Пуриносома представляет собой предполагаемый мультиферментный комплекс , который осуществляет биосинтез пуринов de novo внутри клетки. Предполагается, что он включает все шесть человеческих ферментов, идентифицированных как непосредственные участники этого десятиэтапного пути биосинтеза, превращающего фосфорибозилпирофосфат в инозинмонофосфат :
Предполагается , что ферменты многоэтапного пути биосинтеза пуринов de novo образуют мультиферментный комплекс, облегчающий передачу субстрата между каждым ферментом пути. Между типами существуют небольшие различия в пути; однако существует 13 ферментов, которые можно считать частью этого пути биосинтеза. [1] Некоторые отдельные ферментативные функции консолидировались в одиночных бифункциональных или трифункциональных полипептидных цепях у высших организмов, что позволяет предположить, что между ферментами существуют стабильные физические взаимодействия. [2] [3] Функциональная консолидация этапов 2, 3 и 5 пути в один фермент у высших организмов, таких как человек, предполагает физическую локальную близость фермента на этапе 4 к трехфункциональному ферменту. [2] [4] [5]
Ферменты биосинтеза пуринов можно подвергать совместной очистке при определенных условиях. [6] [7] Комплекс двух ферментов конкретного пути GART и ATIC можно выделить с помощью фермента, продуцирующего кофактор, синтазы C1THF и SHMT1. [8] Кинетические исследования показывают доказательства передачи субстрата между PPAT и GART, но доказательства их физического белок-белкового взаимодействия получить не удалось. [9] До сих пор не удалось выделить мультиферментный комплекс, включающий все ферменты биосинтеза пуринов.
Пуриносомные макротельца (также могут называться тельцами, кластерами, фокусами, точками) описывают сборку человеческих ферментов биосинтеза пуринов с флуоресцентными метками в тельца, видимые с помощью флуоресцентной микроскопии. Теория пуриносомных тел утверждает, что пуриносомные тела собираются из белков, обычно рассеянных в клетке, и эта сборка проявляется, когда потребность в пуринах превышает количество, поставляемое путем спасения пуринов , например, когда внеклеточная среда истощена пуринами. В дополнение к 6 белкам пути биосинтеза пуринов пуриносомные макротельца состоят как минимум из 10 дополнительных белков, не участвующих в биосинтезе пуринов. Из-за природы их экспрессии и ассоциации с белками реакции клеточного стресса пуриносомные макротельца на самом деле могут представлять собой агрегированные белковые тельца .
Считалось, что пуриносома человека была идентифицирована в 2008 году благодаря наблюдению, что временно экспрессируемые GFP слитые конструкции белков биосинтеза пуринов образуют макротельца. [11] [12] Позднее с помощью того же подхода было обнаружено , что фолатный фермент, не участвующий непосредственно в пути биосинтеза пуринов, 5,10-метенилтетрагидрофолатсинтаза (MTTHFS), является частью пуриносомных макротельц. [13] Биологическая значимость включения этого фолатного фермента в пуриносомные макротельца неясна: хотя он обеспечивает субстрат для трехфункционального фолатного фермента C1THF-синтазы, который генерирует ключевой кофактор для биосинтеза пуринов, C1THF-синтаза не является частью пуриносомных макротел. [11] Любопытно, что уровни гипоксантина не изменяют макротельца пуриносом, [11] но добавление аденозина или гуанозина подавляет образование макромолекулярных тел, образованных фолатным ферментом. [13]
Более поздние исследования, проведенные в 2013 году, подтверждают интерпретацию того, что эти макротельца могут быть артефактами агрегированных белков, которые обычно возникают в результате экспрессии слитых белков. [10] Было обнаружено, что характеристики пуриносомных тел являются общими для характеристик канонических белковых агрегатов, таких как индукция перекисью. Хотя также было обнаружено, что пуриносомные тельца связаны с ранней гибелью клеток, неясно, были ли эти тельца причиной этого стресса или, скорее, индикатором стрессированных клеток.