11核酸的酶促降解与核苷酸代谢-PPT精选文档
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生物化学第十章核酸的酶促降解和核苷酸代谢
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶
②腺苷酸代琥珀酸裂医解学p酶pt ④GMP合成酶
19
• 嘌呤核苷酸从头合成特点
• 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 • IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。
AMP或GMP的合成又需1个ATP。
医学ppt
20
（3）嘌呤核苷酸合成补救途径
参与补救合成的酶:
医学ppt
27
（4）. dTMP或TMP的生成
脱氧核苷酸还原酶
UDP
dUDP
CTP CDP dCDP dCMP
TMP合酶
dUMP
N5, N10-甲烯FH4
FH2
FH4 FH2还原酶 NADP+ NADPH+H+
脱氧胸苷一磷酸
dTMP
医学ppt
28
（5） 嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶 + PRPP 嘧啶磷酸核糖转移酶 磷酸嘧啶核苷 + PPi
六核苷酸，粘端切口 六核苷酸，粘端切口
Sal I
‥ ‥G T C G A C ‥‥ ‥ ‥C A G C T G ‥‥
六核苷酸，粘端切口
Sma I
‥ ‥
‥C ‥G
C G
CG GC
G C
G C
‥‥ ‥‥医学ppt
六核苷酸，平端切口 9
限制性内切酶的命名和意义
例：Eco R I，这是从大肠杆菌（Ecoli）R菌珠中分离出的一种限
AMP
AT医P学ppt ADP
21
•补救合成的生理意义
补救合成节省从头合成时的能量和一些氨 基酸的消耗。
体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进 行补救合成。
医学ppt
第十章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢精品PPT课件
如牛胰脱氧核糖核酸酶 ( DNaseⅠ），可切割 双链和单链 DNA ，产物为 5′-磷酸为末端的寡核 苷酸。
三、限制性内切酶
限制性内切酶主要是从细菌中分离得到，能识
别特定的核苷酸顺序，细菌自身的DNA序列已被甲 基化（甲基化酶），不会被水解。因此这些酶仅限 于水解外源 DNA 以保护自身，故称为“限制性” 酶。
（一）核酸外切酶
➢ 作用于核苷酸链的一端，逐个水解下核苷酸。 ➢ 是非特异性的磷酸二酯键
3’-核酸外切酶：从3’-OH 端开始，生成 5’- 单
核苷酸，如蛇毒磷酸二酯酶。 5’-核酸外切酶：从5’-OH 端开始，生成3’单核苷酸，如牛脾磷酸二酯酶。
外切核酸酶对核酸的水解位点
BBBBBBBB
5´ p
RNAase T1
Pu ：嘌呤
Py：嘧啶
牛胰核酸酶（牛胰 RNase） 作用于嘧啶核苷酸的磷酸二酯键，其专一作用
于 RNA，对 DNA 不作用。
核酸酶促水解作用部位
二、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，或切断单链，作为外切酶有 5′ 3′切割或是 3′ 5′切割。
（1）5’端凸出（如EcoR I切点）
5’-
GAATTC
-3’
3’-
CTTAAG
-5’
5’-
G AATTC
-3’
3’-
CTTAA G
-5’
（2）3’端凸出（如Pst I切点）
5’-
CTGCAG
-3’
3’-
GACGTC
-5’
5’-
CTGCA
G
-3’
3’-
G
ACGTC
-5’
三、限制性内切酶
限制性内切酶主要是从细菌中分离得到，能识
别特定的核苷酸顺序，细菌自身的DNA序列已被甲 基化（甲基化酶），不会被水解。因此这些酶仅限 于水解外源 DNA 以保护自身，故称为“限制性” 酶。
（一）核酸外切酶
➢ 作用于核苷酸链的一端，逐个水解下核苷酸。 ➢ 是非特异性的磷酸二酯键
3’-核酸外切酶：从3’-OH 端开始，生成 5’- 单
核苷酸，如蛇毒磷酸二酯酶。 5’-核酸外切酶：从5’-OH 端开始，生成3’单核苷酸，如牛脾磷酸二酯酶。
外切核酸酶对核酸的水解位点
BBBBBBBB
5´ p
RNAase T1
Pu ：嘌呤
Py：嘧啶
牛胰核酸酶（牛胰 RNase） 作用于嘧啶核苷酸的磷酸二酯键，其专一作用
于 RNA，对 DNA 不作用。
核酸酶促水解作用部位
二、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，或切断单链，作为外切酶有 5′ 3′切割或是 3′ 5′切割。
（1）5’端凸出（如EcoR I切点）
5’-
GAATTC
-3’
3’-
CTTAAG
-5’
5’-
G AATTC
-3’
3’-
CTTAA G
-5’
（2）3’端凸出（如Pst I切点）
5’-
CTGCAG
-3’
3’-
GACGTC
-5’
5’-
CTGCA
G
-3’
3’-
G
ACGTC
-5’
最新核酸的酶促降解和核苷酸代谢PPT课件
例：某组蛋白基因片段共5900bp，末端标记后用HpaII部 Mark
-
•
分酶解得到五个片段，分子量分别为：5900bp；4210bp；
•
•
3260bp；2950bp；1020bp。画出该DNA分子的物理图谱。
•
•+
1690
950 310
1930
10900bp
限制图制作方法示例：末端标记单酶切法
SV-40基因组限制性酶谱
SV-40病毒基因组限制性物理图谱
末端标记法绘制物理图谱
• 将待测DNA分子的一端用放射性同位素标记，部分酶解；
• 电泳分离，只有带同位素的片段出现在放射自显影图上；.
• 分析：放射自显影图上谱线的数目相当于完全酶解片段的数目；
相邻谱线碱基对数目之差就是两个相邻点之间这段DNA片段的大小。
核酸的酶促降解和核苷酸代谢 PPT课件
第一节 核酸的酶促降解
核酸酶 核苷酸酶 核苷磷酸解酶
核酸 核苷酸
核苷
碱基+核糖-1-P
磷酸
碱基+核糖
限制性内切酶的命名
例：Eco R I，这是从大肠杆菌（Ecoli）R菌珠中分离出的一种限制性内切酶
Eco R I
属名 种名 株名 序号
例：流感Haemophilus influengae d
根据估算，识别六核苷酸顺序的的限制酶 大约在4096（46）个硷基对长的DNA分子中 有一个切点，而通常大多数肽链的不超过 1000氨基酸残基。因此，由识别六核苷酸顺 序的的限制酶产生的DNA片段接近一个原核 生物基因的大小，这个性质使得这些限制酶 可以用于建造和克隆有用的重组DNA分子。
为了获取更大的DNA片段，可以采用限制 酶部分降解的方法，也可以选用识别8～10个 核苷酸顺序的限制酶。
生物化学第十章核酸的酶促降解和核苷酸代谢
UDP
dUDP
CTP CDP dCDP dCMP
dUMP
TMP合酶
N5, N10-甲烯FH4
FH2
FH2还原酶 FH4 NADP+ NADPH+H+
脱氧胸苷一磷酸 dTMP
精品课件
（5） 嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶 + PRPP 嘧啶磷酸核糖转移酶 磷酸嘧啶核苷 + PPi
尿嘧啶核苷 + ATP 尿பைடு நூலகம்激酶 UMP +ADP
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。
精品课件
常用的DNA限制性内切酶的专一性
酶
Alu I Bam H I
Bgl I Eco R I Hind Ⅲ
Sal I
Sma I
辨认的序列和切口
‥ ‥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
精品课件
第三节 核苷酸的生物合成
一、核糖核苷酸的合成 从头合成：是指利用磷酸核糖、氨基酸、一
碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经 过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途 径。 补救途径：是利用核酸降解或进食等从外界 补充的含氮碱基或核苷合成新的核苷酸。
精品课件
1.嘌呤核苷酸的生物合成 （1）嘌呤环上各原子的来源
一、核苷酸的降解
核苷酸酶 核苷酸磷酸化酶
核苷酸
核苷
碱基+（脱氧）戊糖
第十一章核酸的降解和核甘酸代谢PPT课件
H
-
44
胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTMP）的合成
dUDP + H2O 酯酶 dUMP + Pi dCMP + H2O 脱氨酶 dUMP + Pi
➢氨基蝶呤、氨甲蝶呤是叶酸的类似物，能与二氢 叶酸还原酶不可逆结合，阻止FH4的生成，从而抑 制FH4参与的一碳单位的转移。可用于抗肿瘤。
dUMP
胸腺嘧啶核苷酸合酶
第十一章 核酸的降解和核甘酸代谢
学习要求
◆熟悉核酸酶的类别和特点; ◆了解嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸从头合成的过
程以及最初产物; ◆了解核苷酸补救合成途径的重要意义; ◆了解核苷酸降解的过程和终产物，尿酸堆积
引起的疾病和治疗方法。
-
2
核酸的酶促降解和核苷酸代谢
第一节 核酸的酶促降解 第二节 核苷酸的分解代谢 第三节 核苷酸的合成代谢
二、嘧啶核苷酸的生物合成 从头合成途径 补救合成途径
三、脱氧核苷酸的合成
-
17
一、嘌呤核苷酸的生物合成
从头合成途径 补救合成途径
-
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（一）嘌呤核苷酸的从头合成
•定义
是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二 氧化碳等简单物质为原料，经过一系列复杂的酶 促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。
•合成部位
肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官， 其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此 合成途径。
且只能对核糖核苷起作用，对脱氧核糖核苷不 起作用。）
核苷磷酸化酶
核苷+ H3PO4 嘌呤（或嘧啶）+1-磷酸戊糖
（核苷磷酸化酶存在广泛）
-
12
二、嘌呤的降解：这是一个氧化降解过 程，不同生物降解的产物不同(肝、小 肠和肾)。
生物化学合工大第十二章核酸的酶促降解和核苷酸代谢
NH3 CO2
4
C
N3
C5
C2
C6
1
N
天冬氨酸
尿嘧啶核苷酸合成途径
嘧啶核苷酸补救合成途径（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
脱氧核苷酸的合成
1、脱氧核苷酸的合成 2、脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成
核糖核苷酸的还原反应
NADP+
（ 3´端外切3得5）
内切核酸酶对RNA的水解位点示意图
Py Pu Py Py G A C U G A
1´
p
p
p
p
p
p
p
p
p
p
OH
5´
3´
RNAase I RNAase I RNAase T1
RNAase T1
Pu ：嘌呤
Py：嘧啶
限制性内切酶
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 对所组成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列，并在此序 列的某位点水解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）。
磷酸核糖转移酶
嘌呤+PRPP
A(G)MP+PPi
嘌呤+1-P-核糖
嘌呤核苷 ATP
ADP A(G)MP
嘧啶核苷酸从头合成途径
a、嘧啶环上原子的来源 b、UMP的从头合成
c、UMP转变为CTP
CTP合成酶
UMP UDP UTP
CTP
ATP Gln H2O
嘧啶环上各原子的来源
生物化学合工大第十二章核酸的酶促降解和核苷酸代谢
甲酰THFA
甲酰甘氨咪核苷酸
IMP的 生物合成
甲酰甘氨酰胺核苷酸
甘氨酰胺核苷酸
5-氨基咪唑核苷酸 5-氨基咪唑-4-羧核苷酸
5-氨基咪唑-4-琥珀 基-甲酰胺核苷酸
次黄嘌呤核苷酸
（IMP）
5-甲酰氨基咪唑4-氨甲酰核苷酸
5-氨基咪唑-4氨甲酰核苷酸
IMP转变为GMP和AMP
嘌呤核苷酸合成补救途径（自学）
2 核苷酸的降解 3 核苷酸的合成代谢 （1）核糖核苷酸的生物合成
嘌呤核苷酸的合成：从头合成和补救途径 嘧啶核苷酸的合成：从头合成和补救途径 （2）脱氧核苷酸的生物合成 核糖核苷酸的还原 脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成
本章重点:
1. 核苷酸分解和合成的一般途径 2. 核酸限制性内切酶的催化作用特点
六核苷酸，粘端切口
Eco R I Hind Ⅲ
‥ ‥G A A T T C ‥‥ ‥ ‥C T T A A G ‥‥
‥ ‥A A G C T T‥‥ ‥ ‥T T C G A A ‥‥
六核苷酸，粘端切口 六核苷酸，粘端切口
Sal I
‥ ‥G T C G A C ‥‥ ‥ ‥C A G C T G ‥‥
O
HN
CH3
ON dR-P
二氢叶酸 还原酶
Ser羟甲基 转移酶
NADP++Gly
NADPH+H++Ser
一碳基团的 S-腺苷蛋氨酸 来源与转变
参与 甲基化反应
N5-CH2-FH4
丝氨酸 FH4
NAD+
NDAH+H+ N5 ， N10 -CH2-FH4还原酶
N5 N10 - CH2-FH4
第十一章核酸的酶促降解和核苷酸代谢
第十一章核酸的酶促降解和核苷酸代谢第一节核酸的酶促降解在生物体内，核酸经过一系列酶的作用，最终降解成CO2、水、氨、磷酸等小分子的过程称为核酸的降解代谢。
所有生物的细胞都含有与核酸代谢有关的酶类，它们可以分解细胞内的各种核酸，促进核酸的分解更新。
核酸分解代谢的中间产物在某些情况下可被再度利用。
例如，在戊糖代谢过程中，含氨碱或核苷可用来“补救”合成核苷酸等。
核酸与核苷酸的分解可简单表示如下：核酸核苷酸嘌呤嘧啶1-磷酸戊糖H2O核酸是由许多核苷酸以3′, 5′-磷酸二酯键连接而成的大分子。
核酸降解的第一步是由多种降解核酸的酶协同作用，水解连接核苷酸之间的磷酸二酯键，形成分子量较小的寡核苷酸和单核苷酸。
生物体内降解核酸的酶很多，其作用专一性各不相同。
作用于核酸磷酸二酯键的酶称为核酸酶(nuclease)。
水解核糖核酸的酶称为核糖核酸酶(RNase)：水解脱氧核糖核酸的酶称为脱氧核糖核酸酶(DNase)。
一、核酸外切酶核酸外切酶作用于核酸链的末端，将核苷酸逐个地水解下来。
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的称为核糖核酸外切酶；有些核酸外切酶既可作用于RNA，又可作用于DNA，如蛇毒磷酸二酯酶是从多核苷酸链的游离3′-羟基端开始，逐个水解下5′-核苷酸；而牛脾磷酸二酯酶则相反，是从游离的5′-羟基端开始，逐个水解下3′-核苷酸。
二、核酸内切酶能催化核酸分子内部磷酸二酯键水解的酶称为核酸内切酶。
核酸内切酶的专一性也不同，有的只作用于DNA，有的只作用于RNA，有的可同时作用于DNA 和RNA。
有的核酸内切酶只对碱基是专一的，如牛胰核酸酶只水解嘧啶核苷酸的磷酸二酯键(图10-1a处)，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(图10-1)。
有些核酸内切酶要求专一的碱基顺序，如限制性内切酶。
嘧啶鸟嘌呤腺嘌呤嘧啶嘧啶鸟嘌呤图10-1 牛胰核酸酶的水解位置第二节核酸的降解一、核苷酸的降解在生物体内，核苷酸在核苷酸酶(nucleosidase)的催化下，水解生成核苷和磷酸：核苷酸+ H2核苷 + 磷酸核苷酸酶核苷经核苷酶(nucleosidase)作用分解为含氮碱和戊糖。
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限制性内切酶
相应的修饰酶对底物DNA的识别和作用的部位是
即限制性内切酶。
核酸酶 限制性内切酶
概念：具有极高的专一性，能识别DNA双
螺旋中4-8个碱基对所组成的特异的回文序列， 并在此序列的某位点水解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
核苷酸的分解代谢
核苷酸的生物合成
小 结
（ristriction endonuclease）。
11.1
制图谱、进行DNA序列测定和基因分离、基因体外重组等 研究中不可缺少的“工具酶”，是一把天赐的神刀，用来 解剖纤细的DNA分子。
小 结
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
细菌如何避免自我降解
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(即修饰酶)。一种限制酶和其
核酸酶
Pu ： 嘌呤 purine
Py：嘧啶pyrimidine
内切核酸酶对RNA的水解位点示意图
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
11.1.1 核酸酶
四、脱氧核糖核酸酶：
作用方式：内切酶(切断单链或双链)
外切酶(5´→3´切割或3´→5´切割)
核酸酶
限制性内切酶
核苷酸的分解代谢
专一性：专一水解DNA
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
11.1.2 限制性内切酶
分类：可分三类，Ⅰ类和Ⅲ类兼有限制 和修饰功能，其中Ⅰ类切割位点和识别位
核酸酶 限制性内切酶
点不同，目前在重组技术中基本不用。 Ⅱ类只具有限制性切割活性，识别和切
核苷酸的分解代谢
核苷酸的生物合成
割位点相同且专一特定，在重组技术中应
用广泛。
核酸酶
限制性内切酶
B
B
B
B
B
B
B
3´
OH
核苷酸的分解代谢
5´
5´
核苷酸的生物合成
小 结
牛脾磷酸二酯 酶（ 5´端外切5得
3）, 主要得 3´核苷酸。
蛇毒磷酸二酯 酶（ 3´端外切3得
5）, 主要得 5´核苷酸。
※外切核酸酶对核酸(DNA或RNA)的水解位点示意图
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
小 结
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
核酸酶 限制性内切酶
核苷酸的分解代谢
核苷酸的生物合成
小 结
Байду номын сангаас
常用的DNA限制性内切酶的专一性
酶 辨认的序列和切口
‥ ‥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 ‥‥
目前还没有发现碱基专一性，但有序列专一性，即 限制性内切酶。
核苷酸的生物合成
小 结
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
11.1.2 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，
③ ②
小 结
11
核酸的酶促降解和核苷酸代谢
概 述
概 述
核酸的酶促降解
核苷酸的分解代谢
核苷酸的生物合成
小 结
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
11.1.1 核酸酶
一、分类：
脱氧核糖核酸酶(DNase)
核酸酶
限制性内切酶
（1）按底物专一性分 核糖核酸酶(RNase) 非特异性核酸酶
核苷酸的分解代谢
说明 四核苷酸，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
Alu I Bam H I Bgl I Eco R I
‥ ‥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 ‥‥
11.1.1 核酸酶
三、内切核酸酶：内切核酸酶是特异性的磷酸二酯酶
Py 3´
p p p p p p p p p p
Pu
Py
Py
G
C
C
U
G
A 3´
OH
核酸酶
限制性内切酶
核苷酸的分解代谢
5´
RNase I RNase T1 (曲霉中分离)
5´
RNase T1
核苷酸的生物合成
小 结
RNase I (牛胰核酸酶)
11
概 述
核酸的酶促降解和核苷酸代谢
本 章 重 点
核酸的酶促降解
1、核酸酶的类别和特点(一般介绍) 2、核苷酸的生物合成(重点)
核苷酸的分解代谢
核苷酸的生物合成
小 结
3、核苷酸分解代谢(重点)
11
核酸的酶促降解和核苷酸代谢
概 述
概 述
食物中核酸的吸收利用：
食物中的核酸通常以核蛋白的形式存在。核蛋白在胃中受胃酸 作用，分解为核酸和蛋白质。 核酸在小肠中由一系列的核酸酶催化水解，最后水解产生磷酸、 戊糖和含氮碱基，被消化吸收利用
小肠
进一步降解
核酸酶（磷酸二酯酶） 核苷酸酶（磷酸单酯酶）
核酸的酶促降解
核苷酸
小肠
核苷酸的分解代谢
核苷
小肠
小 结
核苷酸的生物合成
核苷水解酶 (或核苷磷酸化酶)
磷酸
嘌呤 或嘧啶
戊糖
(戊糖-1-磷酸))
食物中核酸的吸收利用示意图
11
核酸的酶促降解和核苷酸代谢
概 述
概 述
核酸的酶促降解
核苷酸的分解代谢
核苷酸的生物合成
核苷酸的生物合成
（2）按切割位点分
核酸内切酶 核酸外切酶 水解5’-磷酸酯键(生成3’-磷酸核苷)
小 结
（3）按作用键分
水解3’-磷酸酯键(生成5’-磷酸核苷)
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
11.1.1 核酸酶
二、外切核酸酶：外切核酸酶是非特异性的磷酸二酯酶
B
3´
p p p p p p p p
Hind Ⅲ
Sal I Sma I
六核苷酸，平端切口
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
限制性内切酶的命名和意义
命名：例：Eco R I，大肠杆菌（Ecoli）R菌珠中
的一种限制性内切酶
核酸酶 限制性内切酶
Eco R I
核苷酸的分解代谢
属名 种名 株名 序号
核苷酸的生物合成
意义：限制性内切酶是分析染色体结构、制作DNA限
核酸的酶促降解
核苷酸的分解代谢
同时，在生物体内，各种核苷酸还可以从头合成。
因此，对于健康人来说，只要膳食结构合理，一般是不存在核酸缺 乏症的。
核苷酸的生物合成
细胞内核酸的酶促降解：
对外源DNA或RNA进行识别和降解；
自身遗传物质的代谢。
小 结
11
核酸的酶促降解和核苷酸代谢
概 述
胃
概 述
核蛋白
蛋白质 核酸
相应的修饰酶对底物DNA的识别和作用的部位是
即限制性内切酶。
核酸酶 限制性内切酶
概念：具有极高的专一性，能识别DNA双
螺旋中4-8个碱基对所组成的特异的回文序列， 并在此序列的某位点水解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
核苷酸的分解代谢
核苷酸的生物合成
小 结
（ristriction endonuclease）。
11.1
制图谱、进行DNA序列测定和基因分离、基因体外重组等 研究中不可缺少的“工具酶”，是一把天赐的神刀，用来 解剖纤细的DNA分子。
小 结
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
细菌如何避免自我降解
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(即修饰酶)。一种限制酶和其
核酸酶
Pu ： 嘌呤 purine
Py：嘧啶pyrimidine
内切核酸酶对RNA的水解位点示意图
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
11.1.1 核酸酶
四、脱氧核糖核酸酶：
作用方式：内切酶(切断单链或双链)
外切酶(5´→3´切割或3´→5´切割)
核酸酶
限制性内切酶
核苷酸的分解代谢
专一性：专一水解DNA
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
11.1.2 限制性内切酶
分类：可分三类，Ⅰ类和Ⅲ类兼有限制 和修饰功能，其中Ⅰ类切割位点和识别位
核酸酶 限制性内切酶
点不同，目前在重组技术中基本不用。 Ⅱ类只具有限制性切割活性，识别和切
核苷酸的分解代谢
核苷酸的生物合成
割位点相同且专一特定，在重组技术中应
用广泛。
核酸酶
限制性内切酶
B
B
B
B
B
B
B
3´
OH
核苷酸的分解代谢
5´
5´
核苷酸的生物合成
小 结
牛脾磷酸二酯 酶（ 5´端外切5得
3）, 主要得 3´核苷酸。
蛇毒磷酸二酯 酶（ 3´端外切3得
5）, 主要得 5´核苷酸。
※外切核酸酶对核酸(DNA或RNA)的水解位点示意图
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
小 结
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
核酸酶 限制性内切酶
核苷酸的分解代谢
核苷酸的生物合成
小 结
Байду номын сангаас
常用的DNA限制性内切酶的专一性
酶 辨认的序列和切口
‥ ‥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 ‥‥
目前还没有发现碱基专一性，但有序列专一性，即 限制性内切酶。
核苷酸的生物合成
小 结
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
11.1.2 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，
③ ②
小 结
11
核酸的酶促降解和核苷酸代谢
概 述
概 述
核酸的酶促降解
核苷酸的分解代谢
核苷酸的生物合成
小 结
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
11.1.1 核酸酶
一、分类：
脱氧核糖核酸酶(DNase)
核酸酶
限制性内切酶
（1）按底物专一性分 核糖核酸酶(RNase) 非特异性核酸酶
核苷酸的分解代谢
说明 四核苷酸，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
Alu I Bam H I Bgl I Eco R I
‥ ‥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 ‥‥
11.1.1 核酸酶
三、内切核酸酶：内切核酸酶是特异性的磷酸二酯酶
Py 3´
p p p p p p p p p p
Pu
Py
Py
G
C
C
U
G
A 3´
OH
核酸酶
限制性内切酶
核苷酸的分解代谢
5´
RNase I RNase T1 (曲霉中分离)
5´
RNase T1
核苷酸的生物合成
小 结
RNase I (牛胰核酸酶)
11
概 述
核酸的酶促降解和核苷酸代谢
本 章 重 点
核酸的酶促降解
1、核酸酶的类别和特点(一般介绍) 2、核苷酸的生物合成(重点)
核苷酸的分解代谢
核苷酸的生物合成
小 结
3、核苷酸分解代谢(重点)
11
核酸的酶促降解和核苷酸代谢
概 述
概 述
食物中核酸的吸收利用：
食物中的核酸通常以核蛋白的形式存在。核蛋白在胃中受胃酸 作用，分解为核酸和蛋白质。 核酸在小肠中由一系列的核酸酶催化水解，最后水解产生磷酸、 戊糖和含氮碱基，被消化吸收利用
小肠
进一步降解
核酸酶（磷酸二酯酶） 核苷酸酶（磷酸单酯酶）
核酸的酶促降解
核苷酸
小肠
核苷酸的分解代谢
核苷
小肠
小 结
核苷酸的生物合成
核苷水解酶 (或核苷磷酸化酶)
磷酸
嘌呤 或嘧啶
戊糖
(戊糖-1-磷酸))
食物中核酸的吸收利用示意图
11
核酸的酶促降解和核苷酸代谢
概 述
概 述
核酸的酶促降解
核苷酸的分解代谢
核苷酸的生物合成
核苷酸的生物合成
（2）按切割位点分
核酸内切酶 核酸外切酶 水解5’-磷酸酯键(生成3’-磷酸核苷)
小 结
（3）按作用键分
水解3’-磷酸酯键(生成5’-磷酸核苷)
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
11.1.1 核酸酶
二、外切核酸酶：外切核酸酶是非特异性的磷酸二酯酶
B
3´
p p p p p p p p
Hind Ⅲ
Sal I Sma I
六核苷酸，平端切口
11.1
概 述 核酸的酶促降解
核酸的酶促降解
限制性内切酶的命名和意义
命名：例：Eco R I，大肠杆菌（Ecoli）R菌珠中
的一种限制性内切酶
核酸酶 限制性内切酶
Eco R I
核苷酸的分解代谢
属名 种名 株名 序号
核苷酸的生物合成
意义：限制性内切酶是分析染色体结构、制作DNA限
核酸的酶促降解
核苷酸的分解代谢
同时，在生物体内，各种核苷酸还可以从头合成。
因此，对于健康人来说，只要膳食结构合理，一般是不存在核酸缺 乏症的。
核苷酸的生物合成
细胞内核酸的酶促降解：
对外源DNA或RNA进行识别和降解；
自身遗传物质的代谢。
小 结
11
核酸的酶促降解和核苷酸代谢
概 述
胃
概 述
核蛋白
蛋白质 核酸