脱氧核糖核酸酶

脱氧核糖核酸由成千上万个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的一类核酸。

因含脱氧核糖而得名,简称DNA(见彩图)。

它是染色体的主要成分。

此外，真核生物的线粒体和叶绿体中也含有DNA，原核生物的质粒全由DNA构成。

在不含核糖核酸(RNA)的病毒和噬菌体中，其核酸都是DNA。

除了RNA病毒和噬菌体外，DNA是所有生物的遗传物质基础。

生物体亲子之间的相似性和继承性即所谓遗传信息都贮存在DNA分子中。

1944年O.T.埃弗里等人从带荚膜光滑菌落的?型肺炎球菌抽提出DNA,加到不带荚膜粗糙菌落的肺炎球菌培养基中，使后者转化为带荚膜光滑菌落的?型肺炎球菌，并证明这种转化能力不能为蛋白水解酶或核糖核酸酶破坏，但若用脱氧核糖核酸酶处理，就失去转化能力。

1952年A.D.赫尔希和M.蔡斯用同位素分别标记(32P标记DNA,35S标记蛋白质)的T2噬菌体感染大肠杆菌，发现只有DNA进入细菌体内,蛋白质则留在体外。

新生成的噬菌体也只含有32P而不带35S，进一步证实DNA是遗传信息的载体。

大小和形状最小的如病毒和噬菌体DNA，分子量d也在百万以上，大肠杆菌的DNA分子量为2.5×109,人的DNA为1.5×1012。

DNA的大小还可以所含碱基对数目和分子长度来表示，如猴肾病毒40的DNA含有5100碱基对,其分子长为1.7微米,即长度为1微米的DNA相当于3000碱基对,其分子量为3000×660或2×106(每一碱基对分子量以660计)。

DNA分子大多是线性，不分枝,如真核生物染色体中的DNA;有些是环状分子,如大肠杆菌的DNA，线粒体DNA，叶绿体DNA和一些病毒DNA等。

绝大多数DNA是双链,只有少数噬菌体和病毒DNA是单链，如ΦX174的DNA是环状单链分子。

碱基组成由脱氧腺苷酸、脱氧鸟苷酸、脱氧胸苷酸和脱氧胞苷酸等脱氧核苷酸所组成。

其中腺、鸟即腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G);胸、胞即胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。

脱氧核糖核酸酶活力检测方法编制说明（征求意见稿）一、任务来源本国家标准的制定任务列入国家标准化管理委员会《二О一五年国家标准制修订项目》，项目编号“-T-424”。

本项任务由中国标准化研究院提出并归口，定于2016年完成。

本标准起草工作组由中国标准化研究院、浙江工商大学、河北农业大学等单位共同组成。

二、标准制定的背景及意义核酸分解的第一步是水解核苷酸之间的磷酸二酯键，在高等动植物中都有作用于磷酸二酯键的核酸酶，其本质是蛋白质。

不同来源的核酸酶，其专一性、作用方式都有所不同。

有些核酸酶只能作用于核糖核酸（RNA），称为核糖核酸酶（RNase），有些核酸酶只能作用于脱氧核糖核酸（DNA），称为脱氧核糖核酸酶（DNase），核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶统称为核酸酶（Nuclease）。

脱氧核糖核酸酶是将单链或双链DNA同等程度地随机分解，生成具有5'-P 末端寡核苷酸的脱氧核糖核酸内切酶。

脱氧核糖核酸酶具有重要的功能，目前主要用途包括制备不含DNA的RNA样品；RT-PCR反应前RNA样品中去除基因组DNA等可能的DNA污染；体外T7, T3, SP6等RNA Polymerases催化的RNA 转录后去除DNA模板；DNase I Foot printing研究DNA-蛋白质相互作用；缺口平移（Nick translation）；产生DNA随机片段文库；细胞凋亡TUNEL检测中部分剪切基因组DNA作为阳性对照等。

脱氧核糖核酸酶I一般被认为是脱氧核糖核酸酶的典型代表，分子量约32 kDa。

由于脱氧核糖核酸酶具有重要的生理学作用，引起了国内外广泛的关注。

目前已经商业化生产和销售，但是作为脱氧核糖核酸酶的重要质量指标之一的酶的活力，根据文献调研显示相应的测定方法目前仍然没有形成统一的检测和分析标准，各生产和销售厂商对其活力的质量控制各自定义，同一种酶选用不同的活力测定方法结果显示大小差异显著。

这实际上已经成为脱氧核糖核酸酶产品可持续发展的瓶颈问题，给消费者造成了极大的不便。

生物化学酶集锦（期末考试要求）一、糖代谢1、磷酸葡萄糖激酶PEK：参与糖降解，限速酶。

AMP是PEK的变构激活剂；柠檬酸是变构抑制剂；NADH和脂肪酸也是抑制剂；PH下降时抑制PEK活性，糖降解速率降低。

相对应的糖异生酶是二磷酸果糖磷酸激酶。

2、己糖激酶：参与糖降解，将葡萄糖转化为6--磷酸葡萄糖。

高能荷抑制、高柠檬酸水平抑制。

相对应的糖异生酶为6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶。

3、丙酮酸激酶：将PEP转化为丙酮酸或草酰乙酸，参与糖降解，高能荷抑制、高乙酰辅酶A抑制。

相对应的糖异生酶为PEP羧激酶。

4、丙酮酸羧化酶：丙酮酸羧化为草酰乙酸，以生物素为辅酶，辅助因子乙酰辅酶A和镁离子。

5、丙酮酸脱氢酶系：将丙酮酸催化成乙酰辅酶A，有丙酮酸脱氢酶（E1）、二氢硫辛酸转乙酰酶（E2）和二氢硫辛酸脱氢酶（E3）含有硫胺素焦磷酸（TPP）、硫辛酸、CoASH 、FAD、NAD、Mg2+ 等 6种辅助因子。

ATP、NADH、乙酰CoA 和脂肪酸能抑制酶活性。

使E1的一个亚甲基磷酸化而失活；CoA抑制E2，NADH 抑制E3。

AMP、NAD、CoASH能别构激活酶的活性。

6、柠檬酸合酶：草酰乙酸与乙酰CoA合成柠檬酸，三羧酸循环的限速酶。

ATP、NADH和琥珀酰CoA是抑制剂；ADP是激活剂。

此外，草酰乙酸与乙酰CoA浓度对其有影响。

7、异柠檬酸脱氢酶：异柠檬酸先脱氢成草酰琥珀酸再脱羧成α--酮戍二酸。

有两种酶，一种以NAD为辅酶，另一种以NADP为辅酶。

对NAD专一的酶位于线粒体中，是三羧酸循环重要的酶。

受ＡＴＰ抑制。

8、α--酮戍二酸脱氢酶复合酶：α--酮戍二酸脱氢为琥珀酰-CoA。

由α--酮戍二酸脱氢酶、转琥珀酰酶和二氢硫辛酸脱氢酶组成。

也需要硫胺素焦磷酸（TPP）、硫辛酸、CoASH 、FAD、NAD、Mg2+ 等 6种辅助因子。

同样受到产物NADＨ、琥珀酰--CoA及ATP、ＧＴＰ的反馈抑制。

9、琥珀酰--CoA合成酶：由琥珀酰--CoA生成琥珀酰。

脱氧核糖核酸由成千上万个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的一类核酸。

因含脱氧核糖而得名，简称DNA见彩图）。

它是染色体的主要成分。

此外，真核生物的线粒体和叶绿体中也含有DNA原核生物的质粒全由DNA勾成。

在不含核糖核酸（RNA）的病毒和噬菌体中，其核酸都是DNA。

除了RNA病毒和噬菌体外，DNA是所有生物的遗传物质基础。

生物体亲子之间的相似性和继承性即所谓遗传信息都贮存在DNA分子中。

1944年O.T.埃弗里等人从带荚膜光滑菌落的？型肺炎球菌抽提出DNA加到不带荚膜粗糙菌落的肺炎球菌培养基中，使后者转化为带荚膜光滑菌落的?型肺炎球菌，并证明这种转化能力不能为蛋白水解酶或核糖核酸酶破坏，但若用脱氧核糖核酸酶处理，就失去转化能力。

1952年A.D.赫尔希和M.蔡斯用同位素分别标记（32P标记DNA,35S标记蛋白质）的T2噬菌体感染大肠杆菌，发现只有DNA进入细菌体内,蛋白质则留在体外。

新生成的噬菌体也只含有32P而不带35S,进一步证实DNA是遗传信息的载体。

大小和形状最小的如病毒和噬菌体DNA分子量d也在百万以上，大肠杆菌的DNA 分子量为2.5 X 109,人的DNA为1.5 X1012。

DNA的大小还可以所含碱基对数目和分子长度来表示，如猴肾病毒40的DNA含有5100碱基对,其分子长为1.7微米, 即长度为1微米的DNA相当于3000碱基对,其分子量为3000X 660或2X106（每一碱基对分子量以660 计）。

DNA分子大多是线性，不分枝,如真核生物染色体中的DNA有些是环状分子，如大肠杆菌的DNA线粒体DNA叶绿体DNA和—些病毒DNA等。

绝大多数DNA是双链,只有少数噬菌体和病毒DNA是单链，如①X174的DNA是环状单链分子。

碱基组成由脱氧腺苷酸、脱氧鸟苷酸、脱氧胸苷酸和脱氧胞苷酸等脱氧核苷酸所组成。

其中腺、鸟即腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G）;胸、胞即胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。

测定这 4 种碱基的克分子比也就代表了 4 种脱氧核苷酸的克分子比。

第十章 核酸的降解与核苷酸的代谢学习要求：通过本章学习，熟悉核酸的降解过程，掌握核酸酶的分类及其作用方式；了解核苷酸分解过程及不同生物嘌呤核苷酸分解代谢的区别；了解核苷酸从头合成途径的过程，掌握合成原料及嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸的合成特点，重点掌握核苷酸合成途径的调节，熟悉补救合成途径的过程和意义；熟悉核苷酸代谢与氨基酸代谢及糖代谢的相互关系；了解核苷酸代谢的有关理论对医药及生产实践的指导意义。

动物、植物和微生物都能合成各种核苷酸，因此核苷酸与氨基酸不同，不属于营养必需物质。

细胞内存在多种游离的核苷酸，它们具有多种重要的生理作用：①作为合成核酸的原料。

②ATP 在生物体内能量的贮存和利用中处于中心地位，是最重要的高能化合物。

此外，GTP 在能量利用方面也有一定作用。

③参与代谢和代谢调节。

某些核苷酸或其衍生物是重要的信息物质，如 cAMP 是多种激素作用的第二信使；cGMP 也与代谢调节有关。

④组成辅酶。

腺苷酸是辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ、辅酶A 和FAD 四种辅酶的组成成分。

⑤活化中间代谢物。

UTP 和CTP 可使代谢物NDP （核苷二磷酸）化，成为活性代谢物直接用作合成原料，如UDP-葡萄糖称为“活性葡萄糖”，是合成糖原、糖蛋白的活性原料；CDP-甘油二酯是合成磷脂的活性原料。

ATP 使蛋氨酸腺苷化生成的S-腺苷蛋氨酸（SAM ）作为甲基的直接供体，是合成肾上腺素、肌酸等物质的活性原料。

第一节 核酸的酶促降解一、核酸的降解生物组织中的核酸往往以核蛋白的形式存在，动物和异养型微生物可分泌消化酶类分解食物或体外的核蛋白和核酸。

核蛋白可分解成核酸与蛋白质，核酸由各种水解酶催化逐步水解，生成核苷酸、核苷、戊糖和碱基等，这些水解产物均可被吸收，但动物体较少利用这些外源性物质作为核酸合成的原料，进入小肠粘膜细胞的核苷酸、核苷绝大部分进一步被分解。

植物一般不能消化体外的有机物。

所有生物细胞都含有核酸代谢的酶类，能分解细胞内的各种核酸促进其更新。

7-3 核酸的物理化学性质上册P502一一一核酸的水解：所有糖苷键和磷酸酯键都能被水解。

一1一酸水解：糖苷键比磷酸二酯键易被水解，嘌呤碱糖苷键比嘧啶碱更易水解。

一2一碱水解：磷酸酯键易水解，RNA比DNA易水解，因为RNA核糖上有2‘-OH，水解过程见P502。

一3一酶水解：为水解磷酸二酯键的酶，专一水解核酸的为核酸酶。

1.核酸酶的分类：按底物专一性分为RNase（核糖核酸酶）和DNase（脱氧核糖核酸酶）。

按对底物作用方式分为内切酶（作用点在核糖核酸酶内部）和外切酶（作用点在末端）。

2.RNase：如牛胰核糖核酸酶（EC 2.7.7.16），内切酶，作用位点为嘧啶核苷（Py）-3‘-磷酸与其他核苷酸之间的连键。

3.限制性内切酶：为DNase。

剪裁DNA的工具，可用于核酸测序和基因工程。

在细菌中发现，目前已找到限制性内切酶数千种。

限制性内切酶往往与甲基化酶成对存在，自身酶作用位点的碱基被甲基化，内切酶不再降解，因而可识别和降解外源DNA。

断裂位点处常有二重旋转（轴）对称性（回文结构，正读反读相同），在特定位点两条链切断后形成粘末端或平末端。

限制性内切酶命名：如E. coRⅠ，第1个字母E(大写)，为大肠杆菌(E.coli)属名的第一个字母，第2、3两个字母co（小写）为种名头两个字母，第4个字母R，表示菌株，最后一个罗马字为该细菌中已分离这一类酶的编号。

一一一核酸的酸碱性质：核苷和核苷酸都是兼性离子，碱基和磷酸基均能解离，见P505，具有酸碱性。

由于DNA酸碱变性，使酸碱滴定曲线不可逆。

一一一核酸的紫外吸收：嘌呤环与嘧啶环具有共轭双键，核苷和核酸的吸收波段在240~290nm，最大吸收值在260nm附近（蛋白质最大吸收值280nm）。

一1一可用于测样品纯度（测吸光度A）：A260/A280比值，纯DNA应大于1.8，纯RNA应达到2.0，若样品混有杂蛋白，比值明显降低。

对于纯样品，从260nm的A值即可算出含量。