起始： RNA聚合酶全酶识别模板链启动子 原核生物转录起始： RNA聚合酶全酶识别启动子 -10区双链解开 形成第一个3’，5‘磷酸二酯键 σ因子脱落 真核生物转录起始 启动子 增强子：增强启动子活性的核苷酸序列 （2）延长 核心酶在模板上沿着3’→5‘方向滑动 催化形成3’,5‘磷酸二酯键 RNA链由5’→3‘方向延长 碱基互补 （3）终止 原核细胞转录终止 不依赖ρ因子终止： 模板上有终止信号复含GC和一段poly U 依赖ρ因子终止： ρ因子解链酶的活性 真核细胞转录终止 基因末端指导合成一段AAUAAA顺序 切断后加上poly A 尾巴 4、原核细胞的转录后加工 原核mRNA不经