Metabolizm pirymidyny - Pyrimidine metabolism

Biosynteza pirymidyn zachodzi zarówno w organizmie, jak i poprzez syntezę organiczną.

Biosynteza de novo pirymidyny

Kroki Enzymy Produkty
1 syntetaza fosforanu karbamoilu II fosforan karbamoilu Jest to regulowany etap biosyntezy pirymidyny u zwierząt.
2 transkarbamoliaza asparaginowa ( transferaza karbamoilowa asparaginianowa ) kwas karbamoilo-asparaginowy Grupę fosforanową zastępuje asparaginian. Jest to regulowany etap biosyntezy pirymidyny w bakteriach.
3 dihydroorotaza dihydroorotan Tworzenie pierścieni i odwodnienie.
4 dehydrogenaza dihydroorotanowa (jedyny enzym mitochondrialny) orotować Dihydroorotan wchodzi następnie do mitochondriów, gdzie jest utleniany poprzez usuwanie wodorów. Jest to jedyny mitochondrialny etap biosyntezy pierścieni nukleotydowych.
5 fosforybozylotransferaza orotanowa OMP PRPP przekazuje grupę Ribose.
6 Dekarboksylaza OMP UMP Dekarboksylacja
kinaza urydyno-cytydynowa 2 UDP Fosforylacja. Stosowany jest ATP.
kinaza nukleozydowo-difosforanowa UTP Fosforylacja. Stosowany jest ATP.
Syntaza CTP CTP Stosowane są glutamina i ATP.

Biosynteza de Novo pirymidyny jest katalizowana przez trzy produkty genów CAD, DHODH i UMPS. Pierwsze trzy enzymy procesu są kodowane przez ten sam gen w CAD, który składa się z syntetazy fosforanu karbamoilu II , karbamoilotransferazy asparaginianowej i dihydroorotazy . Dehydrogenaza dihydroorotanowa (DHODH) w przeciwieństwie do CAD i UMPS jest enzymem jednofunkcyjnym i jest zlokalizowana w mitochondriach. UMPS jest dwufunkcyjnym enzymem składającym się z fosforybozylotransferazy orotanowej (OPRT) i dekarboksylazy monofosforanowej orotydyny (OMPDC) . Zarówno CAD, jak i UMPS są zlokalizowane wokół mitochondriów, w cytozolu. W grzybach istnieje podobne białko, ale brakuje mu funkcji dihydroorotazy: inne białko katalizuje drugi etap.

W innych organizmach ( bakterie , archaea i inne eukarionty ) pierwsze trzy etapy są wykonywane przez trzy różne enzymy.

Katabolizm pirymidyn

Pirymidyny są ostatecznie katabolizowane (rozkładane) do CO 2 , H 2 O i mocznika . Cytozyny mogą zostać podzielone na uracyl , który może być następnie dzielony na N-karbamoilo-p-alaninę , a następnie do beta-alaniny , CO 2 i amoniak przez beta-ureidopropionase . Tymina jest rozkładana na β- aminoizomaślan , który może być dalej rozkładany na związki pośrednie prowadzące ostatecznie do cyklu kwasu cytrynowego .

β-aminoizomaślan działa jako przybliżony wskaźnik szybkości obrotu DNA.

Regulamin biosyntezy nukleotydów pirymidynowych

Poprzez hamowanie ujemnego sprzężenia zwrotnego produkty końcowe UTP i UDP zapobiegają katalizowaniu reakcji u zwierząt przez enzym CAD. Odwrotnie, PRPP i ATP działają jako pozytywne efektory, które zwiększają aktywność enzymu.

Farmakoterapia

Farmakologiczne modulowanie metabolizmu pirymidyny ma zastosowanie terapeutyczne.

Inhibitory syntezy pirymidyn stosuje się w czynnym reumatoidalnym zapaleniu stawów o nasileniu od umiarkowanego do ciężkiego i łuszczycowym zapaleniu stawów , a także w stwardnieniu rozsianym . Przykłady obejmują Leflunomid i Teriflunomid .

Prebiotyczna synteza nukleotydów pirymidynowych

Aby zrozumieć, jak powstało życie , potrzebna jest wiedza na temat szlaków chemicznych, które umożliwiają tworzenie kluczowych elementów budulcowych życia w prawdopodobnych warunkach prebiotycznych . RNA World hipoteza głosi, że w pierwotnej zupy istniały free-floating pirymidynowych i purynowych rybonukleotydy , podstawowe cząsteczki, które łączą szeregowo tworząc RNA . Złożone cząsteczki, takie jak RNA, musiały wyłonić się ze stosunkowo małych cząsteczek, których reaktywność była regulowana przez procesy fizykochemiczne. RNA składa się z nukleotydów pirymidynowych i purynowych , z których oba są niezbędne do wiarygodnego przekazywania informacji, a tym samym doboru naturalnego i ewolucji darwinowskiej . Becker i in. pokazali, w jaki sposób nukleozydy pirymidynowe mogą być syntetyzowane z małych cząsteczek i rybozy , napędzane wyłącznie przez cykle mokre-suche.

Bibliografia

Linki zewnętrzne