Purinové Biosyntézy

Tematizaci puriny

Puriny jsou heterocyklických bází. Jednoduše řečeno, jedná se o uzavřené kruhové struktury složené z nejméně dvou různých druhů atomů. Puriny jsou jedním ze tří komponentů nukleotidů; fosfátové estery pentóza cukru (buď ribóza nebo deoxyribose), ve kterém purinových nebo pyrimidinových základna je spojena s C1 cukru.

předpona mono-di – nebo tri-označuje počet fosfátových skupin přítomných na nukleotidu. Je důležité rozlišovat nukleosid, jedná se o nefosforylovanou formu nukleotidu. Je to

Nukleosidtrifosfáty jsou monomerní jednotky, které působí jako prekurzory nukleových kyselin. Tyto provádět celou řadu biochemických funkcí, které zahrnují

1. Řízení termodynamicky nevýhodné reakce
2. Tvoří centrální kofaktory metabolismu (jako je NAD+ a FAD+)
3. které Tvoří stavební kameny naší genetické informace, DNA.

struktura purinů

biosyntéza purinů je složitá. Purinová kostra je 6členný pyrimidinový kruh fúzovaný s 5členným imidazolovým kruhem (viz Obrázek 1). Každý kruh obsahuje dva atomy dusíku (N), přičemž zbývajících 5 pozic v každém kruhu je obsazeno uhlíkem (C), který je připojen k vodíku (H).

vodík může být nahrazen různými atomy nebo skupinami za vzniku odlišných purinů. The 4 Ns pocházejí z různých aminokyselin a zbývajících 5 Cs pochází ze skupin obsahujících jeden uhlík.

Tohle byla objevena v roce 1948 John Buchanan, který krmil holuby isotopically označené sloučeniny k určení pozice značených atomů v močové jsou vylučovány. Název sloučeniny, která poskytuje každý z atomů C A N, je označen na obrázku 1.

syntéza purinových ribonukleotidů

purinová biosyntéza se vyskytuje v cytosolu všech buněk. Purinový kruh se vytváří v sérii 11 enzymaticky katalyzovaných kroků. Každý enzym je oligomerní, což znamená, že obsahuje několik monomerů. Meziprodukty, které se vyrábějí během reakce, se neuvolňují. Místo toho jsou pendlovány k následnému enzymu podél cesty.

první krok této cesty vytváří důležitou sloučeninu, 5-fosforibosyl-alfa-pyrofosfát (PRPP). Tato sloučenina je také prekurzorem v biosyntéze pyrimidinových nukleotidů. Poskytuje fosfo-ribózové jednotky těchto ribonukleotidů.

PRPP je odvozen z ribózy-5-fosfátu (R5P), produktu dráhy pentózofosfátu. Proto jsou puriny postaveny z řady adičních reakcí na cukr.

syntézy Purinů výnosy inosin monofosfát

V prvním kroku biosyntézy purinových, ribóza, fosfát pyrophosphokinase aktivuje ribóza tím, že reaguje s ATP tvoří 5-phosphoribosyl-alfa-pyrofosfát (PRPP).

Krok 2 je závazný krok biosyntézy purinů. Při této reakci amidofosforibosyltransferáza katalyzuje vytěsnění pyrofosfátové skupiny prpp glutaminovým amidovým dusíkem. Tato reakce je krok řízení toku dráhy, tj. rychlost, s jakou biosyntetická dráha výstup produktu. Je znázorněno na obrázku 3.

po zbývajících 9 krocích je prvním syntetizovaným purinovým derivátem inosinmonofosfát (IMP). To lze vidět na obrázku 4.

obrázek 4. Metabolická cesta pro de novo biosyntézu IMP. Zde je purinový zbytek vytvořen na ribózovém kruhu v 11 enzymaticky katalyzovaných reakcích.

IMP je prekurzorem purinového nukleotidu, adenosinu a guanosin monofosfátu (AMP a GMP). Každé jsou syntetizovány ve dvou-reakční dráha s antil na úrovni IMP:

Další fosfát dodatky ke generování difosfát a trifosfát nukleosidů, může následovat dokončení monofosfát syntézy. Tyto reakce se provádějí kinázami.

kinázy jsou takzvané kvůli jejich vlastnosti přenosu fosfátových skupin z vysokoenergetické fosfátové molekuly na specifické substráty. Kompletní nukleotid trifosfátové formy, adenosin a guanosin trifosfát (ATP a GTP) jsou rozpoznatelnými jednotkami RNA a DNA. Proto jsou puriny zpočátku tvořeny spíše jako ribonukleotidy než jako volné báze.

biosyntéza purinových nukleotidů je regulována v několika krocích

cesty syntetizující IMP, ATP a GTP jsou individuálně regulovány. To je zásadní pro zabránění plýtvání (1) energií a dusíkem, (2) pro kontrolu celkového množství purinových nukleotidů dostupných pro syntézu nukleových kyselin a (3) purinový odpadní produkt, kyselina močová, is jsou škodlivé pro buňky. Nadměrná produkce kyseliny močové vede k jejímu ukládání v kloubech, což způsobuje bolest a zarudnutí; to je patofyziologický základ dny.

syntéza IMP je řízena hladinami adenin a guaninových nukleotidů. Dodatečná kontrola se provádí dopřednou aktivací, což je stimulace následného enzymu předchozím substrátem. V této situaci je amidofosforibosyltransferáza i Krok 2 alostericky stimulována PRPP, produktem kroku 1.

druhá úroveň regulace nastává v bodě pobočky pod IMP, což vede k AMP nebo GMP. Tyto konečné produkty jsou kompetitivními inhibitory IMP, a tak je zabráněno jejich nadměrnému hromadění.

metabolický požadavek na purin může být splněn biosyntézou v lidském těle. Bez adekvátní produkce purinů nebo kvůli abnormálním biosyntetickým cestám mohou vzniknout bolestivé klinické projevy.

Další Čtení

• Všechny Biochemie Obsah
• Úvod do Enzymové Kinetiky
• Chiralita v Biochemii
• L a D Isomerů
• Suzuki-Miyaura Cross-coupling Reakce

citace