Біосинтез нуклеотидів
Синтез нуклеотидів: загальні відомості
Синтез пуринів і піримідинів de novo призводить до монофосфату, відповідно ІМФ (IMP] і УМФ (UMP) (див. С. 190). З цих двох попередників синтезуються всі інші нуклеотиди. Відповідні шляху представлені в даному розділі. Подробиці наведені на сс. 405 і 406. Синтез нуклеотидів шляхом повторного використання підстав розглянуто на с. 188.
Синтез пуринових нуклеотидів (1) здійснюється з інозінмонофосфата [ІМФ (IMP)]. Його заснування гипоксантин перетворюється в дві стадії відповідно в аденін або гуанін. Утворені нуклеозідмонофосфати АМФ (AMP) і ГМФ (GMP) переходять в дифосфати АДФ (ADP) і ГДФ (GDP) під дією нуклеозідфосфаткіназ і, нарешті, фосфорилюються нуклеозіддіфосфаткіназамі до трифосфатів АТФ (АТР) і ГТФ (GTP). Нуклеозидтрифосфат служать будівельними блоками для РНК (RNA) або функціонують як коферментів (див. С. 110). Перетворення рибонуклеотидов в дезоксирибонуклеотидів відбувається на стації діфосфатов і каталізується нуклеозіддіфосфат-редуктазою (схема Б).
Шляхи біосинтезу піримідинових нуклеотидів (2) складніше, ніж шляхи синтезу пуринових нуклеотидів. Насамперед вихідний УМФ (UMP) фосфорилируется до ди-, а потім трифосфата УТФ (UTP). УТФ перетворюється цітідінтріфосфат-синтазою (CTP-синтаза) в ЦТФ (СTP). Так як відновлення піримідинових нуклеотидів до дезоксірібонуклеотідов відбувається на стадії діфосфатов, ЦТФ повинен бути гідролізований фосфатазою до ЦДФ (CDP), після чого можуть утворитися дЦДФ (dCDP) і дЦТФ (dCTP).
Будівельний блок ДНК (DNA), дезоксітімідінтріфосфат [дТТФ (dTTP)], синтезується з УДФ (UDP) у кілька стадій. Підстава тимін, яке, очевидно, знаходиться тільки в ДНК (див. С. 86), утворюється на рівні нуклеозідмонофосфата при метилировании дезоксіурідінмонофосфата. Відповідають за цю стадію тимідилат-синтаза і допоміжний фермент дигідрофолат-редуктаза, які є важливими мішенями для дії цитостатиків (див. С. 388).
Б. Відновлення рибонуклеотидов
2′-Дезоксирибоза, структурний елемент ДНК, не синтезується у вигляді вільного цукру, а утворюється на стадії дифосфата при відновленні ρібонуклеозіддіфосфатов. Таке відновлення – складний процес, в якому бере участь кілька білків. Необхідні відновлювальні еквіваленти поставляються НАДФН (NADPH). Тим не менш, вони не переносяться безпосередньо від коферменту до субстрату, а проходить насамперед через ряд окислювально-відновних реакцій. На першій стадії (1) тіоредоксінредуктази відновлює за допомогою пов’язаного з ферментом флавінаденіндінуклеотіда невеликий білок, тіоредоксін. При цьому дисульфідних місток в тіоредоксіна розщеплюється. Утворені SH-групи знову відновлюють каталитически активний дисульфідних місток в нуклеозіддіфосфат-редуктази (“рибонуклеотид-редуктаза”). Вільні SH-групи є дієвими донорами електронів для відновлення рібонуклеотіддіфосфатов.
Рибонуклеотид-редуктаза еукаріот являє собою тетрамер, що складається з двох R1- і R2 – субодиниці. Крім згаданого дисульфідного містка, в фермент під час реакції утворюється тирозин-радикал (2, див. С. 20). генерує радикал в субстраті (3). Останній отщепляет молекулу води і внаслідок цього переходить в радикал-катіон. При наступному відновленні утворюється залишок дезоксирибози і регенерується тирозинових радикал.
Процес регуляції рибонуклеотид-редуктази має досить складний механізм. Субстратна специфічність і активність ферменту контролюються двома аллостеріческого центрами зв’язування (а і б) R1-субодиниці. АТФ і дАТФ (dATP) відповідно підвищують і зменшують активність редуктази, зв’язуючись з центром а. З центром б взаємодіє інший нуклеотид, що змінює в результаті зв’язування субстратне специфічність ферменту.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)