Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_2 (1123310), страница 92
Текст из файла (страница 92)
20.4.1.1) !Л1 12000), две сульфгидридные группы которого окисляются с образованием днсульфидного мостика. Тноредоксин может быть возвращен в восстановленную форму с помощью (4АРРН н тиоредоксинредукгазы, кото.- рая представляет собой флавопротенд, содержащий два моля флавинадениндинуклеотнда на моль фермента (Л( 68 000). Вторым донором водорода является восстановленный глутатнон, который работает в присутствии нового белка — глутаредоксина.
Окисленный глутатион может быть возвращен в активное восстаповлен- ш.мятдволизм ное состояние с помощью глутатионредуктазы, сопряженной с МАВРН (разд. !3.2). Активность рибонуклеозид-дифосфат-редуктазы аллостерическп регулируется иуклеозидтрнфосфатами, одни из них работают как стимуляторы, другие — как ингибиторы. Так, восстановление С()Р и НОР сильно стимулируется АТР (рис. 24.2), а восстановление АТ1Р и Сг()Р стимулируют дОТР и АТТР.
т(АТР иигибирует восстановление всех четырех рибонуклеозиддифосфатов. Общая система эффекторов и ингибиторов делает возможным сбалансированное поступление восстановленных дифосфатов и, следовательно, трифосфатов, непосредственных предшественников синтеза ДНК (гл. 25), ингибированио асек субсвоавов аквивация всех чевизок Еифосфовов аквиаация АГ1Р + СОР аивквацня Сгзр+ 0РР Рис. 24.2.
Схеизтяческое изображеяие аллостервческого влияния ауклеозидтряфосфатов ва рябонуклеозиддяфосфатредуктазу Е. со!1 (Еагззол А., яе1слаго Р., з. В1о1. СЬеш., 241, 2640, 1966]. Редуктазные системы, выделенные из различных животных клеток, имеют такие же свойства, что и описанная выше система из Е. со(г. Другая система была обнаружена у различных видов Еас(ооасШиз и Еия(епа. Перечислим основные характеристики последних систем, () Предпочтительными субстратами служат рибонуклеозидтрифосфаты, АТР, ОТР, СТР и (АСТР, восстановление которых катализируется одним ферментом. 2) Дигидролнпоат может служить донором водорода, хотя настоящий восстаиовитель до сих пор не идентифицирован.
3) 5,6-Диметплбензимидазолкобаламидный кофермент (кофермент витамина В1з, гл. 50) является необходимым компонентом системы. 4) Мй;тз и АТР (дАТР) стимулируют восстановление СТР и ингибируют восстановление ПТР и ОТ1з. 5) Различные дезоксирибонуклеозидтрифосфаты работают как эффекторы, стимуляторы и ингибиторы; их действие лишь в деталях отличается от действия на систему из Е. со(Е 24 мБТАБОлизм пуРииОвых и пиРимидиноаых нуклеотилОВ 955 В4д.тл. Образование тнмидниовмк муклеотидон д()МР, непосредственный предшественник дТМР, образуется при гндролизе АСТР, катализируемом дезоксиуридинтритросфатдифос4югидролазой (дс)ТРазой). дезоксиуридин-5стрифосфат + Н О вЂ” м дезоксн уридин-5'-фоорат -1- рр~ Эта реакция служит также для предотврашения включения урацила в ДНК (гл. 25).
Дезамннироваиие дСМР дезоксицигидилатгидролазой также приводит к образованию д(ЗМР. В приведенных ниже формулах д-рнбозо-Р отражает дезокснрнбозо-б'-фосфат. Этот фермент, присутствуюший в печени, также каталнзнрует дез- амннирование метил- и оксиметилдезоксицитидиловых кислот. 5А метилдезоксицитидин-5'-фосфат + Н О вЂ” тимидин-5'-фосфат -1- р1Н 5-окон метилдезоксицитиднн-5сфосфат + Н,Π— а— и 5-окснметилдсзоксиурнднн-5сфосфат -1- МНз В присутствии Са'+, Мцз+ нли Мпз+ дСТР является аллостерическнм активатором этого фермента, а дТТР— ингибитором. Метилнрование д~3МР катализируется тильидилатсинтетазой. маз+ дезоксиуридин-5'.фосфат+ Нз 'з-метилентесратидрофолат — з.
— — а- тимидин-5'-фосфат + дигидрофолат Тетрагндрофолат служит как источником углерода, так и непосредственным донором водорода в этой сложной реакции. Образующийся днгидрофолат восстанавливается до тетрагидрофолата в сопряженной с ИАт)Р реакции, катализируемой дигидрофюлатредукгазой. Хн 1 11 +На с~=с сн Н 1 6-рибозо-р дезонсицимиами-асчюсфат О 11 нн сн 1 11 +и О=С СН ы с1-риаозо-Р Везоисинрмаин-5-фосфам не метлвоенгзм Лналогичиая реакция, но без восстановления идет ири образовании 5-оксиметилдезоксицитидин-5'-фосфата из СМР прп инфицировании Е. сей бактериофагами Т2, Т4 или Тб ~гл, 28).
мну 1 С Ы СН не 1~-мел1илеитпеврагиарочпслиеваи Π— с сн — и кислыпа+ 6- рибоао-и аеэоксииигпидип-а-Чюсфат Не 1 Н С вЂ” СНОН 1 ще ппрагиарофолиеваи кислогпа + О=С СН н' 1 о-рибоао-Р 5-оксимел1илвеаоксииипыоин- 5СФОСО вгп 1 7 соР— ъ асоР 1лзР-ь плэ 1 отОР пСМР— — и анМР— — + ЗТМР < — мимиаии е — ~пимии Рис.
243. Общаа схема освовиых ааавиолревращеииа лиримидивовых дсзоксири- боиуклеотидов. бТМР может также образовываться по запасному пути из тимина при участии тимидиифосфорилазы и тимидинкиназы. тимин -1- деаоксирисово-1-фо фаг и=:и тимихии + Р; тимидии+ АТР— э тимидив-6'-фссфат+ АОР Уровень тнмндпнкиназы резко возрастает при инфицирования клеток некоторыми вирусами или в условиях повышенной скорости роста, например при регенерацшс печени.
Этот фермент регулируется аллостерически — ингибируется бТТР и стимулируется различными дезоксирибонуклеозиддифосфатами. Образование дезоксирибонуклеозиддп- и трифосфатов из моно- фосфатов идет при помощи специфических дезоксирибонуклеотидкиназ и неспецифических нуклеозиддифосфаткиназ, как описано для рибонуклеотидов (равд. 24.1.3). Общая схема основных взаимопревращений ппримндиновых дезоксирибонуклеотидов приведена на рис. 24.3.
ы. Иетлволизы пуРиновых и пиРимидиновых нуклеотидоа 987 24.1.8. Регуляция синтеза нуклеотидов Из вышесказанного ясно, что раздельные регуляторные механизмы осуществляют контрольза образованием пуриновых нуклеотидов (разд. 24.1.4), пиримидиновых нуклеотидов (24.1.5) и дезоксирибонуклеотидов (равд. 24.1.?). Рибоиуклеозидтрифосфаты используются при образовании всех типов РНК (гл. 26), а дезоксииуклеозидтрифосфаты являются непосредственными предшественниками биосинтеза ДНК (гл.
25). То, что свободные дезоксирибонуклеозидтрифосфаты присутствуют в клетках в очень малой концентрации, свидетельствует о том, что синтез дезоксииуклеотидов является скоростьлимитирующей стадией при синтезе ДНК. Таким образом, сбалансированные рост и размножение клеток нуждаются в синтезе большого количества иуклеозидтрифосфатов, которые должны поступать в нужном соотношении. Непосредственным источником энергии при образовании всех этих соединений является ЛТР; регулирование образовании ЛТР зависит от энергетических потребностей клетки и находится под контролем различных механизмов. Однако доступность ЛТР однозначно определяет скорость образования всех рибо- и дезоксирибонуклеозидтрифосфатов, так как 5-фосфорибозил-1-пирофосфат является исходным веществом при образовании всех нуклеотидов и большие количества АТР необходимы для образования этого ключевого соединения.
Фермент, катализирующий синтез 5-фосфорибозил-1-пирофосфата, сильно ингибируется АОР и СОР, что ограничивает синтез этого ключевого соединения при уменьшении энергоснабжения клетки. Влияние АОР как отрицательного эффектора гораздо сильнее, чем ИЭР. Триптофан и гистидии оказывают слабое влияние, хотя РЙРР является предшественником синтеза этих аминокислот (гл. 21).
24.1.9. Образование иуклеотидных коферментов Все рибонуклеотиды, обнаруженные в РНК, играют и другую важную роль в метаболизме. Так, были обнаружены реакции, в которых участвуют адеииловая, гуаниловая, уридиловая, цитидиловая и тимидиловая кислоты и соответствующие ди- и трифосфаты. Биосинтез и роль этих соединений были рассмотрены ранее. Также было обращено внимание на нуклеотиды, содержащие остатки, не обнаруженные в нуклеиновых кислотах,— никотииамид, флавии и пантотеновую кислоту.
Биосинтез нуклеотидов, содержащих эти остатки, нуждается, как правило, в ЛТР. 24.!.9.!. Флавнновые нунлеотады Рибофлавин — 7,8-диметил-!О-(1'-11-рибитил) изоаллоксазин— (гл. 50) является необходимым компонентом пищи млекопитаю- н!. а!етлволиза! ших. Как уже обсуждалось, он функционирует в ниде моно- или динуклеотида в качестве простетической группы ряда ферментов. Флавии,нономрклеогид (рибофлавин-5'-фосфат) образуется пз рибофлавина и АТР в ходе реакции, катализируемой флавокиназои и! е+ рибофлавин + АТР— ~ флавинмононуклеотид (РМИ) + АВР Ф.тавинадеиимдимукееотид образуется из мононуклеотида с помощью обратимой реакции, катализируемой г)злааиннуклеотидфос4ори.гавай ма'+ флавинмононуклеснид+ АТР ~ — ~ флавннаденинлинуклеотид (ГА()) + РР; (б) Соответствующий фермент локализован в ядре клеток млекопитающих и может играть важную регуляторную роль в клеточном 24.!.9.2.
Пнрндиннуклеотнды Никотннамидадениндинуклеотид (А)А()) (разд. 12.1.1) содержит никотинамнд, важный компонент пищи млекопитающих (гл. 50). Путь образования с(е попо никотиновой кислоты из триптофана (рис. 23.13) приводит непосредственно к мононуклеотиду никотиновой кислоты. В эритроцитах человека, дрожжах и свиной печени ниации (ннкотнновая кислота) реагирует с Р)сРР, образуя мононуклеотид никотиновой кислоты, который далее конденсируется с ЛТР, что приводит к дезамндо-ХАТ). Последний превращается в ИА1) при реакции с глутамином и АТР.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
