Біосинтез пуринових нуклеотидів

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Ферментні системи організму людини і тварин здатні до синтезу нуклеотидних

структур на основі біомолекул-попередників. У процесі біосинтезу пуринових

нуклеотидів беруть участь молекули амінокислот (гліцину, аспартату та глутаміну)

та каталітично активні одновуглецеві групи у формі похідних тетрагідрофолату

(Н 4 -фолату) і активного СО2, що приєднуються безпосередньо до пентозної части-

ни нуклеотиду - рибозо-5-фосфату. Реакції біосинтезу ІМФ Послідовність ферментативних реакцій, що призводять до утворення ІМФ, є

такою (1) взаємодія á-D-рибозо-5-фосфату з АТФ з утворенням 5-фосфорибозил-1-

пірофосфату (ФРПФ); (2) взаємодія ФРПФ із глутаміном з утворенням 5-фосфорибозиламіну; (3) взаємодія 5-фосфорибозиламіну з гліцином з утворенням гліцинамід- рибозил-5-фосфату (ГАР); (4) взаємодія ГАР з активною формою з утворенням форміл-ГАР; (5) взаємодія форміл-ГАР з глутаміном (донором аміногрупи) з утворенням формілгліцинамідино-рибозил-5-фосфату (форміл-ГАМ);

(6) взаємодія форміл-ГАМ з АТФ із замиканням імідазольного кільця, тобто

утворенням сполуки, що містить п’ятичленне кільце пуринового циклу — аміно-

імідазол-рибозил-5-фосфату (АІР); (7) карбоксилювання АІР з утворенням аміноімідазолкарбоксилат-рибозил- 5-фосфату (АІКР); (8) взаємодія АІКР із аспартатом (донором аміногрупи) з утворенням проміжної сполуки аміноімідазолсукцинілкарбоксамід-рибозил-5-фосфату (АІCКР);

(9) розщеплення АІСКР з елімінацією фумарату та утворенням аміноіміда-

золкарбоксамід-рибозил-5-фосфату (АІКАР); (10) формілювання АІКАР за -групи N10-форміл-Н4-фолату з утворенням формамідоімідазолкарбоксамід-рибозил-5-фосфату (ФАІКАР); (11) дегідратація та циклізація ФАІКАР з утворенням першого пуринового

нуклеотиду — інозинмонофосфорної (інозинової кислоти, ІМФ).

Утворення АМФ та ГМФ Інозинмонофосфат є попередником в утворенні інших пуринових рибонуклеотидів — аденозинмонофосфату (АМФ) та гуанозинмонофосфату (ГМФ). Синтез АМФ здійснюється шляхом таких реакцій:1) заміщення кисню при С-6 пурину на аміногрупу, донором якої є аспарагінова кислота; проміжний продукт реакції — аденілосукцинат, утворення якогопотребує хімічної енергії у формі макроергічного зв’язку ГТФ;2) розщеплення аденілосукцинату з вивільненням фумарату та утворенням

аденозин-5'-монофосфату. Синтез ГМФ відбувається також у дві стадії: 1) окислення вуглецю (С-2) в кільці пурину з утворенням ксантилової кислоти (ксантозин-5' монофосфату); реакція потребує наявності НАД+ як акцептора водню;_ _ Синтез пуринових нуклеотидів регулюється за принципом негативного зворотного зв’язку — кінцеві продукти біосинтетичного шляху

(АМФ, ГМФ, АТФ, ГТФ) гальмуют певні ферментативні реакції їх утворення. Враховуючи біологічну важливість для самого існування клітини координованого синтезу нуклеотидів як попередників в

утворенні ДНК і РНК, контроль їх кількісного складу здійснюється на декількох регуляторних ділянках.

1. Контроль ранньої стадії син-тезу пуриннуклеотидів реалізується двома механізмами:

1.1. Шляхом зменшення при дії

АМФ та ГМФ активності ферменту,

що перетворює á-D-рибозо-5-фосфат

на 5-фосфорибозил-1-пірофосфат (ФРПФ) — 5-фосфорибозил-1-пірофосфат-

синтетази. 1.2. Шляхом інгібірування при дії ІМФ, АМФ та ГМФ активності регуляторногоалостеричного ферменту, що перетворює ФРПФ на 5-фосфорибозиламін — глутамін-ФРПФ-амідотрансферази; це — найважливіший пункт контролю

швидкості всього біосинтетичного шляху. 2. Контроль пункту розгалуження в синтезі пуриннуклеотидів, тобто перетворення ІМФ на АМФ та ГМФ відбувається за такими механізмами: 2.1. АМФ гальмує власне утворення з ІМФ шляхом інгібірування активності ферменту аденілосукцинатсинтетази, який перетворює ІМФ на аденілосукцинат; 2.2. ГМФ гальмує власне утворення з ІМФ шляхом інгібірування ферменту ІМФ-дегідрогенази, який перетворює ІМФ на ксантозинмонофосфат.

2.3. АТФ та ГТФ є джерелами метаболічної енергії для синтезу один одного:

АТФ необхідний для перетворення ІМФ на ГМФ (та ГТФ), тоді як ГТФ необхід-

ний для перетворення ІМФ на АМФ (та АТФ); тому збільшення (зменшення)

концентрації кожного з нуклеозидтрифосфатів призводить до відповідних змін у

швидкості утворення іншого нуклеозидтрифосфату, що забезпечує їх коорди-

нований синтез.

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману