10
Этапы синтеза пуриновых нуклеотидов
1
образование фосфорибозилдифосфата (ФРДФ)
2
включение простых предшественников в пуриновое кольцо
с образованием ИМФ
3
превращение ИМФ в АМФ и ГМФ
4
образование нуклеозидди- и трифосфатов
11
Образование ФРДФ
Фермент
ФРДФ-синтетаза
Реакция
перенос β,ɣ-пирофосфатных остатков с АТФ на рибозо-5-фосфат
Функции ФРДФ
участие в синтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов de novo
участие в образовании пуриновых нуклеотидов по «запасному» пути
участие в синтезе нуклеотидных коферментов
12
Источники рибозо-5-фосфата
пентозофосфатный путь окисления глюкозы |
катаболизм нуклеотидов, в ходе которого под |
|
|
|
действием нуклеозидфосфорилазы |
|
образуется рибозо-1-фосфат с помощью |
|
мутазы превращается в рибозо-5-фосфат |
13
Включение простых предшественников в пуриновое кольцо с образованием ИМФ
Где: клетки органов и тканей
перенос амидной группы глутамина на ФРДФ с образованием
5-фосфорибозил-1-амина
фермент – амидофосфорибозилтрансфераза
присоединение глицина
присоединение метенил-Н4-фолата
присоединение еще одной амидной группы глутамина
присоединение СО2
присоединение аминогруппы аспартата
присоединение формильного остатка формил-Н4-фолата
образование инозин-5-монофосфата (ИМФ)
Энергозатраты на синтез 1 молекулы ИМФ
не менее 6 молекул АТФ
14
15
Превращение ИМФ в АМФ и ГМФ
Где: клетки органов и тканей
Превращение ИМФ в аденозинмонофосфат (АМФ)
присоединение аспартата к ИМФ с образованием аденилосукцината и затратой энергии ГТФ
фермент – аденилосукцинатсинтетаза
отщепление фумарата с образованием АМФ
фермент – аденилосукциназа
Превращение ИМФ в гуанозинмонофосфат (ГМФ)
окисление ИМФ с образованием ксантозин-5-монофосфата
фермент – NAD+-зависимая ИМФ-дегидрогеназа
трансаминирование гидроксильной группы ксантозин-5-монофосфата с использованием амидной группы глутамина и энергии АТФ
фермент – ГМФ-синтетаза
образование ГМФ
При образовании пуриновых нуклеотидов ГТФ
расходуется на синтез АМФ, а АТФ на синтез ГМФ.
Такое перекрестное использование пуриновых нуклеозидтрифосфатов (источников энергии) на образование конечных продуктов синтеза позволяет
поддерживать в клетках баланс адениловых и гуаниловых нуклеотидов.
16
Образование нуклеозидифосфатов и трифосфатов
Образование ГДФ и ГТФ |
Образование АДФ и АТФ |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
фосфорилирование ГМФ под действием гуанилаткиназы |
фосфорилирование АМФ под действием аденилаткиназы |
||
источник остатка фосфорной кислоты – АТФ |
|
|
|
|
|
образование АДФ |
|
образование ГДФ |
|
|
|
|
|
превращение АДФ в АТФ за счет окислительного |
|
|
|
фосфорилирование или в реакциях субстратного |
|
фосфорилирование ГДФ под действием |
фосфорилирования гликолиза или цикла Кребса |
||
нуклеозиддифосфаткиназы |
|
|
|
образование ГТФ |
|
|
|
17
«Запасные» пути синтеза пуриновых нуклеотидов:
Синтез АМФ и ГМФ из азотисных оснований аденина и гуанина
Гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансферазная реакция
наиболее важный запасной путь синтеза пуриновых нуклеотидов, так как в ней образуется ИМФ, который служит
предшественником для синтеза АМФ и ГМФ
Синтез ИМФ и ГМФ из гипоксантина и гуанина
гипоксантин + гуанин + ФРДФ → ИМФ + ГМФ
фермент – гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансфераза
Синтез АМФ из аденозина
аденозин + АТФ → АМФ + АДФ
фермент – аденозинкиназа
18
Синтез АМФ из аденина
присоединение аденина к ФРДФ с образованием АМФ
фермент – аденинфосфорибозилтрансфераза
Путь «спасения» является энергетически более выгодным.
19
Регуляция синтеза пуриновых нуклеотидов:
Количество ФРДФ определяется
доступностью |
активностью ФРДФ-синтетазы |
рибозо-5-фосфата |
|
Аллостерический активатор ФРДФ-синтетазы неорганический фосфат (Pi)
Аллостерические ингибиторы ФРДФ-синтетазы пуриновые НМФ, НДФ и НТФ
Аллостерический активатор амидофосфорибозилтрансферазы
ФРДФ
Аллостерические ингибиторы амидофосфорибозилтрансферазы
пуриновые нуклеотиды (АМФ и ГМФ)