Purinbiosyntese

Kontekstualiserende puriner

Puriner er heterosykliske baser. Enkelt sagt, disse er lukkede ringstrukturer som består av minst to forskjellige typer atomer. Puriner er en av tre komponenter av nukleotider; fosfatestere av et pentosesukker (enten ribose eller deoksyribose) der en purin-eller pyrimidinbase er knyttet Til C1 av sukkeret.

prefikset mono – di – eller tri – angir antall fosfatgrupper som er tilstede på nukleotid. Det er viktig å skille nukleosidet; dette er den ikke-fosforylerte formen av et nukleotid. Det er

Nukleosidtrifosfater er de monomere enhetene som fungerer som forløpere av nukleinsyrer. Disse utfører et bredt spekter av biokjemiske funksjoner som inkluderer

1. Drivende termodynamisk ugunstige reaksjoner
2. Som Danner de sentrale kofaktorene for metabolisme (SOM NAD+ og FAD+)
3. Som Danner byggesteinene i VÅR genetiske blåkopi, DNA.

struktur av puriner

Purinbiosyntese er kompleks. Purinskjelettet er en 6-ledd pyrimidinring smeltet sammen til en 5-ledd imidazolring (Se Figur 1). Hver ring inneholder to nitrogen (N) atomer, med de resterende 5 posisjonene i hver ring okkupert av karbon (C), som er festet Til Et Hydrogen (H).

Hydrogen kan erstattes av forskjellige atomer eller grupper for å danne forskjellige puriner. De 4 Ns stammer fra forskjellige aminosyrer, og de resterende 5 Cs stammer fra en-karbonholdige grupper.

Dette ble oppdaget I 1948 Av John Buchanan som matet duer isotopisk merkede forbindelser for å bestemme posisjonene til de merkede atomer i urinsyren de utskilte. Navnet på forbindelsen som gir Hvert Av c-og N-atomene er merket I Figur 1.

Syntese av purin ribonukleotider

Purinbiosyntese forekommer i cytosol av alle celler. Purinringen er bygget opp i en serie på 11 enzymkatalyserte trinn. Hvert enzym er oligomert, noe som betyr at det inneholder flere monomerer. Mellomprodukter som produseres under reaksjonen frigjøres ikke. I stedet blir de skyttelt til det etterfølgende enzymet langs banen.

Trinn en av denne banen genererer en viktig forbindelse, 5-fosforibosyl-alfa-pyrofosfat (PRPP). Denne forbindelsen er også en forløper i biosyntesen av pyrimidinukleotider. Det gir fosfo-ribose-enhetene av disse ribonukleotidene.

PRPP er avledet fra ribose-5-fosfat (R5P), et produkt av pentosefosfatveien. Derfor er puriner bygget fra en rekke tilsettingsreaksjoner til et sukker.

Purinsyntese gir inosinmonofosfat

i det første trinnet av purinbiosyntese aktiverer ribosefosfatpyrofosfokinase ribosen ved å reagere den med ATP for å danne 5-fosforibosyl-alfa-pyrofosfat (PRPP).

Trinn 2 er det engasjerte trinnet i purinbiosyntese. I denne reaksjonen katalyserer amidofosforibosyltransferase forskyvningen AV PRPPS pyrofosfatgruppe av glutamins amidnitrogen. Denne reaksjonen er veiens flux-kontrollerende trinn, dvs. hastigheten som den biosyntetiske vei utganger produkt. Det er vist i figur 3.

Etter de resterende 9 trinnene er det første purinderivatet som syntetiseres inosinmonofosfat (IMP). Dette kan man se I Figur 4.

Figur 4. Den metabolske vei FOR de novo biosyntese AV IMP. Her er purinresten bygget opp på en ribosering i 11 enzymkatalyserte reaksjoner.

IMP er forløperen for purinukleotid, adenosin og guanosinmonofosfat (AMP og GMP). Hver syntetiseres i en to-reaksjonsvei med bifurcater på NIVÅET AV IMP:

Ytterligere fosfattilsetninger for å generere difosfat og trifosfatnukleosider kan følge fullføring av monofosfatsyntese. Disse reaksjonene utføres av kinaser.

Kinaser er såkalte på grunn av deres egenskap å overføre fosfatgrupper fra et høy-energi fosfatmolekyl til bestemte substrater. De komplette nukleotidtrifosfatformene, adenosin og guanosintrifosfat (ATP og GTP) er gjenkjennelige enheter AV RNA og DNA. Derfor dannes puriner i utgangspunktet som ribonukleotider i stedet for som frie baser.

Purinnukleotidbiosyntese er regulert i flere trinn

veiene som syntetiserer IMP, ATP og GTP er individuelt regulert. Dette er avgjørende for å forhindre sløsing med (1) energi og nitrogen, (2) for å kontrollere de totale mengdene purinnukleotider tilgjengelig for nukleinsyresyntese og (3) purinavfallsproduktet, urinsyre, er skadelig for celler. Overdreven urinsyreproduksjon fører til avsetning i leddene som forårsaker smerte og rødhet; dette patofysiologiske grunnlaget for gikt.

imp-syntese styres av nivåene av adenin-og guaninnukleotider. Ytterligere kontroll utøves ved feedforward aktivering, som er stimuleringen av et etterfølgende enzym av det foregående substrat. I denne situasjonen stimuleres amidofosforibosyltransferasen i trinn 2 allosterisk av PRPP, produktet av trinn 1.

det andre nivået av regulering skjer ved grenpunktet under IMP, som fører til ENTEN AMP eller GMP. Disse sluttproduktene er hver konkurrerende inhibitorer AV IMP, og deres overdrevne oppbygging forhindres.

det metabolske kravet til purin kan oppfylles ved biosyntese i menneskekroppen. Uten tilstrekkelig produksjon av puriner, eller på grunn av unormale biosyntetiske veier, kan smertefulle kliniske manifestasjoner oppstå.

Videre Lesing

• Alt Biokjemisk Innhold
• En Introduksjon Til Enzymkinetikk
• Kiralitet I Biokjemi
• L-Og D-Isomerer
• Suzuki-Miyaura Krysskoblingsreaksjon

Sitater