Пиримидиновый метаболизм
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( Август 2008 г. ) |
Биосинтез пиримидина происходит как в организме, так и посредством органического синтеза. [1]
de novo Биосинтез пиримидина
[ редактировать ]| Шаги | Ферменты | Продукты | |
| 1 | карбамоилфосфатсинтетаза II [2] | карбамоилфосфат | Это регулируемая стадия биосинтеза пиримидинов у животных. |
| 2 | аспарагиновая транскарбамоилаза ( аспартаткарбамоилтрансфераза ) [2] | карбамоил аспарагиновая кислота | Фосфатная группа заменена аспартатом. Это регулируемая стадия биосинтеза пиримидина у бактерий. |
| 3 | дигидрооротаза [2] | дигидрооротат | Образование колец и обезвоживание. |
| 4 | дигидрооротатдегидрогеназа [3] (единственный митохондриальный фермент) | вращать | Затем дигидрооротат поступает в митохондрии , где окисляется за счет удаления водорода. Это единственный митохондриальный этап биосинтеза нуклеотидных колец. |
| 5 | оротатфосфорибозилтрансфераза [4] | ОМП | PRPP жертвует группу рибозы. |
| 6 | ОМП декарбоксилаза [4] | УМЗ | Декарбоксилирование |
| уридин-цитидинкиназа 2 [5] | UDP | Фосфорилирование. используется АТФ. | |
| нуклеозиддифосфаткиназа | УТП | Фосфорилирование. используется АТФ. | |
| CTP-синтаза | ОСАГО | глутамин Используются и АТФ. |
Novo Биосинтез пиримидина De катализируется тремя генными продуктами CAD, DHODH и UMPS. Все первые три фермента этого процесса кодируются одним и тем же геном при ИБС , который состоит из карбамоилфосфатсинтетазы II , аспартаткарбамоилтрансферазы и дигидроороротазы . Дигидрооротатдегидрогеназа (DHODH) в отличие от CAD и UMPS является монофункциональным ферментом и локализуется в митохондриях. UMPS представляет собой бифункциональный фермент, состоящий из оротатфосфорибозилтрансферазы (OPRT) и оротидинмонофосфатдекарбоксилазы (OMPDC) . И CAD, и UMPS локализуются вокруг митохондрий, в цитозоле. [6] У грибов существует аналогичный белок, но у него отсутствует функция дигидрооротазы: второй этап катализирует другой белок.
У других организмов ( бактерий , архей и других эукариот ) первые три этапа выполняются тремя разными ферментами. [7]
Пиримидиновый катаболизм
[ редактировать ]Пиримидины в конечном итоге катаболизируются (разлагаются) до CO 2 , H 2 O и мочевины . Цитозин может расщепляться до урацила , который далее расщепляется до N-карбамоил-β-аланин , а затем до бета-аланин , CO 2 и аммиак под действием бета-уреидопропионазы . Тимин расщепляется на β-аминоизобутират , который в дальнейшем может расщепляться на промежуточные соединения, что в конечном итоге приводит к циклу лимонной кислоты .
β-аминоизобутират действует как приблизительный индикатор скорости обновления ДНК . [8]
Регуляция биосинтеза пиримидиннуклеотидов
[ редактировать ]Посредством ингибирования отрицательной обратной связи конечные продукты UTP и UDP не позволяют ферменту CAD катализировать реакцию у животных. И наоборот, PRPP и АТФ действуют как положительные эффекторы, усиливающие активность фермента. [9]
Фармакотерапия
[ редактировать ]Фармакологическое модулирование пиримидинового метаболизма имеет терапевтическое применение и может быть использовано при лечении рака. [10]
Ингибиторы синтеза пиримидина применяют при активном среднетяжелом и тяжелом ревматоидном артрите и псориатическом артрите , а также при рассеянном склерозе . Примеры включают лефлуномид и терифлуномид (активный метаболит лефлуномида).
Пребиотический синтез пиримидиновых нуклеотидов
[ редактировать ]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 первичном бульоне существовали свободно плавающие пиримидиновые и пуриновые рибонуклеотиды — фундаментальные молекулы, которые последовательно соединяются, образуя РНК . Сложные молекулы, такие как РНК, должны были возникнуть из относительно небольших молекул, реакционная способность которых определялась физико-химическими процессами. РНК состоит из пиримидиновых и пуриновых нуклеотидов, оба из которых необходимы для надежной передачи информации и, следовательно, для естественного отбора и дарвиновской эволюции . Беккер и др. показали, как пиримидиновые нуклеозиды могут быть синтезированы из небольших молекул и рибозы исключительно за счет циклов влажно-сухого состояния. [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Алькахтани, Саад Саид; Колтай, Томас; Ибрагим, Мунтасер Э.; Башир, Адиль Х.Х.; Алхуфи, Сари Т.С.; Ахмед, Самрейн Б.М.; Мольфетта, Дарья Ди; Карвальо, Тьяго, Массачусетс; Кардоне, Роза Анджела; Решкин, Стефан Джоэл; Хифни, Абдельхамид; Ахмед, Мохамед Э.; Альфарук, Халид Омер (6 июля 2022 г.). «Роль pH в регулировании синтеза пиримидина при раке» . Журнал ксенобиотиков . 12 (3): 158–180. дои : 10.3390/jox12030014 . ПМЦ 9326563 .
- ^ Перейти обратно: а б с «Ген Энтрез: CAD-карбамоилфосфатсинтетаза 2, аспартаттранскарбамилаза и дигидроороротаза» .
- ^ «Ген Энтреза: дигидрооротатдегидрогеназа DHODH» .
- ^ Перейти обратно: а б «Ген Энтрез: UMPS уридинмонофосфатсинтетаза» .
- ^ «Ген Энтреза: уридин-цитидинкиназа UCK2 2» .
- ^ Читракар I, Ким-Хользапфель Д.М., Чжоу В., Френч Ж.Б. (март 2017 г.). «Структуры высшего порядка в метаболизме пуринов и пиримидинов». Журнал структурной биологии . 197 (3): 354–364. дои : 10.1016/j.jsb.2017.01.003 . ПМИД 28115257 .
- ^ Гаравито М.Ф., Нарваес-Ортис Х.Ю., Циммерманн Б.Х. (май 2015 г.). «Пиримидиновый метаболизм: динамичные и универсальные пути патогенов и клеточного развития». Журнал генетики и геномики = И Чуань Сюэ Бао . 42 (5): 195–205. дои : 10.1016/j.jgg.2015.04.004 . ПМИД 26059768 .
- ^ Нильсен Х.Р., Сьолин К.Е., Нихолм К., Балига Б.С., Вонг Р., Борек Э. (июнь 1974 г.). «Бета-аминоизомасляная кислота, новый зонд для метаболизма ДНК и РНК в нормальной и опухолевой ткани». Исследования рака . 34 (6): 1381–4. ПМИД 4363656 .
- ^ Джонс М.Э. (июнь 1980 г.). «Биосинтез пиримидиннуклеотидов у животных: гены, ферменты и регуляция биосинтеза UMP». Ежегодный обзор биохимии . 49 (1): 253–79. дои : 10.1146/annurev.bi.49.070180.001345 . ПМИД 6105839 .
- ^ Алькахтани, Саад Саид; Колтай, Томас; Ибрагим, Мунтасер Э.; Башир, Адиль Х.Х.; Алхуфи, Сари Т.С.; Ахмед, Самрейн Б.М.; Мольфетта, Дарья Ди; Карвальо, Тьяго, Массачусетс; Кардоне, Роза Анджела; Решкин, Стефан Джоэл; Хифни, Абдельхамид; Ахмед, Мохамед Э.; Альфарук, Халид Омер (6 июля 2022 г.). «Роль pH в регулировании синтеза пиримидина при раке» . Журнал ксенобиотиков . 12 (3): 158–180. дои : 10.3390/jox12030014 . ПМЦ 9326563 .
- ^ Беккер С., Фельдманн Дж., Видеманн С., Окамура Х., Шнайдер С., Иван К., Крисп А., Росса М., Аматов Т., Карелл Т. (октябрь 2019 г.). «Единый пребиотически возможный синтез пиримидиновых и пуриновых РНК-рибонуклеотидов». Наука . 366 (6461): 76–82. дои : 10.1126/science.aax2747 . ПМИД 31604305 .
Внешние ссылки
[ редактировать ] метаболизма Карта |
|---|
