【3.7.3】核酸的水解

一、核酸的水解(Hydrolysis of Nucleic Acids)

酸、碱和酶均可导致核酸水解。

  1. 酸水解。核酸分子内的糖苷键和磷酸二酯键对酸的敏感性不同:糖苷键>磷酸酯键;嘌呤糖苷键>嘧啶糖苷键。例如,将核酸在pH1.6和室温下对水透析,或者在100℃下、在pH 2.8的溶液中存放1小时,多数嘌呤碱基即可脱落。核酸的脱嘧啶作用需要在更加剧烈的条件下进行,如使用 98%~100%甲酸,在175℃下作用2个小时,或者使用三氟乙酸在155℃下作用60~80分钟,多数嘧啶碱基才会脱落。RNA能抵抗稀释的酸;DNA在稀酸下发生脱嘌呤反应,在强酸和高温下可完全水解

  2. 碱水解。RNA特别是mRNA分子内的磷酸二酯键对碱异常敏感。在室温下,0.3 ~1mol·L-1的KOH溶液在~24个小时可将RNA完全水解,并得到2′-或3′-核苷酸的混合物。DNA对碱的作用并不敏感,其抗碱水解的生理意义在于作为遗传物质的DNA应更稳定,不易水解。而RNA(主要是mRNA)是DNA的信使,完成任务后应该迅速降解。

  3. 酶促水解。核酸可受到多种不同酶的作用而发生水解,但不同的酶对底物的专一性、水解的方式和磷酸二酯键的断裂方式是不同的,因此可以按照上述性质对有关的酶进行分类。按照底物特异性,可分为只能水解DNA的DNA酶(DNase),只能水解RNA的RNA酶(RNase)和既能水解DNA又能水解RNA的磷酸二酯酶;按照作用方式,可分为内切核酸酶和外切核酸酶;按照磷酸二酯键的断裂方式,可分为产物为5′-核苷酸的水解酶和产物为3′-核苷酸的水解酶。

二、核酸的酶水解(Enzymatic Hydrolysis of Nucleic Acids)

  1. 5′-端水解:由5′-核酸外切酶催化(5′-terminal hydrolysis: catalyzed by 5′-exonucleases)
  2. 3′-端水解:由3′-核酸外切酶(3′-terminal hydrolysis: catalyzed by 3′- exonucleases)
  3. 内部水解:由核酸内切酶催化(Internal hydrolysis: catalyzed by endonucleases)
    • 限制性内切酶(Restrictionendonucleases);
    • 核酸酶S1(NucleaseS1);
    • 核糖核酸酶H(RNase H).

参考资料

  • 南京大学 杨荣武老师 《结构生物学》课件
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