Деградация пиримидиновых нуклеотидов

Регенерация пиримидиновых нуклеотидов

Регуляция биосинтеза пиримидинов

Далее следуют реакции образования нуклеозидди- и трифосфатов, дезоксирибо-нуклеотидов, а также других типов нуклеотидов – цитидиновых и тимидиновых.

Реакция 6 Происходит декарбоксилирование оротата в ОМР с образованием уридинмонофосфата (UMP) – первого истинного пиримидинового нуклеотида.

Образование нуклеозидди- и трифосфатов происходит под действием, соответственно, нуклеозидмонофосфаткиназы и нуклеозиддифосфаткиназы (сходно с пуриновыми нуклеотидами).

Восстановление рибонуклеотидов до 2`-дезоксирибонуклеотидов также осуществляется на уровне нуклеозиддифосфатов и аналогично таковому у пуринов.

Образование цитидинтрифосфатов (СТР) происходит из уридинтрифосфатов (UTP) в результате реакции аминирования в положении 4 пиримидинового кольца. Реакция идет с участием глутамина и АТР.

Тимидинмонофосфат (2`-дезоксирибоТМР, dTMP) образуется из 2`-дезоксирибоUМР (dUMP) в результате реакции метилирования по 5 положению пиримидинового кольца. Донором метильной группы в данной реакции выступает N⁵,N¹⁰-метилентетрагидрофолат, который переходит в тетрагидрофолат.

Решающий этап в данном метаболическом пути – образование карбамоиласпартата. Фермент катализирующий эту реакцию, аспартаттранскарбамоилаза, ингибируется одним из конечных продуктов данного пути – СМР. Еще один регуляторный элемент – карбамоилфосфат-синтетаза. Она ингибируется другим конечным продуктом – UMP, а также пуриновыми нуклеотидами, но в то же время активируется ФРПФ.

В целом, скорости синтеза пиримидиновых и пуриновых нуклеотидов контролируются взаимосвязанно. Например, ФРПФ-синтаза, катализирующая образования общего предшествен-ника обоих этих групп нуклеотидов, ингибируется по принципу обратной связи как пуриновыми, так и пиримидиновыми нуклеотидами.

Клетки млекопитающих не способны использовать свободные пиримидиновые основания для синтеза нуклеотидов. В то же время они могут использовать для этого пиримидиновые нуклеозиды. В частности рибонуклеозиды уридин и цитидин под действием фермента уридин-цитидинкиназы могут фосфорилироваться до UMP и СМР, а дезоксирибонуклеозиды тимидин и дезоксицитидин превращаются в ТМР и dСМР тимидинкиназой и дезоксицитидинкиназой, соответствено. Донором фосфатной группы в данных реакциях выступает АТР.

В отличие от пуринов, конечные продукты распада пиримидинов являются хорошо растворимыми соединениями.

В начале идет отщепление от нуклеотида фосфорибозы или фосфодезоксирибозы с образованием свободного азотистого основания.

Урацил и тимин далее превращаются в свои дигидропроизводные – дигидроурацил и дигидротимин. Коферментами в данных реакциях выступают молекулы NADPH. Затем происходит гидролиз связи между азотом-3 и углеродом-4 пиримидинового кольца, в результате чего образуются b-уреидопропионат и b-уреидоизобутират, соответственно.

b-Уреидопропионат сначала распадается до b-аланина, а затем до ацетата. Обе стадии дают также дополнительно аммиак и СО₂.

b-Уреидоизобутират распадается до аммиака, СО₂ и b-аминоизобутирата, который участвует в таких же метаболических реакциях как и аминокислоты. При удалении амино-группы в результате реакции трансаминирования образуется полуальдегид метилмалоната, а затем метилмолонил-СоА. Последний далее превращается в сукцинил-СоА и вступает в цикл трикарбоновых кислот.

Цитозин подвергается тем же преобразованиям, так как он в результате реакции окислительного дезаминирования способен переходить в урацил.

Дата добавления: 2014-01-07