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第八章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢 （2学时） 1．教学基本要求：要求学生掌握核苷酸的生物合成和酶促降解过程。 2．教学内容： 第一节 核酸的酶促降解 一 核酸酶 二 脱氧核糖核酸酶 第二节 核苷酸的生物降解 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 一 核糖核苷酸的合成 二 脱氧核苷酸的合成 3．主要知识点、重点与难点 ①主要知识点：核苷酸的生物合成，核苷酸的生物降解。 ②重点与难点：核苷酸的生物合成，核苷酸的酶促降解。 核苷酸的生物功能 ①合成核酸 ②是多种生物合成的活性中间物 糖原合成，UDP-G 磷脂合成，CDP-乙醇胺，CDP-二脂酰甘油。 ③生物能量的载体ATP、GTP ④腺苷酸是三种重要辅酶的组分 NAD、FAD、CoA ⑤信号分子cAMP、cGMP 第一节?????核酸的酶促降解 食物中的核酸，经肠道酶系降解成各种核苷酸，再在相关酶作用下，分解产生嘌呤、嘧啶、核糖、脱氧核糖和磷酸，然后被吸收。 吸收到体内的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部分可再利用，合成核苷酸。 人和动物所需的核酸无须直接依赖于食物，只要食物中有足够的磷酸盐、糖和蛋白质，核酸就能在体内正常合成。 核酸的消化与吸收 核酸是核苷酸以3’、5’-磷酸二酯键连成的高聚物，核酸分解代谢的第一步就是分解为核苷酸，作用于磷酸二酯键的酶称核酸酶（实质是磷酸二脂酶）。 根据对底物的专一性可分为： 核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、非特异性核酸酶。 根据酶的作用方式分：内切酶、外切酶。 一、核酸酶 1、核糖核酸酶 只水解RNA磷酸二酯键的酶（RNase），不同的RNase专一性不同。 例：牛胰核糖核酸酶（RNaseI），作用位点是嘧啶核苷-3’-磷酸与其它核苷酸间的连接键。 核糖核酸酶T1（RNaseT1），作用位点是3’ -鸟苷酸与其它核苷酸的5’-OH间的键。 内切核酸酶对RNA的水解位点示意图 2、非特异性核酸酶 既可水解RNA，又可水解DNA磷酸二酯键的核酸酶。 例： 小球菌核酸酶是内切酶，可作用于RNA或变性的DNA，产生3’-核苷酸或寡核苷酸。 蛇毒磷酸二酯酶和牛脾磷酸二脂酶属于外切酶。 蛇毒磷酸二酯酶能从RNA或DNA链的游离的3’-OH逐个水解，生成5’-核苷酸。 牛脾磷酸二酯酶从游离的5’-OH开始逐个水解，生成3’核苷酸。 外切核酸酶对核酸的水解位点 二、脱氧核糖核酸酶 1、脱氧核糖核酸酶DNase 只能水解DNA磷酸二酯键的酶。 例：牛胰脱氧核糖核酸酶（DNaseI）可切割双链和单链DNA，产物是以5’-磷酸为末端的寡核苷酸。 牛脾脱氧核糖核酸酶（DNaseII），降解产物为3’-磷酸为末端的寡核苷酸。 2、限制性核酸内切酶： 发现： 1952， Smith Human 用T4 phage 感染E.coli. 提出了限制与修饰现象。 细菌体内能识别并水解外源双源DNA的核酸内切酶，产生3ˊ-OH和5ˊ-P。 有序列专一性，无碱基专一性 例： EcoRⅠ切割后，形成5ˊ-P单链粘性末端。 限制性核酸内切酶的生物学功能： （1）识别双链DNA上的特定位点即“回文结构”（长度在4——8个碱基对范围内，从前往后读和从后往前读完全一样的碱基序列），切割后错开的切口会产生互补的单链末端（粘性末端、平末端）。 （2）降解外面侵入的DNA，但不降解自身细胞的DNA，因为自身DNA的酶切位点上经甲基化修饰而得到保护。 常用的DNA限制性内切酶的专一性 限制性内切酶的命名和意义 第二节 核苷酸的生物降解 ? ? 一、核苷酸的降解 1、核苷酸酶 （磷酸单脂酶） 水解核苷酸，产生核苷和磷酸。 非特异性磷酸单酯酶：不论磷酸基在戊糖的2’、3’、5’，都能水解下来。 特异性磷酸单酯酶：只能水解3’核苷酸或5’核苷酸（3’核苷酸酶、5’核苷酸酶）。 2、核苷酶 ①?核苷磷酸化酶：广泛存在，反应可逆。 ② 核苷水解酶：主要存在于植物、微生物中，只水解核糖核苷，不可逆。 二、嘌呤碱的降解 首先在各自的脱氨酶的作用下水解脱氨，脱氨反应可发生在嘌呤碱、核苷及核苷酸水平上。 不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，因此，终产物也不同。 排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类 排尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类 排尿囊酸动物：硬骨鱼类 排尿素动物：大多数鱼类、两栖类 某些低等动物能将尿素进一步分解成NH3和CO2排出。 植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产物（尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）。 植物的嘌呤的分解主要是在衰老叶子及储藏性的胚乳组