生物化学第九章

蛇毒磷酸二酯酶
（ 3´端外切
双链核酸外切酶：核酸外切酶 III（ExoIII）,特异
性地从3‘ 端外切
双链核酸外切酶：l 核酸外切酶（ lExo）,特异
性地从5‘ 端外切
单链核酸外切酶：核酸外切酶VII（ExoVII）
Bal31核酸酶单链内切双链外切的核酸酶
二、限制性内切酶
细菌细胞内存在的一类能识别一定特异序 列并水解外源DNA的一类酶称为限制性内切酶 （ristriction endonuclease）。
用途不大。
限制性核酸内切酶的类型
主要特性
I型
II 型
III 型
限制修饰 蛋白结构
多功能 异源三聚体
单功能 同源二聚体
双功能 异源二聚体
辅助因子 ATP Mg2+ SAM
Mg2+ ATP Mg2+ SAM
识别序列
TGAN8TGCT AACN6GTGC
旋转对称序列 GAGCC CAGCAG
切割位点 距识别序列1kb处识别序列内或附近 距识别序列下游
一、核糖核苷酸的生物合成
1、嘌呤核苷酸的生物合成
(1) 从头合成途径 (2) 补救途径
2、嘧啶核苷酸的生物合成
(1) 从头合成途径 (2) 补救合成途径(自学)
1、嘌呤环上各原子的来源
来自CO2
来自天冬氨酸
来自甘氨酸
来自“甲酸盐”
来自“甲酸盐”
来自谷氨酰胺的酰胺氮
5-磷酸核糖焦磷酸
甘氨酸
5-磷酸 核糖胺
1970年，Smith和Wilcox从流感嗜血杆菌中分离纯化 了第一个II型限制性核酸内切酶Hind II。
限制性核酸内切酶的类型
1. I型限制性内切酶
首先由M. Meselson和R. Yuan在1968年从 大肠杆菌 B株和 K株分离的。
如 EcoB和 EcoK。 （1）识别位点序列
未甲基化修饰的特异序列。
-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’
3. III类限制性内切酶
在完全肯定的位点切割DNA，但反应 需要ATP、 Mg2+和SAM（S-腺苷蛋氨 酸）。
EcoP1: AGACC EcoP15: CAGCAG
随机性切割
特异性切割
24-26bp处
限制性核酸内切酶的命名
限制性核酸内切酶的命名
属名
种名 株名
Haemophilus influenzae d 嗜血流感杆菌d株
H i n d III H i n d III
同一菌株中所含的多个不同的限制性核酸内切酶
限制酶前面要带上R（Restriction)， 修饰酶前面要带上M（Modification）。
EcoB： TGA(N)8TGCT EcoK：AAC(N)6GTGC
（2）切割位点
在距离特异性识别位点约1000—1500 bp 处随机切开一条单链。
Recognize site
cut
（3）作用机理
1-1.5kb
需ATP、Mg2+和SAM（S-腺苷蛋氨酸）。
2. II类限制性内切酶 首先由H.O. Smith和K.W. Wilcox在1970 年从流感嗜血菌中分离出来。 分离的第一个酶是Hind Ⅱ
甲酰THFA
IMP的 生物 合成
甲酰甘氨咪核苷酸
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
一、核 酸 酶
1、核酸酶的分类
（1）根据对底物的 专一性分为
核糖核酸酶(RNase) 脱氧核糖核酸酶(DNase)
非特异性核酸酶
核酸内切酶 （2）根据切割位点分为 核酸外切酶
2、核酸酶的作用特点
外切核酸酶对核酸的水解位点
BBBBBBBB
5´ p
p
p
p
p
p
p
p
OH 3´
牛脾磷酸二酯酶
（ 5´端外切
蛋白质
核酸(RNA与DNA)
(磷酸二酯酶) 胰核酸酶
单核苷酸
RNA酶 DNA酶
(磷酸单酯酶) 胰、肠核苷酸酶
排出，很 少利用
磷酸
核苷
(水解或磷酸解) 核苷酶
核酸的消化
碱基
戊糖或磷酸戊糖
第一节 核酸的酶促降解
核酸酶
核苷酸酶 核苷磷酸化酶
核酸 核苷酸
核苷
碱基+戊糖-1-P
磷酸
一ห้องสมุดไป่ตู้核酸酶
二、限制性内切酶
磷酸核糖转移酶
嘌呤+PRPP
第二节 核苷酸的降解
核苷酸酶 核苷磷酸化酶
核苷酸
核苷
碱基+（脱氧）戊糖-1-P
磷酸
一、嘌呤的降解
二、嘧啶的降解
嘌 呤 的 分 解
嘧 啶 的 分 解
第三节 核苷酸的合成代谢
一、核糖核苷酸的生物合成 二、脱氧核糖核苷酸的生物合成
三、单核苷酸转变成核苷二磷酸和核苷 三磷酸（自学）
四、各种核苷酸的相互转变
（1）识别位点序列
未甲基化修饰的双链DNA上的特殊靶序 列（多数是回文序列）。 与DNA的来源无关。
（2）切割位点
识别位点处。
切开双链DNA。形成粘性末端（sticky end）或平齐末端（blunt end）。如：
EcoR I 5’-GAATTC-3’ 3’-CTTAAG-5’
Pst I 5’-CTGCAG-3’ 3’-GACGTC-5’
EcoR V 5’-GATATC-3’ 3’-CTATAG-5’
产生平齐末端
产生粘性末端
（3）粘性末端（sticky ends，cohensive ends） 含有几个核苷酸单链的末端。
分两种类型： ① 5’端凸出（如EcoR I切点）
5’-
GAATTC
-3’
3’-
CTTAAG
-5’
5’-
G AATTC
宿主的限制和修饰现象
大肠杆菌B
4×10 — 4
1 1
大肠杆菌K
10 — 4
E.O.P 成斑率 efficiency of plating
50年代初发现了由寄主控制的限制和修饰现象
酶切位点 不被修饰
噬菌体DNA 被切割
酶切位点 被修饰
基因组DNA 不被切割
限制—修饰的酶学假说
1968年，Meselson 和Yuan发现了I型限制性核酸内切 酶；
第九章 核酸的降解与核苷酸代谢
本章重点与难点 重点：了解核酸的酶促降解及核苷酸合成 与分解途径特点，掌握嘌呤环、嘧啶环的 原子来源；了解核苷酸水解酶类，特别是 限制性内切酶作用的特点。 难点：嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸合成途径 异同点，不同种类的生物分解嘌呤碱的终 产物。
第一节 核酸的酶促降解
食物核蛋白