purinsyntes

Senast uppdaterad den 4 februari 2021 av Sagar Aryal

det finns två vägar för syntes av purinnukleotider:

1. de Novo syntesväg och
2. räddningsväg.

de novo-syntesen av purin

de novo-syntesen av purinnukleotid innebär att man använder fosforibos , aminosyror, en kolenheter och CO2 som råmaterial för att syntetisera purinnukleotid från början. Det är den huvudsakliga syntesvägen för nukleotider.

plats

purinsyntes förekommer i alla vävnader. Den huvudsakliga platsen för purinsyntes finns i levern och i begränsad utsträckning i hjärnan.

• substrat: ribos-5-fosfat; glycin; glutamin; H2O; ATP; CO2; aspartat.
• produkter: GMP; AMP; glutamat; fumarat; H2O.

översikt över vägen

• ribos-5-fosfat (som tillhandahålls av pentos-fosfatvägen) omvandlas till PRPP (Fosforibosylpyrofosfat) av PRPP-syntetas, i ett steg som kräver en ATP.
• i det engagerade steget i processen tillsättes sedan en grupp av amino-aminer till PRPP från glutamin för att bilda 5-fosforibosylamin. Denna reaktion katalyseras av glutamin PRPP amidinotransferas.
• en serie av nio reaktioner resulterar i bildandet av IMP (inosin 5′-monofosfat).
• IMP kan sedan transformeras antingen till GMP med IMP-dehydrogenas eller till AMP med adenylosuccinatsyntetas .

reaktioner av vägen

(1) purinbasen syntetiseras på ribosdelen.

(a) 5′-Fosforibosyl 1′-pyrofosfat (PRPP), som tillhandahåller ribosdelen, reagerar med glutamin för att bilda fosforibosylamin. Detta första steg i purinbiosyntes producerar N9 av purinringen och hämmas av AMP och GMP.

(b) hela glycinmolekylen tillsätts till den växande purinprekursorn. Sedan tillsätts C8 med formyl-FH4, N3 med glutamin, C6 med CO2, N1 med aspartat och C2 med formyl-FH4.

(c) IMP, som innehåller bashypoxantin, genereras. IMP klyvs i levern. Dess fria bas, eller nukleosid, reser till olika vävnader där den omvandlas till nukleotiden.

(2) IMP är föregångaren till både AMP och GMP.

(a) Varje produkt, genom återkopplingshämning, reglerar sin egen syntes från IMP-grenpunkten samt hämmar det första steget i vägen.

(b) AMP och GMP kan fosforyleras till trifosfatnivån.

(c) nukleotidtrifosfaterna (ATP och GTP) kan användas för energikrävande processer eller för RNA-syntes.

(3) reduktionen av ribosdelen till deoxiribos sker vid difosfatnivån och katalyseras av ribonukleotidreduktas, vilket kräver proteinet tioredoxin.

(a) efter att difosfaterna fosforylerats kan dATP och dGTP användas för DNA-syntes.

(4) purinbaser kan räddas och omvandlas mellan fria baser, nukleotider och nukleosider genom en serie reaktioner.

viktiga enzymer och reglering

• PRPP-syntetas: hämmas av AMP, IMP och GMP.
• glutamin PRPP amidinotransferas: hämmas av AMP, IMP och GMP.
• IMP-dehydrogenas: hämmas av GMP.
• Adenylosuccinatsyntetas: hämmas av AMP.

farmakologiska hämmare

även om det inte visas, är tetrahydrofolat involverat i två reaktioner av de novo purinsyntes. Folsyraanaloger, såsom metotrexat, hämmar bildningen av tetrahydrofolat och stör sålunda purinsyntesen.

purin bärgning väg

en räddningsväg är en väg där nukleotider syntetiseras från mellanprodukter i den nedbrytande vägen för nukleotider.

plats

purinsyntes via bärgning vägar förekommer i alla vävnader. Det är särskilt viktigt i hjärnan och benmärgen.

• substrat: hypoxantin; PRPP; guanin; adenin.
• produkter: GMP; AMP; IMP.

översikt över vägen

• baser från nedbrutna nukleinsyror kan omvandlas tillbaka till purinnukleotider via räddningsvägarna.
• hypoxantin kan kombineras med PRPP (som fungerar som givare av ribos-5-fosfat) för att bilda IMP i en reaktion katalyserad av hypoxantin-guaninfosforbosyltransferas (HGPRT).
• IMP kan därefter omvandlas till AMP eller GMP via de sista stegen i vägen för de novo purinsyntes.
• hgprt katalyserar också reaktionen som kombinerar PRPP med guanin för att bilda GMP.
• adenin fosforibosyltransferas omvandlar adenin och PRPP för att bilda AMP.

viktiga enzymer och reglering

• HGPRT: hämmas av IMP och GMP.
• adenin fosforibosyltransferas: hämmas av AMP.

associerad sjukdom

brist på HGPRT leder till Lesch-Nyhan syndrom, som kännetecknas av självstympning och CNS-försämring.

betydelsen av purinsyntes

1. puriner fungerar som byggstenar för nukleinsyror.
2. ATP spelar en viktig roll i energiomvandlingen.
3. ATP, ADP och AMP kan fungera som allosteriska regulatorer och delta i reglering av många metaboliska vägar.
4. ATP involverar i kovalent modifiering av enzymer. sätt.
5. cGMP är sekundära budbärare.
6. räddningsvägar används för att återvinna baser och nukleosider som bildas under nedbrytning av RNA och DNA.
7. i jämförelse med de novo-vägen är räddningsvägen energibesparande.
8. i hjärn-och benmärgsvävnader är räddningsvägen den enda vägen för nukleotidsyntes.

1. Smith, Cm, Marks, Ad, Lieberman, Ma, Marks, DB, & Marks, DB (2005). Marks grundläggande medicinska biokemi: ett kliniskt tillvägagångssätt. 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). Harpers illustrerade biokemi (30: e upplagan.). New York, N. Y.: McGraw-Hill Education LLC.
4. John W. Pelley, Edward F. Goljan (2011). Biokemiska. Tredje upplagan. Philadelphia: USA.