Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Биосинтез пиримидина происходит как в организме, так и путем органического синтеза.

Биосинтез пиримидина de novo [ править ]

ШагиФерментыПродукты
1карбамоилфосфатсинтетаза II [1]карбамоилфосфатЭто регулируемая стадия биосинтеза пиримидина у животных.
2аспарагиновая транскарбамолиаза ( аспартат-карбамоилтрансфераза ) [1]карбамоил аспарагиновая кислотаФосфатная группа заменяется аспартатом. Это регулируемая стадия биосинтеза пиримидина у бактерий.
3дигидрооротаза [1]дигидрооротатОбразование кольца и обезвоживание.
4дигидрооротатдегидрогеназа [2] (единственный митохондриальный фермент)ругатьЗатем дигидрооротат попадает в митохондрии, где окисляется за счет удаления атомов водорода. Это единственный митохондриальный этап биосинтеза нуклеотидных колец.
5оротатфосфорибозилтрансфераза [3]OMPPRPP жертвует группу рибозы.
6Декарбоксилаза OMP [3]UMPДекарбоксилирование
уридин-цитидинкиназа 2 [4]UDPФосфорилирование. Используется АТФ.
нуклеозиддифосфаткиназаUTPФосфорилирование. Используется АТФ.
CTP-синтазаОСАГОИспользуются глутамин и АТФ.

Биосинтез пиримидина De Novo катализируется продуктами 3 генов CAD, DHODH и UMPS. Первые три фермента процесса кодируются одним и тем же геном в CAD, который состоит из карбамоилфосфатсинтетазы II , аспартаткарбамоилтрансферазы и дигидрооротазы . Дигидрооротатдегидрогеназа (DHODH), в отличие от CAD и UMPS, является монофункциональным ферментом и локализуется в митохондриях. UMPS - это бифункциональный фермент, состоящий из оротатфосфорибозилтрансферазы (OPRT) и оротидинмонофосфатдекарбоксилазы (OMPDC).. И CAD, и UMPS локализуются вокруг митохондрий в цитозоле. [5] У грибов подобный белок существует, но не имеет функции дигидрооротазы: другой белок катализирует вторую стадию.

У других организмов ( бактерий , архей и других эукариот ) первые три шага выполняются тремя разными ферментами. [6]

Катаболизм пиримидинов [ править ]

Пиримидины в конечном итоге катаболизируются (разлагаются) до CO 2 , H 2 O и мочевины . Цитозин можно расщепить до урацила , который может быть расщеплен на N-карбамоил-β-аланин , а затем на бета-аланин , CO 2 и аммиак с помощью бета-уреидопропионазы . Тимин расщепляется на β-аминоизобутират, который в дальнейшем может быть расщеплен на промежуточные продукты, которые в конечном итоге приводят к циклу лимонной кислоты .

β-аминоизобутират действует как приблизительный индикатор скорости оборота ДНК. [7]

Регламент биосинтеза пиримидиновых нуклеотидов [ править ]

За счет ингибирования отрицательной обратной связи конечные продукты UTP и UDP не позволяют ферменту CAD катализировать реакцию у животных. Напротив, PRPP и ATP действуют как положительные эффекторы, которые усиливают активность фермента. [8]

Фармакотерапия [ править ]

Фармакологическое регулирование метаболизма пиримидина имеет терапевтическое применение.

Ингибиторы синтеза пиримидина используются при активном ревматоидном артрите средней и тяжелой степени и псориатическом артрите , а также при рассеянном склерозе . Примеры включают лефлуномид и терифлуномид .

Пребиотический синтез пиримидиновых нуклеотидов [ править ]

Чтобы понять, как возникла жизнь , необходимы знания о химических путях, которые позволяют формировать ключевые строительные блоки жизни в вероятных пребиотических условиях . Гипотеза мира РНК утверждает, что в изначальном супе существовали свободно плавающие пиримидиновые и пуриновые рибонуклеотиды , основные молекулы, которые последовательно соединяются с образованием РНК . Сложные молекулы, такие как РНК, должны были возникнуть из относительно небольших молекул, реакционная способность которых определялась физико-химическими процессами. РНК состоит из пиримидина и пурина. нуклеотиды, оба из которых необходимы для надежной передачи информации и, следовательно, для естественного отбора и дарвиновской эволюции . Becker et al. показали, как пиримидиновые нуклеозиды могут быть синтезированы из малых молекул и рибозы , только за счет циклов «влажный-сухой». [9]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c «Ген Entrez: CAD карбамоилфосфат синтетаза 2, аспартат-транскарбамилаза и дигидрооротаза» .
  2. ^ «Энтрез Ген: дигидрооротатдегидрогеназа DHODH» .
  3. ^ a b «Энтрез Ген: уридинмонофосфат синтетаза UMPS» .
  4. ^ «Энтрез Ген: уридин-цитидинкиназа 2 UCK2» .
  5. ^ Читракар I, Ким-Гольцапфель DM, Чжоу W, французский JB (март 2017). «Структуры высшего порядка в метаболизме пуринов и пиримидинов». Журнал структурной биологии . 197 (3): 354–364. DOI : 10.1016 / j.jsb.2017.01.003 . PMID 28115257 . 
  6. ^ Гаравито MF, Narváez-Ortiz ГИ, Zimmermann BH (май 2015). «Метаболизм пиримидина: динамические и универсальные пути патогенов и клеточного развития». Журнал генетики и геномики = И Чуань Сюэ Бао . 42 (5): 195–205. DOI : 10.1016 / j.jgg.2015.04.004 . PMID 26059768 . 
  7. ^ Nielsen HR, Шёлина KE, Nyholm K, Baliga BS, Вонг R, Borek E (июнь 1974). «Бета-аминоизомасляная кислота, новый зонд для метаболизма ДНК и РНК в нормальной и опухолевой ткани». Исследования рака . 34 (6): 1381–4. PMID 4363656 . 
  8. Перейти ↑ Jones ME (июнь 1980 г.). «Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов у животных: гены, ферменты и регуляция биосинтеза UMP». Ежегодный обзор биохимии . 49 (1): 253–79. DOI : 10.1146 / annurev.bi.49.070180.001345 . PMID 6105839 . 
  9. ^ Becker S, Feldmann J, Wiedemann S, Okamura H, Schneider C, Iwan K, Crisp A, Rossa M, Amatov T, Carell T. Единый пребиотически вероятный синтез пиримидиновых и пуриновых рибонуклеотидов РНК. Наука. 2019 4 октября; 366 (6461): 76-82. DOI: 10.1126 / science.aax2747. PMID: 31604305

Внешние ссылки [ править ]

  • Обзор в Королеве Марии, Лондонский университет