Биохимия 2 (1984) (1128710), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Шесгичленный фрагмент пури- нового кольца АТР участвует в построении имидазольного кольца гистидина (разд. 21.10). Остаток пуринового скелета тоже не пропадает впустую: он сохраняется в виде рибонуклеотида 5-аминоимидазол-4-карбоксамида, промежуточного продукта биосинтеза де пото пуринового кольца. 22.7. АМР н ОМР— ретроннгнбнторы бносннтеза пурнновых нуклеотидов Синтез пуриновых нуклеотидов регули- руется ингибированием по принципу обратной связи на нескольких стадиях (рис. 22.10). ΠΠ— РО О !( Π— РОС Н О Н Р, О О О н н Н О вЂ” Р— Π— Р— О НО ОН О( НО ОН Пурннрнаонукневтна ФРПФ 1. Концентрация ФРПФ регулируется ингибированием 5-фосфарибозил-1-нирофосфат — синтетаэы пуриннуклеотидами.
Эта синтетаза иигибируется АМР, ОМР и 1МР. 2. Решающий этап биосинтеза пури- новых нуклеотидов — превращение ФРПФ в фосфорибозиламин путем переноса ами- Ингнанрувтсн — ~ ) — » ФРПФ вЂ” ~ ) )— »Фоефорнаоэннаннн» Ингнанрувтся !МР, ДМР н ЙМР Ингнбнруатен 6МР 22. биосинтез нуклеотндов ций этого типа отщепляется фосфат, пирофосфат или остаток АМР.
Например, при синтезе 5-фосфорибозил-1-амина из ФРПФ аминогруппа глутамина замещает пирофосфат (разд. 22.4). 22.6. Пурнновые основания могут нспользоватьсв повторно с помощью реакций синтеза нз готовых остатков с участием ФРПФ Свободные пуриновые основания образуются путем гидролитического расщепления нуклеиновых кислот и иуклеотидов. Пуриннуклеотиды могут синтезироваться из таких предобразованных оснований с помощью реакций синтеза из готовых остатков. Эти реакции проще, чем пути синтеза де аоео, обсуждавшиеся выше, и обходятся клетке гораздо дешевле.
При синтезе из готовых остатков рибозофосфатная группа ФРПФ переносится на пурин и образуется соответствующий нуклеотид. Существуют два фермента, участвующие в реакциях синтеза из готовых остатков, с различной специфичностью. Аделин-фасфорибаэилтраисфераза катализирует образование аценилата: Аденин + ФРПФ вЂ” Аденилат + РР., Гипоксантин-гуанин — фосфорибозилтрансфераза катализирует образование ниозина- Рнс.
22.10. Регуляция биосинтеза пуринов. ДМР лщвннносукцннат » АМР ф !МР /с Ксантннат — + 6МР СОО '00 Кврбаивнпфоефвт Аепавзат Е.карбаиаипаепаязат ногруппы боковой цепи глутамина. Глутамин-фосфорибпзилпирпфпсфат — а.иидотрингфграза ингибируется многими пурииавыми рибинуклвптидилш по механизму обратной связи. Следует отметить, что ингибирующее действие АМР и СМР на это г фермент синергично. 3. Образование инозината-точка разветвления путей синтеза АМР и СМР. Ргн акции, ведущие пт инозинити к синтезу АМР и 6МР, иигибиру|отса по механизму поратнпй связи.
АМР подавляет превращение инозината в аденилосукцинат, его непосредственный предшественник. Подобно О О )! Нзы — С вЂ” Π— Р— О -|- ыг|ч О лому, С МР ингибирует превраьценне инозината в ксантила'| — непосредственный прешпественник СМР. 4. СТР служит субстратом для синтеза АМР, а АТР— субстрат для синтеза СМР. Этгз в|пи.иигвяэь ни уровне субгтратпв необходима для |що. чтобы сбалансировазь синтез адениловых и гуаниловых рибонуклеотидов. 22.8. Пиримиди|ювое кольцо синтезируется из карбамоилфосфата и аспартата В отличие от последовательносги реакций синтеза пуриннуклеотидов Йе почо пиримидиновое кольцо вначале собирается н только затсм присоелиняется к рибозофосфату с образованием пиримндиннуклеотида. Донором рибозофосфата при синтезе пиримидиннуклеотидов, |ак же как и при синтезе пуриннуклеотидов, служит ФРПФ.
Предшественники пиримндинового кольца — карбамоилфосфат и аспартат (рис. 22.111 Синтез пирнмидинов начинается с образования карбампилфосфпта, который служит также промежуточным продуктом синтеза мочевины (разл. 18.4). Синтез этого активированного донора карбамоильной |руппы в клетках зукариот компартмснгализован. Карбамоилфосфат, который используется для синтеза пиримидинов, образуется в цитозоле, тогда как карба- Часть П1.
Биосинтез 282 предшественников макромолекул моилфосфат, используемый для синтеза мочевины,— в митохондриях (разл. 18.5). Существуют лве разные карбамоилфосфатсинтазы. Еше одно существенное различие состоит в том, что при синтезе карбамоилфосфата в цнтозоле лонором азота служит глутамнн, а не )4)Н44: Глутамин + 2АТР + НСО, Карбамоилфосфат + 2АОР + Р, + -ь Глутамат. Решающий .этап в биагинтезе ииримидииов — образовииие )4-кпрбампиласипртатп из аспартата и карбамоилфосфата. КарбамоиР; О ч )! С вЂ” С00 Нз)Ц вЂ” С-К-С 000 Аспвртаттванскарбвмонпава Сы лирование катализируется пгпиртит-трингкарбимпилизой 1испиртат-карбампи,|- траигфгризпй. АТКизпй), ферментом, особенно интересным с |очки зрения регуляции )разл.
22.14). Пиримилиновое кольцо образуется в слелующей реакции, когда карбамоиласпартат циклизуегся с отшеплением молекулы воды н образованием дигидрппрптата, Затем при дегндратации лигилрооротата образуется протат. 22.9. К оротату присоединяется рвбозофосфатиый остаток ФРПФ Следующий эгап синтеза пиримидиннуклеотидов-присоединение рибпзпфпгфптипй группы. Оротат !свободный пнримидин) реагирует с ФРПФ с образованием прптидилити !пиримидиннуклеотид).
Протекание этой реакции, которую катализирует оротидилат-пирофосфорилаза, поддерживается гидролизом пирофосфата. Затем оротилилат декарбоксилируется, образуя >ридилат !урипинмонофосфат, 11МР)- главный пиримидиннуклеотид. изкавбаноипфоефата лз аспас.а44 Ыз 4';С Рис. 22.11. Происхождение атомов пиримидиново|о кольна. С-2 и Х-3 происходят из карбамоилфосфата, остальные атомы кольца-из аспартата, О з г н,о НН ' Сыэ ( о=с, с,— со о Длглдрслрозлзз и Длглдрвлрвтлз О О с Нзй СН О=с. с-соо Н 'Н ЛГ-клр(ымвлллвллрзаз .С. "сн о=с .с--соо 'Н н'+ МАО' МАОН Дигидролротат двглдрогвллзл Орвзат 0 С НН СН 0 С нн Сн О ,.о о=с с-с О- н- со, го ~-'' О ОрозидллазО двклрсокеилаза РОСН О Урлдллзз рэми) Орвзлдлллт Орлзвз 22.10. Первые гри фермента биоснигеза пнрнмндннов синтезируются в виде одной полипептндной цепи У Е.
сой шесть ферментов, синтезирующих ()МР из просзых предшественников, видимо, нс связаны лруг с друзам. У высших организмов, напротив. несколько из этих ферментов образуют мультиферментпый комплекс. Содержание э(ого комплекса в клетках млекопитающих сильно увеличивается под действием Х-(фасфоээаиелзи,э)- Е-ислартата (ФАА), мощного ингибитора аспартат-транскарбамоилазы (АТКазы). ФАА прочно связывается с АТКазой (К, = = )О ' М), так как имеет опрелеленное структурное сходство с перехолным комплексом, возникающим в процессе катализа (рис. 22.12). Выживающие клетки преодолевают ингибирующее действие ФАА, синтезируя л )ОО раз большс АТКазы, чем нормальные клезки. Концентрации карбамоилфосфат-сии газы и дигилрооротазы также увеличиваются в (ОО раз, тогда как активности ферментов, катализируюших послелующие реакции биосинтеза пиримидинов, практически не изменяются.
Эти данные позволили установить тот факт, что карбамаилфасфит-сиитиза, т иартаттраискарбазюиаизи и дигиэ)раоратзээгэ ковалеитио (вчзггиы в состивг единой пилииелтидиий чели с ма(. миггий 200 кДи. Ферменты, катализирующие две последние реакпии биосинтеза пиримилинов, орогатфосфорибозилтрансфсраза и оротилилаздекарбоксилаза, образуют другой ком- 263 0 Нн СН 0 злпе РР, (( р О=С С вЂ” С вЂ” э ~+ О Орозаз. О фосфори. бозилтраие- фврлзл цлекс. Возможно, они также ковалентно связаны. Напомним, что комплекс сннтетазы жирных кислот в дрожжах состоит из двух типов полипептидных пеней, каждая из которых содержит несколько ферментов (разл.
17.20). Ла вс ей всроятиослэи, кивизентнов <вчзываиие функционально рлдстввилыл ферзымтов — оби(ес,чвленив )' згкариат. Это может облегчазь сборку мультифермснтных комплексов. Еще одно предполагаемое преимупзество соединения нескольких ферментов в олпу полипептидиую цепь состоит в гом, что они синтезируются в эквимолярных количествах.
22.! 1. Нуклеозидмоно-, нукчеознддн- н нуклеозндтрнфосфаты способны к взанмопреврвщенням Активная форма нуклеотидов в биосинзе- тических и энергетических реакциях -ли- О О С вЂ” СН,— Р— О( НН О ООС вЂ” СН вЂ” СН з СОО Рз- ррллдюллавзлл) -ы авлартаз (Фдд) Рис. 22.!2. С эруктура ФАА, эффективного ингибитора АТКазы. 22. Биосинтез нуклеотндов Иаэбанонлаепалтат ОТР н сн С ! 11 О=С СН н Рнбоаотрнфоефат Рнбоаотрнфосфат 0ТР СТР фосфаты и трифосфаты. Нуклеозндмонофосфаты фосфорилируются под действием специфических пуклеозидмоиофосфаткииаз, использующих в качестве донора фосфатной группы АТР.
Например, )ГМР фосфорнлируется под действием (Лг(Р-кииазы: ()МР + АТР ш 1.1)3Р + А(3Р. АМР, А)3Р и АТР превращаются друг в друга под действием адепилаткииазы (называемой также миокиназой), Константа равновесия этих реакций близка к 1: АМР + АТР т АОР + А(3Р, Нуклеозилдифосфаты и нуклеозидтрифосфаты превращаются друг в друга под действием иуклеозид-дифосфат — кииазы, фермента с широкой специфичностью, в отличие от монофосфаткиназ. В следующих уравнениях Х и У могут быть любыми рибо- или дезоксирибонуклеозидами из большого набора этих соединений: ХОР + УТР ХТР + УОР. Например, (ЛЭР + А(3Р с- "()ТР + АОР. 22.12.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
