30
Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов:
Пиримидиновые азотистые основания
Цитозин |
Урацил |
Тимин |
|
|
|
|
|
|
Как? |
Где? |
de novo |
все ткани и органы |
Особенности биосинтеза пиримидиновых нуклеотидов
Пиримидиновое кольцо синтезируется из простых предшественников и только затем связывается с рибозо-5-фосфатом, полученным от ФРДФ
это – отличие от синтеза пуринов, где формирование гетероциклического основания осуществляется сразу на остатке рибозо-5-фосфата
Простые предшественники пиримидинового кольца –
глутамин, СО2 и аспарагиновая кислота
Место протекания процесса – цитоплазма клеток
Первым синтезируется ключевой пиримидиновый нуклеотид – уридинмонофосфат (УМФ)
31
Стадии биосинтеза пиримидиновых нуклеотидов
1
образование дигидрооротата
2
дегидрирование дигидрооротата с образованием оротата
3
соединение оротата с рибозо-5-фосфатом, полученным от ФРДФ, с образованием оротидинмонофосфата (ОМФ)
4
декарбоксилирование ОМФ с образованием уридинмонофосфата (УМФ)
5
образование УДФ и УТФ
6
образование цитидинтрифосфата (ЦТФ) или уридинтрифосфата (УТФ)
32
Образование дигидрооротата (стадия 1):
Фермент, катализирующий стадию – КАД-фермент, который включает в себя
Карбомоилфосфатсинтетазу II |
Аспартаттранскарбамоилазу |
Дигидрооротазу |
Механизм
синтез карбамоилфосфата из глутамина, СО2 и АТФ
фермент – карбамоилфосфатсинтетаза II
соединение карбамоилфосфата с аспартатом с
образованием карбамоиласпартата
фермент – аспартаттранскарбамоилаза
дегидратация карбамоиласпартата с образованием дигидрооротата
фермент – дигидрооротаза
33
Дегидрирование дигидрооротата с образованием оротата (стадия 2):
Фермент, катализирующий стадию
NAD-зависимая дигидрооротатдегидрогеназа
Продукт стадии
оротовая кислота (оротат)
34
Образование УМФ (стадия 3 и 4):
Фермент, катализирующий стадии – УМФ-синтаза, он включает:
оротатфосфорибозилтрансферазу
ОМФ-декарбоксилазу
Механизм
перенос фосфорибозильного остатка от ФРДФ на оротат с
образованием оротидинмонофосфата (ОМФ)
фермент – оротатфосфорибозилтрансфераза
декарбоксилирование оротидинмонофосфата (ОМФ) с
образованием уридинмонофосфата (УМФ)
фермент – ОМФ-декарбоксилаза
|
|
35 |
|
|
Образование УДФ и УТФ (стадия 5): |
|
|
|
|
Механизм |
|
|
фосфорилирование УМФ с образованием УДФ |
|
|
|
фермент – нуклеозидмонофосфаткиназа (НМФ-киназа) |
|
|
|
фосфорилирование УДФ с образованием УТФ |
|
|
|
фермент – нуклеозиддифосфаткиназа (НДФ-киназа) |
|
|
|
Реакция образования УДФ |
|
|
УМФ |
АТФ |
УДФ |
АДФ |
|
|
Фермент |
|
|
|
НМФ-киназа |
|
|
Реакция образования УТФ |
|
|
УДФ |
АТФ |
УТФ |
АДФ |
|
|
Фермент |
|
|
|
НДФ-киназа |
|
36
Образование цитидинтрифосфата (ЦТФ) или уридинтрифосфата (УТФ) (стадия 6):
Механизм
Механизм действия |
Фермент, катализирующий стадию |
амидирование УТФ с образованием |
ЦТФ-синтетаза |
цитидинтрифосфата (ЦТФ) |
|
амидирование – АТФ-зависимое замещение кетогруппы урацила на амидную группу глутамина
«Запасные пути» синтеза пиримидиновых нуклеотидов:
Рибозилирование урацила с |
Образование нуклеотидов из |
Превращение части ЦМФ в УМФ |
|
образованием уридина |
нуклеозидов |
фермент – цитидиндезаминаза |
|
|
|
||
фермент – уридинфосфорилаза |
фермент – уридин-цитидинкиназа |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
необходимо для пополнения запаса |
|
|
|
уридиловых нуклеотидов |
|
37
Реакция рибозилирование урацила
урацил |
рибозо-1-фосфат |
уридин |
Рi |
Фермент
уридинфосфорилаза
Превращение ЦМФ в УМФ
ЦМФ |
Н2О |
УМФ |
NH3 |
Фермент
цитидиндезаминаза
38
Регуляция синтеза пиримидиновых нуклеотидов:
Регуляторный фермент
КАД-фермент
Аллостерический активатор карбомоилсинтетазы II
ФРДФ
Аллостерические ингибиторы карбомоилсинтетазы II
УМФ и пуриновые нуклеотиды
Аллостерический активатор аспартаттранскарбамоилазы
АТФ
Аллостерический ингибитор аспартаттранскарбамоилазы
ЦТФ
39
Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов.
Механизм
При распаде пиримидиновых нуклеотидов вначале образуются
свободные азотистые основания урацил и тимин
их катаболизм заключается в «раскрытии» пиримидинового кольца
дальнейший распад осуществляется одинаковым способом (восстановление, гидролитическое расщепление)
из урацила образуется |
из тимина образуется |
-аланин |
-аминоизобутират |
катаболизм -аланина |
катаболизм - |
завершается образованием |
аминоизобутирата завершается |
ацетата, NH4+, СО2 |
образованием пропионата, |
-аланин входит в состав |
NH4+, СО2 |
|
|
пантотеновой кислоты (витамин |
|
В3) – с его участием образуются |
|
HS-KoA, 4-фосфопантетеин – |
|
коферменты ряда ферментов. |
|
А также синтезируются карнозин, |
|
анзерин – дипептиды мышц, ЦНС |
|
– роль антиоксидантов |
|