sinteza purinei

actualizat ultima dată pe 4 februarie 2021 de Sagar Aryal

există două căi de sinteză a nucleotidelor purinice:

1. calea de sinteză de Novo și calea de salvare
2. .

sinteza de novo a purinei

sinteza de novo a nucleotidei purinice înseamnă utilizarea fosforibozei , aminoacizilor, a unităților de carbon și a CO2 ca materii prime pentru a sintetiza nucleotida purină de la început. Este principala cale de sinteză a nucleotidelor.

locație

sinteza purinei are loc în toate țesuturile. Locul principal al sintezei purinelor este în ficat și, într-o măsură limitată, în creier.

• substraturi: riboză-5-fosfat; glicină; glutamină; H2O; ATP; CO2; aspartat.
• produse: GMP; amp; glutamat; fumarat; H2O.

Prezentare generală a căii

• riboză-5-fosfat (așa cum este furnizat de calea pentoză-fosfat) este transformat în PRPP (Fosforibosil pirofosfat) de prpp sintetază, într-o etapă care necesită un ATP.
• în etapa angajată a procesului, se adaugă apoi la prpp o grupare amino-amino din glutamină pentru a forma 5-fosforibosilamină. Această reacție este catalizată de glutamina prpp amidinotransferază.
• o serie de nouă reacții determină formarea IMP (inozină 5′-monofosfat).
• IMP poate fi apoi transformat fie în GMP prin IMP dehidrogenază , fie în AMP prin adenilosuccinat sintetază .

reacțiile căii

(1) Baza purină este sintetizată pe partea riboză.

(a) 5′-Fosforibosil 1′-pirofosfat (PRPP), care asigură porțiunea de riboză, reacționează cu glutamina pentru a forma fosforibosilamină. Acest prim pas în biosinteza purinei produce N9 a inelului purinic și este inhibat de AMP și GMP.

(b) întreaga moleculă de glicină este adăugată la precursorul purinic în creștere. Apoi C8 este adăugat de formil-FH4, N3 de glutamină, C6 de CO2, N1 de aspartat și C2 de formil-FH4.

(c) IMP, care conține hipoxantina de bază, este generat. IMP este scindat în ficat. Baza sa liberă, sau nucleozida, se deplasează în diferite țesuturi unde este reconvertită în nucleotidă.

(2) IMP este precursorul AMP și GMP.

(a) fiecare produs, prin inhibarea feedback-ului, își reglează propria sinteză din punctul de ramură IMP, precum și inhibă etapa inițială a căii.

(b) AMP și GMP pot fi fosforilate la nivelul trifosfatului.

(c) trifosfații nucleotidici (ATP și GTP) pot fi utilizați pentru procese care necesită energie sau pentru sinteza ARN.

(3) reducerea fracțiunii de riboză la dezoxiriboză are loc la nivelul difosfatului și este catalizată de ribonucleotid reductază, care necesită proteina tioredoxină.

(a) după ce difosfații sunt fosforilați, dATP și dGTP pot fi utilizate pentru sinteza ADN-ului.

(4) bazele purinice pot fi salvate și convertite între baze libere, nucleotide și nucleozide printr-o serie de reacții.

enzime importante și reglare

• sintetaza PRPP: inhibată de AMP, IMP și GMP.
• glutamină prpp amidinotransferază: inhibată de AMP, IMP și GMP.
• IMP dehidrogenază: inhibată de GMP.
• Adenilosuccinat sintetază: inhibată de AMP.

inhibitori farmacologici

deși nu este prezentat, tetrahidrofolatul este implicat în două reacții ale sintezei purinei de novo. Analogii acidului Folic, cum ar fi metotrexatul, inhibă formarea tetrahidrofolatului și astfel interferează cu sinteza purinei.

calea de salvare a purinelor

o cale de salvare este o cale în care nucleotidele sunt sintetizate din intermediari în calea degradativă pentru nucleotide.

locație

sinteza purinelor prin căile de salvare are loc în toate țesuturile. Este deosebit de important în creier și măduva osoasă.

• substraturi: hipoxantină; PRPP; guanină; adenină.
• produse: GMP; AMP; IMP.

Prezentare generală a căii

• bazele acizilor nucleici degradați pot fi transformate înapoi în nucleotide purinice prin căile de salvare.
• hipoxantina poate fi combinată cu PRPP (care acționează ca donator de fosfat de riboză-5) pentru a forma IMP într-o reacție catalizată de hipoxantină-guanină fosforibosiltransferază (HGPRT).
• IMP poate fi ulterior transformat în AMP sau GMP prin ultimii pași ai căii de sinteză a purinei de novo.
• HGPRT catalizează, de asemenea, reacția care combină PRPP cu guanina pentru a forma GMP.
• adenina fosforibosiltransferaza convertește adenina și PRPP pentru a forma AMP.

enzime importante și reglare

• HGPRT: inhibat de IMP și GMP.
• adenină fosforibosiltransferază: inhibată de AMP.

boala asociată

deficiența HGPRT duce la sindromul Lesch-Nyhan, care se caracterizează prin auto-mutilare și deteriorarea SNC.

semnificația sintezei purinice

1. purinele servesc ca blocuri de construcție a acizilor nucleici.
2. ATP joacă un rol important în transformarea energiei.
3. ATP, ADP și AMP pot funcționa ca regulatori alosterici și pot participa la reglarea multor căi metabolice.
4. ATP implică modificarea covalentă a enzimelor. moduri.
5. cGMP sunt mesageri secundari.
6. căile de salvare sunt utilizate pentru a recupera bazele și nucleozidele care se formează în timpul degradării ARN și ADN.
7. în comparație cu calea de novo, calea de salvare este de economisire a energiei.
8. în țesuturile creierului și măduvei osoase calea de salvare este singura cale de sinteză a nucleotidelor.

1. Smith, C. M., Marks, A. D., Lieberman, M. A., Marks, D. B., & Marks, D. B. (2005). Biochimia medicală de bază a lui Marks: o abordare clinică. 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). Biochimia ilustrată a lui Harper (ediția a 30-a.). New York, N. Y.: McGraw-Hill Education LLC.
4. John W. Pelley, Edward F. Goljan (2011). Biochimie. Ediția a treia. Philadelphia: Statele Unite ale Americii.