プリン生合成

プリンは複素環式塩基である。 簡単に言えば、これらは少なくとも二つの異なる種類の原子からなる閉じた環構造である。 プリンはヌクレオチドの3つの部品の1つです;プリンかピリミジンの基盤が砂糖のC1につながるペントースの砂糖（リボースかdeoxyribose）の隣酸塩エステル。

接頭辞mono-di-またはtri-は、ヌクレオチド上に存在するリン酸基の数を示す。 ヌクレオシドを区別することは重要です;これはヌクレオチドの非リン酸化された形態です。 それは

ヌクレオシド三リン酸は、核酸の前駆体として作用する単量体単位である。 これらは、

1. 熱力学的に不利な反応を駆動する
2. 代謝の中心補因子（NAD+やFAD+など）を形成する
3. 私たちの遺伝的青写真、DNAのビルディングブロックを形成する
4. を含む生化学的機能の広い範囲を実行します。

プリンの構造

プリン生合成は複雑である。 プリン骨格は、5員イミダゾール環に縮合した6員ピリミジン環である（図1参照）。 各環は2つの窒素（N）原子を含み、各環の残りの5つの位置は水素（H）に結合している炭素（C）によって占められている。

水素は、異なる原子または基によって置換されて、異なるプリンを形成することができる。 4つのNsは異なるアミノ酸に由来し、残りの5つのCsは一つの炭素含有基に由来する。

これは1948年にジョン-ブキャナンによって発見され、ハトに同位体標識された化合物を与え、分泌した尿酸中の標識された原子の位置を決定した。 CおよびN原子のそれぞれを提供する化合物の名前は、図1に標識されている。

プリンリボヌクレオチドの合成

プリン生合成は、すべての細胞の細胞質ゾルで起こる。 プリン環は一連の11の酵素の触媒されたステップで造り上げられます。 各酵素はオリゴマーであり、それはいくつかの単量体を含むことを意味する。 反応中に生成される中間生成物は放出されない。 代わりに、それらは経路に沿って後続の酵素に往復される。

ステップこの経路の一つは、重要な化合物、5-ホスホリボシル-α-ピロリン酸（PRPP）を生成します。 この化合物はまた、ピリミジンヌクレオチドの生合成における前駆体でもある。 それはこれらのリボヌクレオチドのホスホリボースの単位を提供します。

PRPPは、ペントースリン酸経路の産物であるリボース-5-リン酸（R5P）から誘導される。 従って、プリンは砂糖への一連の付加の反作用から造られます。

プリン合成はイノシン一リン酸

プリン生合成の最初のステップでは、リボースリン酸ピロホスホキナーゼは、5-ホスホリボシル-α-ピロリン酸（PRPP）を形成するためにATPと反応させることによってリボースを活性化する。

ステップ2はプリン生合成のコミットされたステップです。 この反応ではアミドホスホリボシルトランスフェラーゼはグルタミンのアミド窒素によるＰＲＰＰのピロりん酸基の変位を触媒する。 この反応は、経路のフラックス制御段階、すなわち生合成経路が生成物を出力する速度である。 これを図3に示します。

残りの9ステップに続いて、合成される最初のプリン誘導体はイノシン一リン酸（IMP）である。 これは図4に示されています。

図4。 IMPのde novo生合成のための代謝経路。 ここでプリン残基は、11の酵素触媒反応においてリボース環上に構築される。

IMPは、プリンヌクレオチド、アデノシンおよびグアノシン一リン酸（AMPおよびGMP）の前駆体である。

二リン酸と三リン酸ヌクレオシドを生成するためのさらなるリン酸添加は、一リン酸合成の完了に続く可能性があります。 これらの反応はキナーゼによって行われる。

キナーゼは、高エネルギーのリン酸分子から特定の基質にリン酸基を移動させる性質のため、いわゆる。 完全なヌクレオチドの三リン酸の形態、アデノシンおよびグアノシンの三リン酸（ATPおよびGTP）はRNAおよびDNAの認識可能な単位です。 したがって、プリンは最初に遊離塩基としてではなくリボヌクレオチドとして形成される。

プリンヌクレオチドの生合成はいくつかの段階で調節されています

IMP、ATP、GTPを合成する経路は個別に調節されています。 これは、(1)エネルギーと窒素の無駄を防ぐために重要です,(2)核酸合成のために利用可能なプリンヌクレオチドの総量を制御するために、(3)プリン廃棄物,尿酸は、細胞に有害であります. 余分な尿酸の生産は苦痛および赤みを引き起こす接合箇所の沈殿をもたらします;これ痛風のpathophysiological基礎。

IMP合成は、アデニンとグアニンヌクレオチドのレベルによって制御されます。 追加の制御は、先行する基質による後続の酵素の刺激であるフィードフォワード活性化によって発揮される。 この状況では、アミドホスホリボシルトランスフェラーゼIステップ2は、ステップ1の生成物であるPRPPによってアロステリックに刺激される。

第二のレベルの規制は、IMPの下の分岐点で発生し、AMPまたはGMPのいずれかにつながります。 これらの最終生成物は、それぞれＩＭＰの競合阻害剤であり、従って、それらの過剰な蓄積が防止される。

プリンの代謝要件は、人間の体内での生合成によって満たすことができます。 プリンの適切な産生がなければ、または異常な生合成経路のために、痛みを伴う臨床症状が生じる可能性がある。

さらに読む

• すべての生化学コンテンツ
• 酵素動力学の紹介
• 生化学におけるキラリティ
• LおよびD異性体
• 鈴木-宮浦クロスカッププ

引用