Puriinisynteesi

päivitetty viimeksi 4. helmikuuta 2021 Sagar Aryal

puriininukleotidien synteesissä on kaksi reittiä:

1. De Novo-synteesireitti ja
2. Pelastusreitti.

puriinin de novo-synteesi

puriininukleotidin de novo-synteesillä tarkoitetaan fosforiboosin, aminohappojen, yhden hiiliyksikön ja CO2: n käyttämistä raaka-aineina puriininukleotidin syntetisoimiseksi alusta alkaen. Se on nukleotidien tärkein synteesireitti.

sijainti

Puriinisynteesiä esiintyy kaikissa kudoksissa. Puriinisynteesin pääpaikka on maksassa ja vähäisessä määrin aivoissa.

• substraatit: riboosi-5-fosfaatti; glysiini; glutamiini; H2O; ATP; CO2; aspartaatti.
• tuotteet: GMP; amp; glutamaatti; fumaraatti; H2O.

yleiskatsaus

• riboosi-5-fosfaatti (pentoosifosfaattireitin mukaisesti) muunnetaan Prpp-syntetaasin avulla PRPP: ksi (Fosforibosyylipyrofosfaatiksi) vaiheessa, joka vaatii yhden ATP: n.
• prosessin sitoutuneessa vaiheessa prpp: hen lisätään α-aminoryhmä glutamiinista muodostaen 5-fosforibosyyliamiinia. Tätä reaktiota katalysoi glutamiini PRPP-amidinotransferaasi.
• yhdeksän reaktion sarjassa muodostuu IMP (inosiini-5′ – monofosfaatti).
• IMP voidaan tämän jälkeen muuttaa joko GMP: ksi IMP-dehydrogenaasin avulla tai amp: ksi adenylosukkinaattisyntetaasin avulla .

reitin reaktiot

(1) puriiniemäs syntetisoidaan riboosiosassa.

(a) 5′-Fosforibosyyli-1′ – pyrofosfaatti (PRPP), josta muodostuu riboosiosa, reagoi glutamiinin kanssa muodostaen fosforibosyyliamiinia. Tämä puriinin biosynteesin ensimmäinen vaihe tuottaa Puriinirenkaan N9: ää ja sitä estävät AMP ja GMP.

(b) kasvavaan puriinin esiasteeseen lisätään koko glysiinimolekyyli. Sitten C8 lisätään formyyli-FH4: llä, N3: lla glutamiinilla, C6: lla CO2: lla, N1: llä aspartaatilla ja C2: lla formyyli-FH4: llä.

(C) syntyy IMP, joka sisältää emäksisen hypoksantiinin. IMP pilkkoutuu maksassa. Sen vapaa emäs eli nukleosidi kulkeutuu eri kudoksiin, joissa se muuntuu nukleotidiksi.

(2) IMP on sekä AMP: n että GMP: n esiaste.

(a)jokainen tuote säätelee takaisinkytkennän estolla omaa synteesiään IMP-haarapisteestä sekä estää reitin alkuvaiheen.

(b) AMP ja GMP voidaan fosforyloida trifosfaattitasolle.

(C) nukleotiditrifosfaatteja (ATP ja GTP) voidaan käyttää energiaa vaativissa prosesseissa tai RNA-synteesissä.

(3) riboosiosan pelkistyminen deoksiriboosiksi tapahtuu difosfaattitasolla ja sitä katalysoi ribonukleotidireduktaasi, joka vaatii tioredoksiiniproteiinia.

(a) kun difosfaatit fosforyloidaan, DNA-synteesissä voidaan käyttää dATP: tä ja dGTP: tä.

(4) puriiniemäkset voidaan pelastaa ja muuntaa vapaiden emästen, nukleotidien ja nukleosidien välillä reaktiosarjalla.

tärkeät entsyymit ja säätely

• prpp-syntetaasi: amp: n, IMP: n ja GMP: n Inhiboima.
• glutamiini PRPP amidinotransferaasi: AMP, IMP ja GMP estävät sitä.
• IMP dehydrogenaasi: GMP inhiboi.
• Adenylosukkinaattisyntetaasi: amp: n estämä.

farmakologiset estäjät

vaikka ei ole osoitettu, tetrahydrofolaatti osallistuu kahteen de novo-puriinisynteesin reaktioon. Foolihappoanalogit, kuten metotreksaatti, estävät tetrahydrofolaatin muodostumista ja häiritsevät siten puriinisynteesiä.

puriinin Pelastusreitti

pelastusreitti on reitti, jossa nukleotideja syntetisoidaan välituotteista nukleotidien hajoamisreitillä.

sijainti

puriinin synteesi pelastusreittien kautta tapahtuu kaikissa kudoksissa. Se on erityisen tärkeää aivoissa ja luuytimessä.

• substraatit: hypoksantiini; PRPP; guaniini; adeniini.
• tuotteet: GMP; AMP; IMP.

yleiskatsaus reitistä

• hajoaneiden nukleiinihappojen emäkset voidaan muuttaa takaisin puriininukleotideiksi pelastusreittien kautta.
• hypoksantiini voidaan yhdistää prpp: n kanssa (joka toimii riboosi-5-fosfaatin luovuttajana) muodostaen IMP: tä Hypoksantiiniguaniinifosforibosyylitransferaasin (HGPRT) katalysoimassa reaktiossa.
• IMP voidaan myöhemmin muuntaa AMP: ksi tai GMP: ksi de novo-puriinisynteesin reitin viimeisten vaiheiden kautta.
• HGPRT katalysoi myös reaktiota, jossa prpp yhdistyy guaniinin kanssa muodostaen GMP: tä.
• Adeniinifosforibosyylitransferaasi muuntaa adeniinin ja PRPP: n AMP: ksi.

Important enzymes and Regulation

• HGPRT: Inhibited by IMP and GMP.
• Adeniinifosforibosyylitransferaasi: AMP: n estämä.

Associated Disease

Hgprt: n puutos johtaa Lesch-nyhanin oireyhtymään, jolle on ominaista itsensä silpominen ja keskushermoston heikkeneminen.

Puriinisynteesin merkitys

1. puriinit toimivat nukleiinihappojen rakennusaineina.
2. ATP: llä on tärkeä rooli energiamuutoksessa.
3. ATP, ADP ja AMP voivat toimia allosteerisina säätelijöinä ja osallistua monien aineenvaihduntareittien säätelyyn.
4. ATP tarkoittaa entsyymien kovalenttista muokkaamista. tapa.
5. cGMP ovat toissijaisia viestinviejiä.
6. Pelastusreittejä käytetään RNA: n ja DNA: n hajoamisessa muodostuvien emästen ja nukleosidien talteenottoon.
7. verrattuna de novo-väylään, pelastusreitti on energiaa säästävä.
8. aivojen ja luuytimen kudoksissa pelastusreitti on nukleotidisynteesin ainoa reitti.

1. Smith, C. M., Marks, A. D., Lieberman, M. A., Marks, D. B., & Marks, D. B. (2005). Marksin basic medical biochemistry: a clinical approach. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
2. https://www.slideshare.net/hirapure/de-novo-and-salvage-pathway-of-purines
3. Rodwell, V. W., Botham, K. M., Kennelly, P. J., Weil, P. A., & Bender, D. A. (2015). Harper ’ s illustrated biochemistry (30.). New York, New York: McGraw-Hill Education LLC.
4. John W. Pelley, Edward F. Goljan (2011). Biokemia. Kolmas painos. Philadelphia: USA.