12第十二章核苷酸的合成与降解.pptVIP

第十二章 核苷酸的降解与合成 The Synthesis and Degradation of Nucleotides 一、核酸的酶促降解 二、核苷酸的分解代谢 三、核苷酸的生物合成 Nucleotides play a variety of important roles in all cells. They are the precursors of DNA and RNA.是DNA和RNA的前体。 They are essential carriers of chemical energy—a role primarily of ATP and to some extent GTP.是能能量的基本载体。 They are components of the cofactors NAD, FAD, S-adenosylmethionine, and coenzyme A, 是NAD、FAD、SAM和CoA的组分。 activated biosynthetic intermediates such as UDP-glucose and CDP-diacylglycerol. 也是UDPG和二酯酰甘油等中间体的组分。 Some, such as cAMP and cGMP, are also cellular second messengers.也是信号分子。 一、核酸的酶促降解 生物体内存在着多种降解核酸的酶类，称为核酸酶(nuclease) ，它在核酸降解和周转中起着重要作用。 核酸酶分类 按作用底物分：脱氧核糖核酸酶(dexyribonuclease, DNase) 、核糖核酸酶(ribonuclease, RNase) RNase 作用方式：核酸外切酶（exonuclease） 核酸内切酶（endonuclease） 水解方向：3′?5′或5′? 3′ 产物：3′-磷酸产物或5′-磷酸产物 特异性：能否识别作用位点或二酯键两侧的碱基。 具有位点识别专一性的内切酶称限制性内切酶。 1.核酸酶 （1）外切核酸酶 外切酶作用于核酸链的一端，逐个水解下核苷酸，是非特异性的磷酸二酯酶。为非特异性磷酸二酯酶。 蛇毒磷酸二酯酶是从DNA或RNA的游离3?-羟基端开始，逐个水解下5?-核苷酸；牛脾磷酸二酯酶则从游离5?-羟基端开始，逐个水解下3?-核苷酸。 （2）内切核酸酶 内切酶特异地水解多核苷酸内部各键，是特异性强的磷酸二酯酶。 如牛胰核酸酶作用于嘧啶核苷酸的磷酸二酯键，生成嘧啶核苷-3?-磷酸或末端为嘧啶核苷-3?-磷酸的寡核苷酸。 牛胰核酸酶专一作用于RNA，对DNA及其它磷酸二酯化合物不作用或作用活性很低。 牛胰RNase具有高度热稳定性。许多RNAase也都是如此。牛胰RNase(RNaseⅠ)是最早分离纯化并结晶的第一个RNase，由124个氨基酸组成。 2.脱氧核糖核酸酶 脱氧核糖核酸酶专一水解DNA，作用方式作为内切酶，切断双链或单链，作为外切酶有5?→3?切割或3?→5?切割。 例如牛胰脱氧核糖核酸酶(DNase Ⅰ)，可切割双链和单链DNA，产物为5?-磷酸为末端的寡核苷酸；牛脾脱氧核糖核酶(DNaseⅡ)降解DNA产生3?-磷酸为末端的寡核苷酸。 未发现有碱基专一性DNase，但有序列专一性，即限制性内切酶(restriction endonuclease)。 限制性内切酶 1979年，W. Arber, H. Smith和D. Nathans等发现某些细菌细胞内存在一类能识别一定序列并水解外源双链DNA的内切核酸酶。 限制性内切酶是细菌中产生的具有高度专一性的DNA内切酶，能识别双链DNA分子上特定的位点，将两条链切断，形成粘性末端或平末端，又称为限制性内切酶(restriction endonuclease)或限制酶(restriction enzyme)，是DNA分子操作中必不可少的工具酶。 细菌除具有限制酶外，还具有一种对自身DNA起修饰作用的甲基化酶。一种限制酶和其相应的修饰酶对底物DNA的识别和作用的部位是相同的。修饰酶使该