퓨린 생합성

  • 케이트 앤더튼에 의해 검토,B.Sc.(편집자)

    맥락화 퓨린

    퓨린은 헤테로 사이 클릭 염기이다. 간단히 말해서,이들은 적어도 두 가지 종류의 원자로 구성된 닫힌 고리 구조입니다. 퓨린은 뉴클레오티드의 세 가지 구성 요소 중 하나입니다;의 인산염 에스테르 펜 토스 설탕(리보스 또는 데 옥시 리보스)퓨린 또는 피리 미딘 염기가 연결되어있는 씨 1 설탕의.

    접두사 모노-디-또는 트라이-뉴클레오티드에 존재하는 인산기의 수를 나타낸다. 이 뉴 클레오 사이드를 구별하는 것이 중요하다;이 뉴클레오티드의 비 인산화 형태이다. 그것은

    뉴 클레오 사이드 트리 포스페이트는 핵산의 전구체 역할을하는 단량체 단위입니다. 이러한 생화학 적 기능의 넓은 범위를 수행

    1. 열역학적으로 불리한 반응을 구동
    2. 신진 대사의 중심 보조 인자를 형성(예:나드+과 유행+)
    3. 우리의 유전 청사진의 빌딩 블록을 형성,유전자.
    그림 1. 염기 및 오탄당 당(뉴 클레오 시드,황색 청색 및 녹색)이 1 개,2 개 또는 3 개의 인산염 그룹에 어떻게 부착 될 수 있는지를 묘사하는 뉴클레오티드의 구조. 하나의 인산염(적색)에 부착 된 뉴 클레오 사이드는 뉴 클레오 사이드 모노 포스페이트입니다.
    제 2 인산기(적색)의 첨가는 뉴 클레오 사이드 디 포스페이트를 형성하고,최종적으로 제 3 인산염의 첨가는 뉴 클레오 사이드 트리 포스페이트를 형성한다. 여기서 인산염 그룹 근위 뉴 클레오 사이드 인산염-에스테르 결합 부위.

    퓨린의 구조

    퓨린 생합성은 복잡하다. 퓨린 골격은 5 원 이미 다졸 고리에 융합 된 6 원 피리 미딘 고리입니다(그림 1 참조). 각 고리는 두 개의 질소를 포함(엔)원자,나머지 5 각 고리의 위치는 탄소에 의해 점유(씨),이는 수소에 부착(시간).

    수소는 서로 다른 원자 또는 그룹으로 대체되어 별개의 퓨린을 형성 할 수 있습니다. 4 는 다른 아미노산에서 유래하고 나머지 5 는 1 탄소 함유 그룹에서 파생됩니다.

    이것은 1948 년 존 뷰캐넌이 비둘기에게 동위 원소 표지 화합물을 공급하여 그들이 분비 한 요산의 표지 원자의 위치를 결정했다는 것을 발견했습니다. 각각을 제공하는 화합물의 이름 씨 과 엔 원자 그림 1 에 표시되어 있습니다.

    그림 2 존 뷰캐넌의 연구 결과는 퓨린의 엔 1 은 아스파 테이트의 아미노기로부터 발생한다는 것을 보여 주었다.; 그 결과,글리신 및 글리신이 생성된다.

    퓨린 리보 뉴클레오티드의 합성

    퓨린 생합성은 모든 세포의 세포질에서 일어난다. 퓨린 링은 일련의 11 효소 촉매 단계로 구성됩니다. 각 효소는 올리고머이며,이는 여러 단량체가 포함되어 있음을 의미합니다. 반응 중에 생성되는 중간 생성물은 방출되지 않습니다. 대신,그들은 경로를 따라 후속 효소로 왕복됩니다.

    이 경로의 1 단계는 중요한 화합물,5-포스포리보실알파-피로포스페이트를 생성한다. 이 화합물은 또한 피리 미딘 뉴클레오티드의 생합성에서 전구체이다. 이 리보 뉴클레오티드의 포스 포-리보스 단위를 제공합니다.인산 오탄당 경로의 생성물인 리보스-5-포스페이트로부터 유도된다. 따라서 퓨린은 설탕에 대한 일련의 추가 반응으로 만들어집니다.

    퓨린 합성은 이노신 모노 포스페이트

    퓨린 생합성의 첫 번째 단계에서,리보스 포스페이트 피로 포스 포 키나제는 리보스를 활성화시켜 5-포스 포리 보실알파 피로 포스페이트를 형성한다.

    단계 2 는 퓨린 생합성의 투입된 단계이다. 이 반응에서 아미도 포스 포 리보 실 전이 효소는 글루타민의 아미드 질소에 의한 피로 포스페이트 그룹의 변위를 촉매한다. 이 반응은 경로의 플럭스 제어 단계,즉 생합성 경로가 생성물을 출력하는 속도입니다. 그림 3 에 나와 있습니다.

    도 3(에이)단계 1-리보오스-5-포스페이트의 활성화. 퓨린 생합성을위한 출발 물질 리보스-5-포스페이트,오탄당 인산염 경로의 생성물. 퓨린 생합성의 첫 번째 단계에서,리보스 포스페이트 피로 포스 포 키나제는 리보스와 반응하여 리보스를 활성화 시키며,이는 반응을 유도하여 5-포스 포리 보실알파 피로 포스페이트를 형성한다. (비)단계 2–플럭스 제어 단계. 아미도 포스 포 리보 실 전이 효소는 베타-5-포스 포 리보 실 아민을 형성하는 글루타민의 아미드 질소에 의한 피로 포스페이트 그룹의 변위를 촉매한다. 이 단계는 또한 에 의해 구동됩니다.

    나머지 9 단계에 이어,합성되는 첫 번째 퓨린 유도체는 이노신 모노 포스페이트(임프)이다. 이것은 그림 4 에서 볼 수 있습니다.

    그림 4. 임프의 드 노보 생합성에 대한 대사 경로. 여기에서 퓨린 잔류물은 11 의 효소에 의하여 촉매 작용을 미친 반응에 있는 리보스 반지에 쌓아 올립니다.

    임프는 퓨린 뉴클레오티드,아데노신 및 구아노신 모노 포스페이트의 전구체이다. 각각은 꼬마 도깨비 수준에서 두 갈래로 2 반응 경로에서 합성됩니다:

    디 포스페이트 및 트리 포스페이트 뉴 클레오 사이드를 생성하기위한 추가 인산염 추가는 모노 포스페이트 합성의 완료를 따를 수 있습니다. 이러한 반응은 키나아제에 의해 수행됩니다.

    키나제는 고 에너지 인산염 분자에서 특정 기질로 인산염 그룹을 옮기는 특성으로 인해 소위. 이 유형의 트리 포스페이트,아데노신 및 구아노신 트리 포스페이트 및 구아노신 트리 포스페이트(아데노신 및 구아노신 트리 포스페이트)는 다음과 같은 여러 가지 유형으로 나뉩니다. 따라서 퓨린은 처음에는 자유 염기가 아닌 리보 뉴클레오티드로 형성됩니다.

    퓨린 뉴클레오티드 생합성은 여러 단계에서 조절된다.

    이는(1)에너지 및 질소의 낭비를 방지하기 위해,(2)핵산 합성에 이용 가능한 퓨린 뉴클레오티드의 총량을 제어하기 위해,(3)퓨린 폐기물,요산은 세포에 유해하다. 과량 요산 생산은 고통과 적색을 일으키는 원인이 되는 합동에 있는 그것의 공술서로 이끌어 냅니다;이것은 통풍의 병리 생리학적인 기초입니다.

    임프 합성은 아데닌 및 구아닌 뉴클레오티드의 수준에 의해 제어된다. 추가 제어는 피드 포워드 활성화에 의해 발휘되며,이는 선행 기질에 의한 후속 효소의 자극이다. 이 상황에서,아미도 포스 포 리보 실 전이 효소 1 단계 2 는 1 단계의 생성물 인 알로 스테 리적으로 자극된다.

    두 번째 수준의 규제는 꼬마 도깨비 아래의 분기점에서 발생하며,이는 앰프나 유전자조작자 중 하나로 이어집니다. 이 최종 제품은 꼬마 도깨비의 각 경쟁적인 억제물이고 그래서,그들의 과량 형성은 방지됩니다.

    퓨린을 위한 변화 필요조건은 인체에 있는 생합성에 의해 성취될 수 있습니다. 퓨린의 적절한 생산이 없거나 비정상적인 생합성 경로로 인해 고통스러운 임상 증상이 발생할 수 있습니다.

    추가 읽기

    • 모든 생화학 내용
    • 효소 동역학 소개
    • 생화학의 키랄성
    • 엘 및 디 이성질체
    • 스즈키-미야 우라 교차 결합 반응

    지음

    히다야 알리우슈

    히다야는 최근 과학 및 의학 카피 라이팅 분야에서 경력을 쌓고 졸업 한 과학 커뮤니케이션 애호가입니다. 그녀는 B.Sc.맨체스터 대학의 생화학. 그녀는 글쓰기에 열정적이며 미생물학,면역학 및 생화학에 특히 관심이 있습니다.

    최종 업데이트 2019 년 1 월 25 일

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