 |
костистые рыбы. мочевина. амфибии, хрящевые рыбы. морские беспозвоночные. Рис. 20. Схема катаболизма мочевой кислоты. Рис. 21. Схема катаболизма пуриновых нуклеотидов
|
|
|
|
костистые рыбы
аллантоиказа
COOH
CHO
глиоксилат
H 2N
O
C
NH 2
H 2O
мочевина
амфибии, хрящевые рыбы
уреаза
4NH 4+
CO 2
морские беспозвоночные
Рис. 20. Схема катаболизма мочевой кислоты
Рис. 21. Схема катаболизма пуриновых нуклеотидов
Рис. 22. Схема катаболизма пиримидиновых нуклеотидов
Анаболизм нуклеотидов
Субстратом для синтеза нуклеотидов в клетках и тканях могут служить продукты гидролиза ДНК и РНК, а также продукты обмена белков и углеводов.
Для синтеза обоих типов нуклеотидов фосфорибозильный компонент участвует в виде 5-фосфорибозил-1-пирофосфата (ФРПФ), который образуется при фосфорилировании рибозо-5-фосфата – промежуточного метаболита пентозофосфатного пути. Реакция катализируется ФРПФ-синтетазой (рис. 23). Однако пути синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов различны (табл. 4).
OH
O P O OH
CH2
H
H
O OH
H
H
АТФ АМФ OH
O O
OH
фосфорибозилпирофосфат
OH OH
O OH
O O
OH OH
синтетаза
OH OH
рибозо-5-фосфат
Рис. 23. Образование ФРПФ
5-фосфорибозил-1-
пирофосфат
Таблица 4
Сравнительная характеристика путей синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов (цит. по Тагановичу, 2008)
| Особенности синтеза | Путь синтеза пуринов | Путь синтеза пиримидинов |
| Последовательность синтеза Ключевая реакция Локализация в клетке | 1. Образование N-гликозидной связи 2. Сборка кольцевой структуры Образование фосфорибозиламина (фосфорибозиламидотрансфераза) Цитозоль | 1. Сборка кольцевой структуры 2. Образование N-гликозидной связи Образование карбамоилфосфата (аспартаттранскарбамоилаза) Митохондрии и цитозоль |
| Ферментная организация | Отдельные ферменты и полифункциональные (3) | Отдельные ферменты и полифункциональные (2) |
| Регуляция | Торможение ИМФ, АМФ и ГМФ на нескольких уровнях | Торможение УТФ карбамоилфосфатсинтетазы II |
Биосинтез пуриновых нуклеотидов
|
|
|
Происхождение каждого атома пуринового гетероцикла установлено экспериментами с использованием изотопов (рис. 24).
 |
Рис. 24. Происхождение атомов углерода и азота в пуриновом основании
(цит. по Murray, 2003)
Как видно из схемы (рис. 24), два атома азота (N3 и N9) пуринового кольца происходят из амидной группы глутамина, третий атом азота (N1) — из аспартата и, наконец, четвертый (N7) — из глицина. Четвертый и пятый атомы углерода также происходят из глицина. Таким образом, молекула глицина дает три атома. Второй и восьмой атомы углерода происходят из формиата), а шестой атом углерода — из СО2.
Формирование пуринового кольца сразу идет на рибозо-5-фосфате. В результате последовательных реакций наращивания пуринового цикла образуется инозин-5'-монофосфат (ИМФ) — ключевое соединение в синтезе пуриновых нуклеотидов.
Синтез первого пуринового нуклеотида — ИМФ включает 10 стадий (у высших эукариот) и протекает с затратой АТФ. Все реакции протекают в цитозоле клетки (рис. 25). АМФ и ГМФ образуются из ИМФ в каждом случае в ходе двух последовательных реакций (рис. 26).
6а
5 11
Рис. 25. Синтез инозинмонофосфата (ИМФ)
O
N
HN
HOOC
H2 H
C C COOH
OH N N O O CH2
аспарагиновая кислота
|
|
|
ГТФ
NH2
O
OH H H
H H
H2O
НАД+
OH OH
ГДФ + ФН
аденилосукцинат
инозиновая кислота
(ИМФ)
ИМФ
НАДН+Н+
HOOC
H2 H
C C COOH
NH
синтетаза
дегидрогеназа
O
аденилосукцинат
ксантидиловая кислота
H2O глутамин
аденило сукцинат
лиаза
NH2
фумаровая кислота
ГМФ
синтетаза
O
глутаминовая кислота
АТФ
АМФ + ФФН
адениловая
кислота (АМФ)
гуаниловая
кислота (ГМФ)
|
|
|
