ИНТЕНСИВ: МЕТАБОЛИЗМ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ
ВЕБИНАР 5: Метаболизм нуклеотидов
Содержание
1.Общие сведения о структуре нуклеотидов и нуклеиновых кислот
2.Синтез пуриновых нуклеотидов
3.«Запасные» пути синтеза пуриновых нуклеотидов
4.Регуляция синтеза пуриновых нуклеотидов
5.Катаболизм пуриновых нуклеотидов
6.Нарушения обмена пуриновых нуклеотидов
7.Синтез пиримидиновых нуклеотидов
8.«Запасные» пути синтеза пиримидиновых нуклеотидов
9.Регуляция синтеза пиримидиновых нуклеотидов
10.Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов
11.Нарушение метаболизма пиримидиновых нуклеотидов
12.Биосинтез дезоксирибонуклеотидов
13.«Запасные» пути синтеза дезоксирибонуклеотидов
14.Регуляция синтеза дезоксирибонуклеотидов
15.Лекарственные средства, воздействующие на синтез нуклеотидов
1
Общие сведения о структуре нуклеотидов и нуклеиновых кислот:
Нуклеиновые кислоты – это высокомолекулярные органические соединения (полимеры), мономерами которых являются нуклеотиды.
Типы нуклеиновых кислот
Рибонуклеиновая кислота (РНК) |
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) |
мономеры – рибонуклеотиды |
мономеры – дезоксирибонуклеотиды |
Основные функция ДНК и РНК –
хранение, передача и реализация наследственной информации
2
Нуклеотиды (нуклеозидфосфаты) – это сложные эфиры нуклеозидов и фосфорной кислоты.
Структура нуклеотида
остаток фосфорной кислоты |
углевод |
азотистое основание |
Нуклеозиды – это органические соединения, молекулы которых состоят из азотистого основания, связанного с углеводным компонентом.
Структура нуклеозида
углевод |
азотистое основание |
\
3
|
Компоненты нуклеотидов |
|
азотистое основание |
углеводный компонент |
остаток фосфорной кислоты |
|
(моносахарид) |
|
рибоза – входит в состав РНК |
дезоксирибоза – входит в состав ДНК |
Виды нуклеотидов в зависимости от количества остатков фосфорной кислоты
нуклеозидмонофосфаты (НМФ)
нуклеозиддифосфаты (НДФ)
нуклеозидтрифосфаты (НТФ)
|
4 |
|
Азотистые основания (нуклеиновые основания) – гетероциклические соединения пиримидинового или пуринового рядов. |
||
|
Виды азотистых оснований |
|
|
Пиримидиновые |
|
цитозин |
тимин |
урацил |
|
Пуриновые |
|
аденин |
|
гуанин |
5
N-гликозидная связь – химическая связь, соединяющая азотистое основание с рибозой или дезоксирибозой в составе нуклеозидов.
нуклеотиды, в состав которых |
рибонуклеотиды |
рибонуклеиновые кислоты |
|
входит рибоза |
(РНК) |
||
|
нуклеотиды, в состав которых |
дезоксирибонуклеотиды |
дезоксирибонуклеиновые |
|
входит дезоксирибоза |
кислоты (ДНК) |
||
|
6
Биохимические функции нуклеотидов
Нуклеозидтрифосфаты (НТФ) |
Цикл АТФ-АДФ |
субстраты для синтеза ДНК и РНК, без которых |
универсальный механизм трансформации энергии |
невозможны процессы синтеза белков |
окисления в энергию биосинтетических процессов |
и клеточное деление |
(в некоторых биологических процессах в качестве |
|
источника энергии используются и другие |
|
нуклеозидтрифосфаты) |
Производные нуклеотидов
доноры активных субстратов для синтеза гомо- и
гетерополисахаридов, липидов и белков
Например:
УДФ-глюкоза – субстрат для синтеза гликогена
УДФ-галактоза – субстрат для включения галактозы в метаболизм
УДФ-N-ацетилглюкозамин и ЦМФ-ацетилнейраминовая кислота – субстраты для синтеза гликозаминогликанов
ЦДФ-холин – субстрат для синтеза фосфолипидов
7
АМФ |
УДФ-глюкуроновая кислота |
входит в состав коферментов дегидрогеназ |
одно из важнейших соединений, участвующих в |
(NAD+, NADP+, FAD, FMN) и ацилтрансфераз |
процессе детоксикации ксенобиотиков и |
(кофермент А) |
собственных метаболитов в печени для |
|
последующего их выведения из организма |
цАМФ и цГМФ
вторичные посредники передачи гормональных сигналов в клетки
8
Источники нуклеотидов в клетках
синтез de novo (80-90%) |
повторное использование азотисных |
|
оснований и нуклеозидов (10-20%) |
Синтез пуриновых нуклеотидов:
Пуриновые азотистые основания
Аденин |
Гуанин |
|
|
|
|
Как? |
Где? |
путь de novo и путь реутилизации |
клетки всех органов и тканей |
азотисных оснований |
|
Путь de novo – синтез пуриновых азотистых оснований из низкомолекулярных предшественников.
9
Есть 2 пути синтеза пуриновых азотисных оснований
синтез de novo |
путь реутилизации азотисных оснований |
синтез пуриновых азотистых оснований |
– путь спасения |
|
|
из низкомолекулярных предшественников |
|
оба пути пуринового биосинтеза требуют участия 5-фосфорибозил-1-дифосфата (ФРПФ) в качестве «носителя»
образование ФРПФ – ключевая реакция обоих процессов
рибозо-5-фосфат для этого поступает из пентозофосфатного пути окисления глюкозы
основания в свободном виде не синтезируются, а пуриновый цикл собирается путем
последовательного присоединения необходимых компонентов к ФРДФ