Purinsyntese

sidst opdateret den 4. februar 2021 af Sagar Aryal

der er to veje til syntese af purinnukleotider:

1. de Novo syntesevej og
2. Bjærgningsvej.

de novo syntese af purin

de novo-syntesen af purinnukleotid betyder anvendelse af phosphoribose , aminosyrer, en carbonenheder og CO2 som råmaterialer til syntetisering af purinnukleotid fra begyndelsen. Det er den vigtigste syntesevej for nukleotider.

placering

Purinsyntese forekommer i alle væv. Det vigtigste sted for purinsyntese er i leveren og i begrænset omfang i hjernen.

• substrater: Ribose-5-phosphat; glycin; glutamin; H2O; ATP; CO2; aspartat.
• produkter: GMP; AMP; glutamat; fumarat; H2O.

oversigt over vejen

• Ribose-5-phosphat (som tilvejebragt af pentose-phosphatvejen) omdannes til PRPP (Phosphoribosyl pyrophosphat) ved PRPP-syntetase i et trin, der kræver en ATP.
• i det begåede trin i processen tilsættes derefter en purpur-aminogruppe til prpp fra glutamin til dannelse af 5-phosphoribosylamin. Denne reaktion katalyseres af glutamin PRPP amidinotransferase.
• en serie på ni reaktioner resulterer i dannelsen af IMP (Inosin 5′-monophosphat).
• IMP kan derefter transformeres enten til GMP ved IMP dehydrogenase eller til AMP ved adenylosuccinatsyntetase .

reaktioner af vejen

(1) purinbasen syntetiseres på ribosedelen.

(a) 5′-Phosphoribosyl 1′-pyrophosphat (PRPP), som tilvejebringer ribosedelen, reagerer med glutamin til dannelse af phosphoribosylamin. Dette første trin i purinbiosyntese producerer N9 af purinringen og hæmmes af AMP og GMP.

(b) hele glycinmolekylet tilsættes til den voksende purinprecursor. Derefter tilsættes C8 af formyl-FH4, N3 af glutamin, C6 af CO2, N1 af aspartat og C2 af formyl-FH4.

(C) IMP, som indeholder basishypoksantin, genereres. IMP spaltes i leveren. Dens frie base eller nukleosid bevæger sig til forskellige væv, hvor det omdannes til nukleotid.

(2) IMP er forløberen for både AMP og GMP.

(a) hvert produkt regulerer ved feedbackinhibering sin egen syntese fra IMP-grenpunktet såvel som hæmmer det indledende trin i vejen.

(b) AMP og GMP kan phosphoryleres til triphosphatniveauet.

(c) nukleotidtriphosphaterne (ATP og GTP) kan anvendes til energikrævende processer eller til RNA-syntese.

(3) reduktionen af ribosedelen til deoksyribose forekommer på diphosphatniveauet og katalyseres af ribonukleotidreduktase, som kræver proteinthioredoksin.

(a) efter at diphosphaterne er phosphoryleret, kan dATP og dgtp anvendes til DNA-syntese.

(4) purinbaser kan reddes og omdannes mellem frie baser, nukleotider og nukleosider ved en række reaktioner.

vigtige regler og regler

• PRPP-syntetase: hæmmet af AMP, IMP og GMP.
• Glutamin PRPP amidinotransferase: hæmmet af AMP, IMP og GMP.
• IMP dehydrogenase: hæmmet af GMP.
• Adenylosuccinatsyntetase: hæmmet af AMP.

farmakologiske hæmmere

selvom det ikke er vist, er tetrahydrofolat involveret i to reaktioner af de novo purinsyntese. I nogle tilfælde kan det være nødvendigt at tage en lang række lægemidler, der er nødvendige for at sikre, at de ikke er i stand til at behandle dem.

purin Bjærgningsvej

en bjærgningsvej er en vej, hvor nukleotider syntetiseres fra mellemprodukter i den nedbrydningsvej for nukleotider.

placering

Purinsyntese via bjærgningsveje forekommer i alle væv. Det er især vigtigt i hjernen og knoglemarven.

• substrater: HYPOKSANTIN; PRPP; guanin; adenin.
• produkter: GMP; AMP; IMP.

oversigt over vejen

• baser fra nedbrudte nukleinsyrer kan omdannes tilbage til purinnukleotider via bjærgningsveje.
• Hypoksantin kan kombineres med PRPP (som fungerer som donor af ribose-5 phosphat) til dannelse af IMP i en reaktion katalyseret af Hypoksantin-guanin phosphoribosyltransferase (HGPRT).
• IMP kan efterfølgende omdannes til AMP eller GMP via de sidste få trin i vejen for de novo purinsyntese.
• HGPRT katalyserer også reaktionen, der kombinerer PRPP med guanin til dannelse af GMP.
• Adeninphosphoribosyltransferase omdanner adenin og PRPP til AMP.

vigtige funktioner og regulering

• HGPRT: hæmmet af IMP og GMP.
• Adeninphosphoribosyltransferase: hæmmet af AMP.

associeret sygdom

mangel på HGPRT fører til Lesch-Nyhan syndrom, som er karakteriseret ved selvlemlæstelse og CNS-forringelse.

Betydning af Purinsyntese

1. puriner tjener som byggesten af nukleinsyrer.
2. ATP spiller en vigtig rolle i energitransformation.
3. ATP, ADP og AMP kan fungere som allosteriske regulatorer og deltage i regulering af mange metaboliske veje.
4. ATP involverer i kovalent modifikation. måde.
5. cGMP er sekundære budbringere.
6. Bjærgningsveje bruges til at genvinde baser og nukleosider, der dannes under nedbrydning af RNA og DNA.
7. sammenlignet med de novo-stien er bjærgningsvejen energibesparende.
8. i hjerne-og knoglemarvsvæv er bjærgningsvejen den eneste vej til nukleotidsyntese.

1. Smith, C. M., Marks, A. D., Lieberman, M. A., Marks, D. B., & Marks, D. B. (2005). Marks ‘ grundlæggende medicinsk biokemi: en klinisk tilgang. Philadelphia: Lippincott Vilhelm & Vilhelm.
2. https://www.slideshare.net/hirapure/de-novo-and-salvage-pathway-of-purines
3. Bender, D. A., K. M., Kennelly, P. J., Viil, P. A., & Bender, D. A. (2015). Harpers illustrerede biokemi (30. udgave.). Det er en af de bedste måder at gøre det på.
4. John Pelley, Edvard F. Goljan (2011). Biokemisk. Tredje udgave. Philadelphia: USA.