Филиппович Ю.Б. - Основы Биохимии

Эта функция имидазольных радикалов гистидина воспроизводится при

рассмотрении механизмадействия многихдругих ферментов, особенногидролаз (см раздел о гидролизе пептидной связи-с. 263, гликозидной связи~с. 331).

Гуанилрибонуклеазы (рибонуклеинат-3'-гуанило-олигонуклеотидгидрола­ зы) ускоряют гидролиз связей по 5'-углеродному атому рибозы остатка гуани­ ловой кислоты и межнуклеотидного фосфата в молекуле РНК, образуя гуано­

зин-3'-фосфат и олигонуклеоmды с остатком гуанозин-3'-фосфата в качестве

концевого нуклеоmда. Первичная структура гуанилрибонуклеазы, выделенной

из плесневого гриба асперmлла (Тl-РНКаза), расшифрована (М = 11 000; 104

аминокислотных остатка).

Фермент нашел широкое применение для деструкции РНК при определе-·

нии их первичной структуры, и именно при посредстве Тl-РНКазы Р. Холли с сотр. (1965) впервые получили крупные фрагменты трнкала (см. с. 213).

Охарактеризовано еще 10 эндорибонуклеаз, выделенных из бактерий, мик­

роскопических грибов, растений и животных.

Как и в случае ДНКаз, существует большая группа (более десяти) экзорибо­

нуклеаз, ускоряющих реакции отщепления рибонуклеоmдов по концевым остаткам РНК, и олигорибонуклеотидов, возникающих при селективном гидро­

лизе РНК под действием эндорибонуклеаз. Таким образом, в результате деятельности разнообразных нуклеаз нуклеиновые кислоты при распаде дают

сложную смесь индивидуальных рибо- и дезоксирибонуклеозид-3' и 5'-фосфатов.

Кроме перечисленных ферментов в деструкции нуклеиновых кислот прини­

мают участие еще некоторые энзимы, не являющиеся гидролазами фосфоди­ эфирных межнуклеотидных связей, например полинуклеотидфосфорилаза и урацил-ДНК-гликозидаза.

Полинуклеотидфосфорилаза (полинуклеотид: ОРТОфQсфат-нуклеотиДИл­ трансфераза) в отличие от всех ранее рассмотренных ферментов, участвующих

в деструкции нуклеиновых кислот, является нуклеотидилтрансфера:юй, т. е. переносит нуклеотидные остатки с 3'-конца РНК на неорганический фосфат с образованием нуклеозиддифосфатов (НДФ):

	Mg2+	РНК+НДФ
	Полинуклеотид­
(n +I нуклеотRдIIых	фосфорилаза	(n нуклеотиДRЫХ
остатков)		остапов)

Фермент открыт М. Грюнберг-Монаго и С. Очоа (1955) и выделен из многих источников. Он сосредоточен главным образом в микросомальной и рибосомальной фракциях клеточного содержимого. По грубой оценке его молекулярная масса близка к 230000. Скорость реакции фосфоролиза зависит от конформации и нуклеотидного состава РНК: двухцепочечные и метилиро­

ванные участки устойчивы к действию фермента. Предполагают, что in vivo полинуклеотидфосфорилаза обеспечивает деградацию клеточных РНК, осо­

бенно мРНК, до нуклеозиддифосфатов, регулирует концентрацию неорганиче­

ского фосфата в клетке и поставляет необходимое количество НДФ дЛЯ превращения их в дезоксиНДФ.

Фермент обладает замечательной особенностью: из нуклеозиддифосфатов

и их смесей in vitro он обеспечивает синтез полирибонуклеоmдов с соотноше­

нием в их составе мономерных звеньев в той же пропорции, как в исходном

растворе. Поэтому полинуклеотидфосфорилазу широко применяли для син­ теза полирибонуклеотидов того или иного состава, что сыграло выдающуюся роль в расшифровке кода белкового синтеза.

Урацил-ДНК-гликозидаза ускоряет реакцию отщепления остатка У от по­ врежденной ДНК, где произошло дезаминирование остатка ц. На возникшем

230

апиримИДИНОВОМ участке одной из цепей ДНК фосфодиэфирная связь гидроли­ зуется с ЭЛИМИlшрованием дезоксирибозы, 3'-фосфат отщепляется при участии

экзодезоксирибонуклеазы 111 и вместо отсутствующего нуклеотидного остатка

встраиваетс,Я новый, в данном случае остаток цитидиловой кислоты, при посредстве ДНК-полимеразной и ДНК-лигазной реакции (см. с. 251 и рис. 84).

ДНК-гликозидазы представляют новую группу ферментов, участвующих

в обмене ДНК. При их посредстве удаляются и иные модифицированные

пуриновые и пиримидиновые основания, после чего в серии последующих

реакций восстанавливается исходная структура ДНК, т. е. эта группа фермен­ тов имеет существенное значение врепарации (восстановлении структуры) ДНк.

ЭТО происходит, в частности, при замене метилированных пуриновых и пирими­

диновых оснований, так как наряду с урацил-ДНК-гликозидазой изучена

3-метиладенин-ДНК-гликозидаза. Всего открыто уже 8 ДНК-гликозидаз. Обмен вуклеозидфосфатов. Дезоксирибонуклеозидфосфаты и рибонукле­

озидфосфаты, представляющие собой конечные продукты ферментативной

деструкции нуклеиновых кислот, распадаются далее до еще более простых соединений. Первая ступень этого распада состоит в отщеплении остатка

фосфорной кислоты:

н.т

HO~2 з'-НУКllеОТИД8В8

Н Н	+Н2О	~
Н	Н

HO,~	он
O~ 'он,	Гуанозин
	(нукnеозид)

Гуанозин-З -фосфат

(НУКllеотид)

На второй ступени распада осуществляется перепое остатка рибозы от нуклеозида на фосфорную кислоту. Эта реакция ускоряется специфическими

для каждого вида нуклеозидов рибозилтрансферазами. Примером может слу­

жить фосфоролиз уридина:

			НО О ОН
				'11/
, 1	VР_Jl:И_фОСфОРИЛ838			Х	он
			HO~2		~
он			Н Н + I 1
Ho-P--QH	~
11	(YPBJl:bb-ортофосфат-		н	н	of',
()	рвОО3aDтравсфераЗI)
он			он	ОН	н
			Рибозо-t- Урацил
УРНАНН
			фосфат
Уридинфосфорилаза имеет	М = 165 кДа,	содержит		6	субъединиц по

27,5 кДа, каждая из ЕОТОРЫХ составлена из 253 аминокислотных остатков,

втом числе из семи остатков гистидина; два из них (8-0Й и 122-0Й) входят

вактивный центр фермента.

231

Следовательно, в результате распада нуклеозидфосфатов выделяются

в свободном состоянии рибозо-l-фосфат и все виды пуриновых и пиримиди­

новых оснований, участвующих в построении нуклеиновых кислот. Приведен­

ная схема распада нуклеозидов не является единственной. Возможны и другие

пути распада нуклеозидов. Один из НИХ состоит в гидролизе нуклеозидов,

например:

	NH2
GdN N			НуклеОЗИД8ЗВ	NH2
HO~C2О				N~N		HOC~H2О ОН
Н	Н	+ Н2	О -(N-_':''Р-И-б-ОЗ-И:'':'nП-У-РИ-Н-'J-~~ ~.j(.)		+	Н	Н
н	н		риБОГИДРОnВЗВ)	N N		Н	Н
ОН	он			А		ОН	ОН
Аденоэин				Аденнн		Рибоэа

в свою очередь, и углевод и азотистые основания видоизменяются далее. Рибоза и рибозо-l-фосфат включаются в реакции обмена, характерные для углеводов. Эти реакции будут рассмотрены ниже. Пуриновые и пиримидино­

вые основания претерпевают дальнейший распад и превращаются в те или

иные простейшие азотсодержащие продукты, которые далее либо вьmодятся

из организма, либо откладываются в нем.

Распад пурииовых и пнрнмиднновых оснований. Первая фаза распада пури­

новых и пиримидиновых оснований заключается в дезаминировании тех из

них, которые обладают аминогруппами. Этот процесс осуществляется при

посредстве специфических аминогидролаз. В результате аденин превращается

в гипоксантин:

NН2	ОН
fu	Qv + NНз
I	r
н	н
	I\mокcaиrин

Гуанин переходит в ксантин:

	ОН		ОН
~~j			НО N N
			н,оГу,"",-_,о-.~JNI +	NН
	I	+	ги.о,РОJ18за ./"--~~.....	з
H~			I
	н		н
	l'YaНВВ			I

Цитозин преобразуется в урацил:

232

	~			ОН		NНJ
	N7:)		Цитозин-	N?"~	+
А~_		+ Н.О -~--J~~
		..	амино-	~
НО	N		ГИАРОIl'Н~

ДезаМИНИРОВaIше идет не только на уровне свободных пуриновых и пири­

мидиновых оснований, но и на уровне нуклеозидов и нуклеотидов, причем во втором случае с большей интенсивностью, так как соответствующие нукле­

ознд- и нуклеотид-аминогндролазы более активны, чем "уринили пиримидин­

амииогидролазы. Так, аденозин и аденозинфосфат более энергично превраща­ ются в инозин И инозинфосфат, чем аденин в mпоксантин:

CiJ w

HOC~2О		Аденоэин-	HO~2О		+
Н	Н	+ Н2О ----'----....~,	Н	Н
Н	Н	al\lн ногидролаэа	Н	Н
ОН	ОН		ОН	ОН
Аденознн			Инозин

При дальнейшем распаде дезаминированных нуклеозидов и нуклеотидов из их

состава освобождаются гипоксантин, ксантин или урацил.

Дальнейшая судьба дезаминированных пуриновых и nиримидиновых ос­ нований различна. Гиnоксанmн и ксанmн окисляются в мочевую кислоту:

Реакция окисления гипоксантина в ксантин, а последнего- в мочевую

кислоту ускоряется ксантиноксидазойоксидоредуктазой с широким спект­

ром действия, представляющей собой молибденсодержащий флавопротеин.

Фермент из разных источников обладает молекулярной массой от 280 тыс.

до 360 тыс. Да и при действии диссоциирующих агентов распадается на две

идентичные субъединицы, каждая из которых содержит одну молекулу ФАД,

один атом Мо и 4 атома негеминового железа, связанных с лабильными

атомами серы в кластеры типа Fe2S2. Активированные гипоксантин и ксантин

восстанавливают молибден, последний быстро восстанавливает F 2S2-кластер и, наконец, флавин восстанавливает молекулярный кислород.

у ряда животных (человекообразные обезьяны, птицы, рептилии, тутовый шелкопряд) и человека конечным продуктом распада пуриновых оснований является мочевая кислота, которая и выводится из организма. Однако

233

у большинства животных и растений есть ферменты.и ферментные' системы, способные ускорять реакции дальнейшего распада мочевой кислоты. От назва­ ния мочевой кислоты acidum uricum и по характеру действия, выражающемуся в расщеплении (лизисе) ее, эти ферменты получили наименование ферментов

урuколuза. В одних случаях (млекопитающие, насекомые) уриколиз сводится к окислению мочевой кислоты в аллантоин; в других (костистые рыбы)­

процесс более сложен: аллантоин превращается в аллантоиновую кислоту,

а последняя (амфибии, большинство растений) распадается на мочевину и гли­

оксиловую кислоту:
	о
....	~/			%02+	Н2О
HNK _•. fi--NH				\{
!	,~		t=e	VР.ТОКСИДВЗ8
~ 'N/'N/
	,	,
	н	н
Мочевая кислота
	NH~
2	I
	С=О
	I
	NH2
Мочевииа		r лиоксилеваR
			кислота		А",,,,.итоииоваR

кИслота

в отличие от гипоксантина и ксантина дезаминированные пиримидиновые основания подвергаются восстановлению. Так, урацил переходит в дигидроура­

цил; донором атомов Н в этой реакции служит НАДН. В свою очередь, дигидроурацил претерпевает гидролиз и превращается в N-карбамил-р-аланин,

который далее гидролизуется до Р-аланина и карбаминовой кислоты. Послед-

?i

HI/~H

#='-N.....CH

о?',

Н

)'раци",

H2N-COOH

К.рбамииоваR

кислота

Л

NHa СО2

НАДН+Н+ НАД+

~ L		•
~иrидроур.циядеrидроrеИ8Э•
•

СООН

N-К.рбамвя-р-алавив-

+	~H2{Иt	•	.мидоrидрояаэ.
			-.......
	NH2		Н2О

Р-А.nаиии

О

'~
Н7'х, ~~
~'N"....cH2			..:о:
	Н
	I		•
			:о:
ДиrИllроураци",			..t{
			:1
	H20~		..с..>,
			...
			о
			..:о:
~H			1(
			q
7Н2	Н2

~H2

~

N-карбамм,n-

Р-алаиин

234

няя либо используется для синтеза мочевины, дибо распадается дО СО2 и NНз.

Все перечисленные реакции ускоряются соответствующими ферментами:

Карбаминовая кислота и J3-аланин являются конечными продуктами распада двух пиримидиновых оснований-У и ц. В случае Т, распадающе­

гося по такой же схеме, вместо J3-аланина образуется J3-аминоизомасляная

кислота..

Итак, огромные, сложные молекулы полидезоксирибонуклеотидов и по­

лирибонуклеотидов в процессе распада в организмах животных и растений

превращаются в очень простые соединения-главным образом.фосфорную

кислоту, СО2 и NНз. У организмов, расположенных на нижних ступенях

эволюционной лестницы, представлен всегда полный набор ферментов,

обеспечивающих распад нуклеиновых кислот именно до этих простейших

продуктов. При переходе к более высокоорганизованным формам ряд

ферментов, участвующих в превращении пуриновых и пиримидиновых ос­

нований, выпадает и конечными продуктами обмена нуклеиновых кислот у некоторых групп организмов являются более сложные соединения, чем

NНз и СО2; это мочевина, аллантоиновая кислота, аллантоин и мочевая

кислота.

Механизм биосинтеза нуклеозидфосфатов. Для обеспечения биосинтеза нук­

леиновых кислот организм должен располагать полным набором дезоксири­ бо- и рибонуклеозидтрифосфатов. Поэтому в любой клетке любого организма

независимо от положения его на эволюционной лестнице беспрепятственно

осуществляется процесс новообразования всех видов нуклеозидтрифосфатов,

нуклеозимифосфатов и нуклеозидмонофосфатов.

Из трех основных частей нуклеотида- азотистого основания, пентозы

и фосфорной кислоты-последНЯЯ в норме всегда присутствует в клетках,

а вторая неминуемо возникает в процессе распада углеводов. Таким образом,

только первая составная часть нуклеотида-nyриновое ИЛИ nиримидиновое

основание, должна создаваться специфическим путем.

Пути возникновения пуриновых и пиримидиновых оснований различны. Но есть некоторые черты сходства в механизмах их синтеза. К их числу

.относятся: 1) широкое использование гли, асн и глн в качестве источников азота гетероциклических колец; 2) включение в состав nyриновых и пирими­ диновых циклов атомов yrлерода из СО2 И формиата; 3) построение пурино­

вого основания и завершение синтеза пиримидинового основания на рибозо-

5-фосфате, в результате чего конечными продуктами биосинтеза являются

сразу нуклеозид-5'-фосфаты, а не свободные А, Г, У, Ц и Т; 4) ферментатив­

ный характер всех реакций, осуществляющихся в процессе новообразования

нуклеотидов; 5) возникновение на определенном этапе биосинтеза предшест­

венников, из которых потом формируются уже индивидуальные нуклеозид- 5'-фосфат~.

Рассмотрим сначала механизм биосинтеза ппримнДННОВЫХ оснований. Под­

готовительной реакцией, открывающей этот синтез, является реакция об­

разования карбамилфосфата из NНз и СО2 при участии АТФ:

	ОН
Карбамапиназа	\

NНз+СО2+АТФ-АДФ+Н2N-С-О-Р=О

11	/
о	он

Карбамилфосфат

235

Далее при участии специфического фермента остаток карбаминовой кислоты (карбамил) переносится на аминогруппу аспарагиновой кислоты

с образованием карбамиласпараги~овой кислоты. Эту реакцию рассматри­

вают как первую специфическую реакцию в синтезе пиримидиновых нукле­

отидов:

	NH		2	__		СООН
	I			'"'.....		I			NH	СООН
	С		,'/ ОН'			СН2	Аспартвт-кврбвмил-		I 2	I
.f'\'Х f				I	\	I		..	С	~H2 + НэРО.
О	,.		О-Р=О +		Н N-CH-COOH		трвнсфераэа
	• ,	'.......6Н			2				о?' 'NH-CH-COOH
					..)f
				----;-					Карбамиласпарагниовая
		КарбаNИЛ-			Аспарагнновая
			фосфат			КJlслота				кислота

При сближении NH2 - и СООН-групп в молекуле карбамиласпараги­

новой кислоты между ними осуществляется взаимодействие с выделе­

нием молекул воды. Эта реакция катализируется ферментом из класса гидролаз - дигидрооротазой, названной так от дигидрооротовой кисло­

ты, гидролиз которой она ускоряет вследствие обратимости данной ре­

акции:

	HO""'~			~
	NH2	СН2	HN/c.....
			1	CH
	1 • JH-COOH			I 2
			ьс....... ,....cH-СООН
	~N
			if	~
	А
				н
	Карбамиласпараrи­		ДИГИJlрооротовая
	новая	киСлота		кислота

Дигидрооротовая кислота ферментативно окисляется, Снятие двух атомов

Носуществляется первичной дегидрогеназой либо с НАД+ или НАДФ+, либо

сФАД в качестве кофермента:

	~						О
			НАД+		НАДН+Н+		11
	с			\,	L •		с
HN....... 'СН			•				HN............~H
~C, .......СН-СООН							4!....... /~-COOH
1	1	2		ОротвтреДУКТВ]8
О'	N						о' N~
	h

Оротовая кислота

в молекуле оротовой кислоты, как видно из ее формулы, уже пред­

образована структура одного из пиримидиновых оснований, а именно урацила. Достаточно осуществить реакцию декарбоксилирования, и оротовая кислота превратится в урацил. Однако этот процесс происходит лишь после того, как оротовая кислота 'соединится с рибозой, образуя нуkлеозид, где агликоном является остаток оротовой кислоты. Нуклеозид такого строения называется

236

оротидином (по аналогии с цитидином и уридином). Так как реакция идет

непосредственно между оротовой кислотой и 5-фосфорибозилпирофосфатом, то в ее результате возникает оротидин-5'-фосфат. Процесс ускоряется соот­

ветствующей трансгликозидазоЙ. Уравнения реакций, приводящих к синтезу

оротидин-5'-фосфата, таковы:

9Н		~H	он		R
0=P-O-<;~2о-р-о-Ь-он							трансфераэа
					H~"\;H
6н	н	Н 8	S		...с...		OpotaT-фосфорибозил-
				+	1	11	....	>
	н	н			ifс.....~.....С-СООН
	он	он			н
5-Фосфорибозил-l-пирофосфат					Оротовая	кислота
			~
			HN~CH
			r~ I ).С-соон			9Н	~H
		он	O~1-N	"
					+	HO-l»~Р-он
						11	11
						О	о

Пирофосфат

он ОН

Оротидии-S'- фОСфат

Последнее преобразование состоит в декарбоксилировании оротидин-5'·

фосфата:

R

	HN........c.....CH
		1	11
?н	О~с.....N.....С-СООН ~02
0=PI-0-О~2			ОРоТи.:tIIИ _5'·фосфат-~
ОН	Н	Н	.:tекарБОКСИjlаэа
Н		Н
	ОН	ОН

.УРН.1ни-5I -фосфат

в результате возникает один из пиримидиновых ~уклеотидов-ури­

дин-5'-фосфат. Уридин-5'-фосфат занимает центральное место в биосин­

тезе пиримидиновых нуклеотидов, так как далее может превращаться в

другие пиримидиновые нуклеотиды в соответствии со следующей схе­ мой:

237

уМф

.....;ф..;;О;;;:.ф;.;;о:;;ри;;;n;;jиро••=;;.;ни;;;.~...

удф

ФОСФОРИnИР0l8ние..

УТФ

(Уридии-S'-NОИОФОСФВТ)

(УридИИ-S'-дифосфвт)

(уридии~S'-трИфосфат)

-

IА..IIНllрО....ие

__-.!В~С!О::C'I'~.и~о~wn~.....~~е~-:;.:::::

Дlфосфорилиро••иие

_

Дефосфор"nмро..""е

t

дУДФ..

ЦМФ ..

•

ЦДФ

•

•

Цтф

(Де30Jl:СИУРИДИИ-

(ЦИТИJtИИ-S'-NОНофОСфВТ)

(ЦитидИН-S'-диФосфат)

(ЦитидИН-"-трифосфат)

S'-дифосфвт)

I

..

tВое.Тlllо.nение

дЦМФ

.. Д.ФоеФОРНnМРOlвние

дцдф

ФО.ФОPllnИpollии..

дЦТФ

'"

(Дезоксицитидии-

(ДезоксиЦИТИДИН-

(Де30Jl:СИЦИт'ИДИИ-

"

S'-NОНОфосфвт)

S'-дифосфВТ)

S'-урифосфат)

~,.

,""

IДе]lМRНИ"

'"

tроuние

с

""

..

u

С

't

О'Пд.пnеRИ. п

(ДеJОJl:СИУРИJlНН-

"1

__-----------~~~~~~и~РQ~ф~О~сф~.~п~---------~~дУТф

_

трифосфат)

-Метилиро"аии.

дТМФ

Фо.формированн,

ФОсфорипиро....и.

тт

Ф

ДУМФ

•

•

дТДФ -.,;;..;;.;;;:====.....-

.11

(ДеЗОkСИУРИДИН-

(ДеЗОКСИТИNИдин-

(ДеЗОКСИТИNИдин-

(ДеJОICСИТИNИIIИИ-

S'-моиофосфат)

S'-NОНОфОСфВТ)

,S'-дИфОСфВТ)

S'-трифосфВТ)

Схема 2. Пути превращений Шlримидиновых нуклеотидов

Эти превращения пиримидиновых нуклеотидов осуществляются путем ре­

акций восстановления, аминирования и метилирования моно-, ди- и трифос­

форных эфиров нуклеозидов. Последние образуются при взаимодействии

нуклеозидмонофосфатов с АТФ, запасы которой в клетках непрерывно попол­

няются за счет реакции окислительного фосфорилирования. Например:

		Нуклеозидмонофос:фаПIПIl3а
УМФ+АТФ				УДФ+АДФ
		(ypидиnВТКИR8Э8)
		Нуклемил-
УДФ+АТФ				УТФ+АДФ
		дифосфат­
		киназа

Восстановление протекает по гидроксильной группе при 2-м углеродном

атоме рибозы, благодаря чему остаток рибозы переходит в остаток дезок­

сирибозы, Эта реакция свойственна нуклеозиддифосфатам:

N~

N~

УН

9Н

NA~H

УН?Н

~fiH

Jy

Н

)'N;"CH

HO-P-O-P-o--<;~2

HO-P-O-P-O-~O

Ф,р",.т 1"

11

Н

Ф,р",,,т 11"

11

Н

Н

"i

~ о

о

.. О

О

НО2

Н

Н

2Н

н

Н

l'

Н

ОН

Н

ЦИТИIlИН-s'-IIИФОСФВТ

Промежуточно,

соеllииенне

Д,зоксицитиднн-s'-днфосф.т

с IIBoAHoA связью меЖIlУ

2' и з'-уr.neРОIlНЫМН ато­

мами остетка рнбозы

Донором атомов Н для восстановления рибозы при превращении рибонук­

леозиддифосфата в дезоксирибонуклеозиддифосфат служит специальный бе­

лок-тиоредоксии. Будучи составлен из 108 аминокислотных OCT~TKOB, тиоре-

238

доксин содержит в 32~M и 35-м положениях остатки цис и располагает,

слеДOlщтельно, двумя НS-группами. Именно они и поставляют атомы Н,

образуя дисульфидный мостик. Окисленный тиоредоксин немедленно перево­

дится в восстановленную форму, получая атомы Н от НАДН при посредстве фермента тиоредоксинредуктазы.

Кроме обеспечения атомами Н реакции восстановления остатка рибо­

зы, тиоредоксин в восстановленном состоянии способен соединяться с дву­ мя Дрyrими каталитически активиыми белками Б1 и Б2• Последние при

этом активируются и непосредственно ускоряют процесс восстановления

остатка рибозы. Они же подвержены сильному влиянию других алло­

стерических регуляторов активности, в частности АТФ, ГТФ, ТТФ, дАТФ,

дГТФ и др.

Таким образом, превращение рибонуклеозиддифосфатов в дезоксирибо­ нуклеозиддифосфаты идет в соответствии'СО следующей схемой:

МI2+; ClеJlки-фермевты

Рибонукnеозид- Б,(2. В7000)и Ба(2Х"l3000) Дезоксирибо-

дифосфаты (~~ иукnеозид-

t дифосфаты

Тиоредоксии (5Н)2 Тllоредоксин (55)

\J

T'OP~''''

НАД+ НАДН+Н+

ЧТО касается реакций аминирования (переход от УТФ к ЦТФ) и метилиро­

вания (переход от дУМФ к дТМФ), то в первом слу~ае источником амино­ группы у бактерий служит NНз, а у млекопитающих-глн, причем введение

аминогруппы осуществляется сопряженно с распадом АТФ; во втором случае

источником метильной группы является N5-метилтетрагидрофолиевая кисло­

та, а реакция переноса ее ускоряется тимидилат-синтазой (димер; каждая полипептидная цепь-316 аминокислотных остатков; первичная и третичная

структуры расшифрованы).

В результате всех этих реакций обеспечивается создание в организме фонда свободных пиримидиновых нуклеозидтрифосфатов (УТФ, ЦТФ, дЦТФ,

дТТФ), необходимых для синтеза ДНК и рнк.

Важной особен}юстью биосинтеза пирймидиновых нуклеотидов является

саморегуляция этого процесса. Установлено, что такие конечные продукты биосинтеза пиримидиновых нуклеотидов, как ЦТФ и дЦТФ, ингибируют деятельность аспартат-карбамилтрансферазы-фермента, ускоряющего пер­ вую реакцию в цепи тех взаимодействий, которые приводят к формированию пиримидинового цикла. Выявлено, что понижение активности фермента вызы­

вается присоединением ЦТФ по аллостерическому центру фермента Таким

образом, накопление в клетке избыточного количества ЦТФ и дЦТФ немед­

ленно сказывается на активности аспартат-карбамилтрансферазы и биосинтез

пиримидиновых нуклеотидов заМедляется. Антагонистом ЦТФ в ингибирова­

нии деятельности этого фермента является АТФ, активирующая фермент. Следовательно, торможение или стимулирование биосинтеза пиримидиновых

нуклеотидов зависит от соотношения в клетках организма АТФ и ЦТФ, т. е. от

239