Регуляція синтезу пуринових нуклеотидів

Біосинтез пуринових нуклеотидів регулюється за принципом зворотного зв'язку (рис. 13). Регуляторною є рання реакція взаємодії 5-фосфорибозил-1-дифосфату з глутаміном. Активність ферменту алостерично гальмується кінцевими продуктами ланцюга реакій — ІМФ, АМФ і ГМФ.

 

Рис. 13. Реакції синтезу АМФ і ГМФ із інозинової кислоти. Пунктирними лініями позначено гальмування синтезу.

 

Другий регуляторний механізм діє на пізніших стадіях. АМФ гальмує реакцію синтезу із ІМФ аденіло-сукцинату, а ГМФ — ксантилової кислоти.

Таким чином, за цим механізмом надлишок АМФ чи ГМФ пригнічує власний синтез із ІМФ, але не впливає на синтез іншого нуклеотиду (табл. 8).

 

Таблиця 8. Регуляція синтезу пуринових нуклеотидів

РЕГУЛЯЦІЯ СИНТЕЗУ ПУРИНОВИХ НУКЛЕОТИДІВ
Контроль ранньої стадії синтезу	АМФ та ГМФ інгібують активність 5-фосфорибозил-1-пірофосфат-синтетази.		ІМФ, АМФ та ГМФ інгібують активністьглутамін-ФРПФ-амідотрансферази.
Контроль пункту розгалуження	АМФ інгібує активністьаденіло-сукцинат-синтетази.	ГМФ інгібує активністьІМФ-дегідрогенази.		АТФ та ГТФ є джерелами метаболічної енергії для синтезу один одного, що забезпечує їх координований синтез.

 

Біосинтез пуринових нуклеотидів із азотистих основ

 

Розглянутий біосинтез пуринових нуклеотидів із простих попередників — синтез de novo — потребує значних витрат метаболічної енергії у формі макроергічних зв’язків АТФ і ГТФ і відбувається не у всіх тканинах. Синтез пуринових нуклеотидів de novo відбувається, головним чином, у печінці, а запасний шлях – у позапечінкових тканинах, де економно повторно використовуються вільні пуринові основи. Зокрема в еритроцитах, лейкоцитах, клітинах головного мозку відбувається утворення нуклеотидів із “готових” вільних пуринових основ — аденіну, гуаніну та 6-оксипурину (гіпоксантину). Джерелом пуринових основ для такого синтезу є пурини, які утворюються з нуклеотидів, синтезованих у печінці, та нуклеотидів, які постійно вивільняються в результаті катаболізму (гідролітичного розщеплення) нуклеїнових кислот і нуклеотидів власних тканин та таких, що надходять у складі харчових продуктів. Цей механізм більш швидкого біосинтезу пуринових нуклеотидів шляхом повторного включення в метаболізм вільних азотистих основ отримав назву “шлях реутилізації”.

Цей шлях включає реакції, під час яких основи аденін, гуанін чи гіпоксантин взаємодіють із 5-фосфорибозил-1-дифосфатом. Аденінфосфорибозил-транфераза каталізує утворення АМФ:

Гіпоксантин-гуанін-фосфорибозилтрансфераза каталізує дві реакції

Перетворення пуринових нуклеозидмонофосфатів у три фосфати каналізують специфічні кінази:

Ці реакції відбуваються в цитоплазмі і відрізняються від синтезу АТФ у ході окиснювального фосфорилюваня.