Lenindzher Основы биохимии т.2 (1128696), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Пиримидиновые яуклеотиды синтезируются из аспартата и рибозофосфата Обычные пиримидиновые нуклеотиды — это цитидин-5'-монофасфат (СМР), или цитидилат, н уридин-5'-манафогфат (()МР), или уридилат; в их состав входят пиримидиновые основания-соответственно цитозин и урацил. Биосинтез пиримндиновых нуклеотндов (рис. 22-19) несколько отличается от синтеза пуриновых нуклеотидов; в этом случае сначала образуется шесгичленное пиримцпиновое кольцо, а затем к нему присоединяется рибозофосфат.
Для этого процесса требуется карбамаилфасфат, играющий роль промежуточного продукта также н в цикле мочевины (разл. 19.7). Однако карбамонлфосфат, необходимый для синтеза мочевины, образуется в митохондриях при участии митохондриального фермента карбамоилфосфагпсинтетазы 1, а карбамоилфосфат, участвующий в биосинтезе пиримидинов, образуется в цитозоле под действием другой формы того же фермента — карбамоилфасфат-синтлпзазы П. Цитозольный карбамоилфосфат взаимодействует с аспартатом, в результате чего получается Х-карбамоиласпарпкигх Эта реакция катализируется аспарпит-транскарбамоилазой, одним из наиболее тщательно изученных аллостерических ферментов (дополнение 9-5); о ней мы еще будем говорить ниже.
При отщеплении молекулы волы от Ы-карбамоиласпартата под действием дигидроаротазы пиримидиновое кольцо замыкается; в результате возникает Ь-дигидроаропгат, который затем окисляется с образованием ГЛ. 22. БИОСИНТЕЗ АМИНОКИСЛОТ И НУКЛЕОТИДОВ Орстилилат сой' « Снз нс — хн, СОО Аспартат Аспартетфат трааскаР««амо«ьзиэа — «. ГР" —-- «е«лЖ7сри Чз з кир О с«. 1 (:. н,н «:««,- о=с «««: — СОО « н Н-карбамоиласпартат Н„о зза«илро,рт„,- О 1' сн: нн С=О ! О ! 'Π— Р= — О ! О Карбамоилфсс 'О нн «:н ! О=-С н О ! Π— Р— О— урилилат урниин-б"-трифосфат Глут амин + АТР СТР .интстам Глутамат + АОР а Р, нн н н н;— о=с, и«; — «,оо «' « н '«:н «р р О О 0 О=С СН ! „"знгт««тт- --Π— Р— Π— Р— Π— Р— Π— СН, О ~ аминь а !! О О О Цитилни.б'- Н н т риф оорат нх ОН ОН «! О=С н Ор оротавой кислоты, представляющей со- РЯРР бой производное пиримидина.
Конечным Оротат- акцептором электронов в этой реакции Ррз Ф фсуиьозз л««а Фиа э СЛУжИт «Ч«АР+. На этой стадии В-рибозо-5.фосфатная боковая цепь, поставляемая 5-фосфорибозил-1-пирофосфатом, присоединяется 1 к оротату, в результате чего образуется О- О=1 С --ОЭО н оротидиловая кислота. Оротидилат де- -Π— Р— Π— сн, карбоксилируется и образовавшийся уридило«за фосфорилируясь, превращается н н в ТАТР; последний присоединяет аминогруппу от глутамииа и превращается ОН ОН в цитилнптрифосфат (СТР) (рис. 22-19). Рис. 22-«9.
Путь биосинтеза «ЗТР и СТР «через образование оротаиилоаоа кислоты!. РКРР- К-фосфорнбоэил-«-пирофосфат. Скорость биосинтеза пирнмидиновых нуклеетидов регулируется асиартат- ЧАСТЬ и БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАБОЛИЗМ 1' н мв 10 20 1 Аспартат) ° ми 30 ()МР 1 ВТР— --- — СТР шранскарбамоизаэой (АТКазой), катализирующей первую реакцию этого биосинтетического пути (рис. 22-20). АТКаза ингибируется конечным продуктом данной последовательности реакций — цитидинтрнфосфатом (СТР). Молекула АТКазы состоит из шести каталитическнх н шести регуляторных субъединиц (дополнение 9-5).
Квталитическне субъединицы связывают молекулы субстрата, а регуляторные субъединицы — молекулы аллостерического ннгибитора СТР. Вся ферментная молекула в целом. так же как и отдельные субъединицы фермента, существует в двух формах -активной и неактивной. Фермент обладает максимальной активностью, когда его регуляторные субъединицы свободны. Однако, когда СТР накапливается, он присоединяется к регуляторным субъединицам и изменяет их конформацию.
Это изме- Карбамонлфосфат + Аспартат — — --+00~ОБ г Р(-карбамоиласпартат Рве. 22лп Регуляция бносинтеза СТР путем ен~ нбнромння аспаргаытр«нскарбамонлазы консчнь|лз продуктом эгон последовательности реакций. АТР предотврашает ингибнруюшее лейс~вис СТР Рис. 22-2Ь Влияние внлостсрическик модуля- торов СТР н АТР на скорость преврашения аспаргата в карбамоиласпарзат под действием аспартат-транскарбамовзмзы. Обратите внима- ние.
что при добавлении СТР (аллостерическо- го ннгибитора вспартат-траискарбамонлвзы) Км лля аспартата увеличивается. АТР пол- ностью снимает этот эф)ект. пенне передается каталитическим субьединицам, которые при этом также переходят в неактивную конформацию. АТР препятствует такому действию СТР.
На рис. 22-21 показано, как изменяется активность АТКазы под действием аллосгерических регуляторов. 22.17. Рибонуклеотиды служат предшественниками дезокснрибонуклеотидов Строительные блоки ДНК, дезоксирнбонуклеотиды, образуются из соответствующих рибонуклеотидов в реакциях, в которых В-рибозная часть молекулы рибонуклеотида восстанавливается по атому углерода в положении 2' с образованием 2сдезоксипроизводного. Таким путем, например, аденознщуифосфат (АВР) восстанавливается в 2сдеэоксиаденоэиндифосфазн (с)АВР), а ОВР— в дОВР.
Лля восстановления В-рибозной части молекулы рибонуклеозипдифосфатов до 2'-дезоксн-В-рнбозы требуется пара водородных атомов. Эти водородные атомы поступают в конечном счете от )ЧАВРН, но в их передаче участвует особый водородпереносящий белок— тиорсдонснн. В молекуле этого белка имеются две ВН-группы, при помощи которых и совершаетсн перенос водо- 671 гл. 22 ьиосинтьз Аминокислот и ну клротидов завершается в результате следующих ре- акций. каталнзируемых соответствующи- ми киназами: АТР + ((А(гР— АОР + дАТР, АТР + дС(гР— АОР + с(СТР, АТР + ()Т(гР -з АОР + с(ТТР, АТР + ((О(»Р -к АРР + ((ОТР. Б БН тг! ХАОРН + Н' + Тиоредокаин ~ НАОР+ + Тиаредоксин БН БН Тиоредокоии + ХОР— '!'иоредаксин ~ + т)МЭР + Н,О г' БН Б ΠΠΠ— Р— Π— Р— Π— СН Аленаэии- дифосфат (А)»Р» Рибоиукяеоти(~- релуктаза Восстаиавлениый тиоредоксин Окислеввый тиоредоксии +н 0 О О ! Π— Р— Π— Р— О— !! О О 2'-дезоксиадеиазиидифосфат (БАЙР) Рнс.
2Ъ22. Преврвюеане АОР в КАОР. Другис рнбоиуквеозкд-усдифосфаты (1ЧОР( превраща- ю~се в соо~ветствуютдне 2здезакскфармы (КНОР(в результате такай ис реакции. родных атомов от ХАОРН к рибонуклеозиддифосфату. Окисленная, или дисульфидная, форма тиоредокснна восстанавливается за счет (т(АОРН в реакции, катализируемой и(норге»оксииредуктазой Затем восстановленный тиоред(исснн восстанавливает нуклеозилдифосфат (ХОР) до дезоксирибонуклеозндлифосфата (с(ХОР» в реакции, катализируемой рибоиуклеотиидредукитазой (рис.
22-22) В ДНК содержатся остатки тимид(еловой кислотим (((ТМР) вместо остатков уридиловой кислоты (()МР), присутствующих в РНК (разд. 14.18). Они получаются следующим образом: сначала дезоксиурилиндифосфат. (сПЛ»Р). образовавшийся из уридиндифосфата ((ЛЭР), гидролизуется с образованием (ШМР (ПЛ»Р + Н О (П)МР + Р,, а затем (ПЗМР превращается в дезокси тимидилат (дТМР) в результате метили ровання при помощи »т(з,Х'о-мотивец тетрагидрофолата в реакции, катализи руемой тиимидилдлисиии(етиазой (П)МР + )т(е,Х'о-метилентетрагидрофолат -е ()ТМР + Дигидрофолат.
т)ТМР фосфорилируется с образованием ((Т(УР с1ТМР + АТР т(Т(УР ф АОР, а из дигидрофолата под действием итетирагит»рофолаитдггидрогендзы регенерирует тетрагидрофолат Дигидрофолат + ХАОРН + Н' Тетрагидрофолат + 1ЧАОР', Синтез дезоксирибонукиеозид-з -трифосфатов. являющихся непосредственными предшественниками ДНК (гл. 2й, нн, ! р(~ с" ~~ сн нСаз С г (ч н Инт с х (ч» с П сн нс с тг н х б72 ЧАСТЬ П. БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАБОЛИЗМ Ксввт скгл Коввтпв ! Ксвптвк- окскдвзв ночевок кксжжв Ввводптся у прпмвтов ! урвт- скскдвзв 22.!8. Расвад пурииов приводит у человека к обрнзовашио мочевой кислоты Распад пуриновых нуклеотидов (рнс.
22-23) начинается с отщеплення фосфатной группы под действием 5'-м) клеотпидазы. Из аденилата таким путем образуется аг)елозин„который, дезаминнруясь, превращается в иноэин. Инозин затем подвергается гндролизу, что приводит к образованию пуринового основания гипокгантдина н В-рибозы. Гипоксантнн окисляется до ксамнгина и далее до мочевой кисдогны под действием ксаннгоноксидазы, сложного флавннзависимого фермента, в простетической группе которого содержится один атом молибдена и четыре железосерных центра (разд.
17,8). Акцептором водорода в этой АМР Н,О г б'-куклеотпдвэв Р, Адевоэвп СМР Н,О Н,О- ( г г Г Адевозвв- З кукдмг„ дезвмвл мв Ипозвв Гуелозкп Н,О Н,О,) Нуклеозкдвэа Нуклвозвдезв Гппоксвлтвв Гувввв Рве. 22-23. Пути рвслжолелкз пурввовык куклеоткдов. Подробно калечные ззвпы показаны кв рве 22-24, сложной реакции служит молекулярный кислород. Конечным продуктом катаболнзма чзМР также является урапь чзМР сначала гидролизуется с образованием нуклеознда гуанознна, который, расщепляясь, превращается в свободный гуннын, Гуанин претерпевает гидролитнческое расщепление с образованием ксантина, превраптазощегося затем в урат под действием ксантиноксидазы (рис 22-24).
У приматов мочевая кислота - конечный продукт распада пурннов, выводимый с мочой. Однако у многих других О (( Н)Ч С Ч, Гнпокспнтнн СН Н Н Н НзО. 0» Ксвнтнноксндаза н,о,- ОН С Х Ксантдн 1 (енспьная форма) )! 'СН х )ч Н н о. о Кспдтпноксндаза Н, Оз ОН ! )ч С 1ч ОН Мочевая Н )о,+но Уратоксндаза СОз О Н нн С=О Аддадтонн О=С С / ~к~н н Н Н Рве. 22-з4. Конечные зтвоы рвсгдеплеквк пури- ков .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
