-
írta: Hidaya Aliouche, B. Sc.értékelte Kate Anderton, B.Sc. (szerkesztő)
Kontextualizáló purinok
a purinok heterociklusos bázisok. Egyszerűen fogalmazva, ezek zárt gyűrűs szerkezetek, amelyek legalább két különféle atomból állnak. A purinok a nukleotidok három komponensének egyike; foszfát-észterek egy pentózcukor (akár ribóz, akár dezoxiribóz), amelyben purin vagy pirimidin bázis kapcsolódik C1 a cukor.
a mono – di – vagy tri – előtag a nukleotidon jelen lévő foszfátcsoportok számát jelöli. Fontos megkülönböztetni a nukleozidot; ez a nukleotid nem foszforilezett formája. Ez
nukleozid-trifoszfátok a monomer egységek, amelyek a nukleinsavak prekurzoraként működnek. Ezek számos biokémiai funkciót látnak el, amelyek közé tartozik a
- termodinamikailag kedvezőtlen reakciók
- az anyagcsere központi kofaktorainak kialakítása (mint például a NAD+ és a FAD+)
- genetikai tervünk, a DNS építőkövei.
1.ábra. A nukleotidok szerkezete, amely bemutatja, hogy a bázis és a pentózcukor (nukleozid, sárga kék és zöld színben) hogyan kapcsolódhat egy, két vagy három foszfátcsoporthoz. Az egyikhez kapcsolódó nukleozid foszfát (piros) egy nukleozid-monofoszfát.az e második foszfátcsoport (vörös) hozzáadása nukleozid-difoszfátot képez, végül egy harmadik foszfát hozzáadása nukleozid-trifoszfátot képez. Ahol a foszfátcsoport a nukleozidhoz közeli a foszfát-észter kötés helye.a purinok szerkezete
a purin bioszintézise összetett. A purinváz egy 6 tagú pirimidin gyűrű, amely egy 5 tagú imidazol gyűrűvel van összeolvadva (Lásd az 1.ábrát). Minden gyűrű két nitrogén (N) atomot tartalmaz, az egyes gyűrűk fennmaradó 5 helyzetét szén (C) foglalja el, amely hidrogénhez (H) kapcsolódik.
a hidrogén különböző atomokkal vagy csoportokkal helyettesíthető, hogy különálló purinokat képezzen. A 4 Ns különböző aminosavakból származik, a fennmaradó 5 Cs pedig egy széntartalmú csoportokból származik.
ezt 1948-ban fedezte fel John Buchanan, aki galambokkal etette izotóppal jelölt vegyületeket, hogy meghatározza a jelölt atomok helyzetét az általuk kiválasztott húgysavban. Annak a vegyületnek a nevét, amely az egyes C és N atomokat tartalmazza, az 1.ábra jelöli.
2. ábra John Buchanan tanulmányainak eredményei azt mutatták, hogy a purinok N1-je az aszpartát aminocsoportjából származik; a C2 és C8 egy formiát nevű C1-et tartalmazó vegyületből származik; az N3 és N9-et a glutamin amid (NH2) csoportja adja; A C4, C5 és N7 a glicinből származik, a C6 pedig a HCO3–ból származik.purin ribonukleotidok szintézise
a purin bioszintézis az összes sejt citoszoljában történik. A purin gyűrű épül fel egy sor 11 enzim katalizált lépéseket. Minden enzim oligomer, ami azt jelenti, hogy több monomert tartalmaz. A reakció során keletkező köztes termékek nem szabadulnak fel. Ehelyett átkerülnek a következő enzimhez az út mentén.
ennek az útnak az első lépése egy fontos vegyületet, az 5-foszforibozil-alfa-pirofoszfátot (PRPP) hoz létre. Ez a vegyület a pirimidin nukleotidok bioszintézisének prekurzora is. Ez biztosítja ezeknek a ribonukleotidoknak a foszfo-ribóz egységeit.
a PRPP a ribóz-5-foszfátból (R5P) származik, amely a pentóz-foszfát út terméke. Ezért a purinok egy cukorra adott addíciós reakciók sorozatából épülnek fel.
a Purinszintézis inozin-monofoszfátot eredményez
a purin bioszintézis első lépésében a ribóz-foszfát-pirofoszfokináz aktiválja a ribózt azáltal, hogy ATP-vel reagáltatja 5-foszforibozil-alfa-pirofoszfátot (PRPP) képez.
a 2.lépés a purin bioszintézis elkötelezett lépése. Ebben a reakcióban az amidofoszforibozil-transzferáz katalizálja a prpp pirofoszfátcsoportjának glutamin – amid-nitrogén általi elmozdulását. Ez a reakció az út fluxus-szabályozó lépése, azaz az a sebesség, amellyel a bioszintetikus út kimenetek termék. Ez a 3. ábrán látható.
3.ábra (A) 1. lépés – ribóz-5-foszfát aktiválása. A purin bioszintézis kiindulási anyaga ribóz-5-foszfát, a pentóz-foszfát út terméke. A purin bioszintézis első lépésében a ribóz-foszfát-pirofoszfokináz aktiválja a ribózt azáltal, hogy a reakciót hajtó ATP-vel reagálva 5-foszforibozil-alfa-pirofoszfátot (PRPP) képez. (B) 2. lépés-fluxus-ellenőrző lépés. Az amidofoszforibozil-transzferáz katalizálja a prpp pirofoszfátcsoportjának glutamin – amid-nitrogénnel történő elmozdulását, amely béta-5-foszforibozil-amint képez. Ezt a lépést az ATP is hajtja.a fennmaradó 9 lépést követően az első szintetizált purinszármazék az inozin-monofoszfát (IMP). Ez látható a 4. ábrán.
4.ábra. Az Imp de novo bioszintézisének metabolikus útja. Itt a purinmaradék egy ribózgyűrűre épül fel 11 enzim katalizált reakcióban.
az IMP a purin nukleotid, az adenozin és a guanozin-monofoszfát (AMP és GMP) prekurzora. Mindegyik szintetizálódik KÉTREAKCIÓS úton bifurkátumokkal az IMP szintjén:
további foszfátadalékok a difoszfát és a trifoszfát nukleozidok előállításához követhetik a monofoszfát szintézis befejezését. Ezeket a reakciókat kinázok végzik.
a kinázok úgynevezett tulajdonságai miatt foszfátcsoportok átvitele egy nagy energiájú foszfátmolekulából specifikus szubsztrátokba. A teljes nukleotid-trifoszfát formák, az adenozin és a guanozin-trifoszfát (ATP és GTP) az RNS és a DNS felismerhető egységei. Ezért a purinok kezdetben ribonukleotidokként, nem pedig szabad bázisokként képződnek.
a purin nukleotid bioszintézisét több lépésben szabályozzák
az IMP, ATP és GTP szintetizáló utak külön-külön szabályozottak. Ez elengedhetetlen az (1) energia és nitrogén pazarlásának megelőzéséhez, (2) a nukleinsav szintéziséhez rendelkezésre álló purin nukleotidok teljes mennyiségének szabályozásához, és (3) a purin salakanyag, a húgysav káros a sejtekre. A túlzott húgysavtermelés az ízületek lerakódásához vezet, ami fájdalmat és bőrpírt okoz; ez a köszvény patofiziológiai alapja.
az IMP szintézist az adenin és a guanin nukleotidok szintje szabályozza. További kontrollt a feedforward aktiválás gyakorol, amely egy következő enzim stimulálása az előző szubsztrát által. Ebben a helyzetben az amidofoszforibozil-transzferáz i 2.lépést alloszterikusan stimulálja a PRPP, az 1. lépés terméke.
a Szabályozás második szintje az IMP alatti elágazási ponton következik be, ami AMP-hez vagy GMP-hez vezet. Ezek a végtermékek az IMP versenyképes inhibitorai, így megakadályozzák túlzott felhalmozódásukat.
a purin metabolikus igénye az emberi test bioszintézisével teljesíthető. A purinok megfelelő termelése nélkül, vagy abnormális bioszintetikus utak miatt fájdalmas klinikai tünetek jelentkezhetnek.
további olvasmányok
- minden biokémiai tartalom
- Bevezetés Az Enzimkinetikába
- kiralitás a biokémiában
- L és D izomerek
- Suzuki-Miyaura keresztkapcsoló reakció
írta:
Hidaya Aliouche
Hidaya egy tudomány kommunikációs rajongó, aki nemrég végzett, és elindulna a karrier a tudomány és az orvosi szövegírás. Van egy B.Sc. a Manchesteri Egyetem biokémiájában. Szenvedélyesen ír, és különösen érdekli a mikrobiológia, az immunológia és a biokémia.
Utoljára frissítve január 25, 2019Idézetek