МЕТАБОЛИЗМ ДНК И РНК
СИНТЕЗ ПУРИНОВЫХ И ПИРИМИДИНОВЫХ ОСНОВАНИЙ
Амидный азот |
N |
|
4 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
N1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
глутамина (N3) |
3 |
5 |
|
|
|
|
5 |
|||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
Аспарагиновая кислота |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(N1, С4-С6) |
|
|
СО2 (С2) |
|
|
2 |
6 |
|
|
|
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СО2 (С6) |
|
|
|
|
4 |
-NH2 |
|
|
|
|
|
|
N |
|
глицин (С4,С5,N7) |
аспартата |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
N |
|
6 |
|
|
|
||||
|
|
|
7 |
|
|
|||||
5 |
(N1) |
3 |
5 |
|
|
|
||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|||||||
|
1 |
|
|
|
|
ТГФ”(C8) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
ТГФ’ (С2) |
|
|
4 |
4 |
|
9 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
||
N |
|
|
|
|
|
N |
|
|
||
|
|
|
|
|
H |
|
|
|||
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
амидный азот глутамина (N3, N9)
81
БИОСИНТЕЗ НУКЛЕОТИДОВ
Фосфорибозильный компонент: 5’-фосфорибозил -1’-пирофосфат
Пиримидиновые основания: |
Пуриновые основания: |
||
|
Аминокислоты (аспарагиновая |
1. |
Аминокислоты (глицин, |
|
кислота, глутамин) |
|
глутамин, аспарагиновая |
|
СО2 |
|
кислота) |
|
|
2. |
СО2 |
|
|
3. |
ТГФ |
|
|
|
|
Последовательность стадий биосинтеза
1. |
Построение пиримидинового |
|
1. |
Образование N-гликозидной |
|
|
кольца. |
|
|
|
связи |
2. |
Образование N-гликозидной |
|
2. |
Построение циклической |
|
|
связи |
|
|
|
системы (пуринового |
|
|
|
|
|
основания) |
|
|
|
|||
Предшественник пиримидиновых |
|
Предшественник пуриновых |
|||
нуклеотидов: |
|
|
нуклеотидов: |
||
Уридин-5’-монофосфат |
|
Инозин-5’-монофосфат |
|||
|
АТР |
ADP |
АТР |
ADP |
|
Нуклеозид- |
Нуклеозид- |
Нуклеозид- |
|||
монофосфат |
дифосфат |
|
трифосфат |
||
82
КАТАБОЛИЗМ ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОЗИДОВ
Пуриновые основания окисляются:
учеловека, большинства млекопитающих, птиц, некоторых рептилий – до мочевой кислоты;
урептилий, некоторых млекопитающий – до аллантоина;
урыб – до аллантоиновой кислоты и мочевины.
Аденозин |
|
Гуанозин |
||
Н2О |
Аденозин- |
H3PO4 |
нуклеозид- |
|
|
|
|
||
|
дезаминаза |
|
|
фосфорилаза |
NH3 |
|
Рибозо-1-Ф |
|
|
Инозин |
Н2О |
Гуанин |
||
|
|
|
|
|
H3PO4 |
нуклеозид- |
NН3 |
|
|
|
|
|
|
|
Риб- |
фосфорилаза |
гуанин дезаминаза |
||
|
|
|
|
|
1-Ф |
Н2О+О2 Н2О2 |
|
|
|
Гипоксантин |
Ксантин |
|
|
|
ксантиноксидаза
Н2О+О2 ксантин-
оксидаза
Н2О2
мочевая кислота
КАТАБОЛИЗМ ПИРИМИДИНОВЫХ НУКЛЕОЗИДОВ
Пиримидиновые нуклеозиды гидролизуются до азотистых оснований и рибозо-1-фосфата и пиримидиновых оснований, которые далее подвергаются НАДФН-зависимому восстановлению до аммиака и -аминокислот:
Цитидин Уридин Урацил Дигидроурацил -аланин + NH3
Тимидин Тимин Дигидротимин -аминоизомасляная кислота + NH3
83
|
|
РЕПЛИКАЦИЯ ДНК |
|
Таблица. Ферменты репликации ДНК |
|
|
|
|
Фермент |
|
Функция |
|
|
|
ДНК-полимеразы |
|
Полимеризация дезоксирибонуклеотидов |
|
|
|
Хеликазы |
|
Раскручивание цепей ДНК |
|
|
|
Топоизомеразы |
|
Релаксация суперспирализации |
|
|
|
Праймаза |
|
Синтез РНК-праймеров |
|
|
|
Белок SSB |
|
Препятствует обратной рекомбинации |
|
|
расплетенных цепей в двойную спираль |
|
|
|
ДНК-лигазы |
|
Соединяют фрагменты Оказаки на отстающей цепи |
|
|
|
84
СИНТЕЗ РНК
Синтез РНК – транскрипция осуществляется на матрице ДНК в направлении 5’ 3’ (цепь РНКимеет противоположную направленность).
Ферменты:
ДНК-зависимая РНК-полимераза
Этапы синтеза:
-инициация транскрипции
-элонгация транскрипции
-терминация транскрипции
Схема транскрипции РНК
85
ИНТЕГРАЦИЯ И РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА
ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕТАБОЛИЗМА УГЛЕВОДОВ, ЛИПИДОВ И БЕЛКОВ
УГЛЕВОДЫ |
ЛИПИДЫ |
БЕЛКИ |
|
глюкоза |
глицероальдегид-3- |
жирные |
аминокислоты |
|
фосфат |
кислоты |
|
пируват |
|
|
|
ацетил-КоА |
|
|
|
|
Оксалоацетат |
Порфирины |
Гем |
ЦТК |
-Кетоглутарат |
|
|
СО2 |
|
|
|
|
Сукцинил-КоА |
|
|
НАДН |
Дыхательная |
½ О2 |
Н2О |
ФАДН2 |
цепь |
|
|
АТФ
86
ВЗАИМОСВЯЗЬ КЛЮЧЕВЫХ МЕТАБОЛИТОВ
CH2OPO3H2
O
OH
OH 
OH OH
глюкозо-6-фосфат
COOH
CH2
C 
O
COOH
оксалоацетат
|
|
|
|
аланин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
H3C |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
|
C |
|
|
|
COOH |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лактат |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
|
C |
|
OH |
H3C |
|
|
|
C |
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2 |
||
|
|
|
|
пируват |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2OH |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CHOH |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2OH |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
глицерол |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
H3C |
|
|
|
C |
SKoA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
ацетил-КоА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
87
КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРМОНОВ
Место синтеза |
Название |
Химическая |
Функция |
гормона |
|
природа |
|
Гипоталамус |
Либерины: |
Пептиды |
Рилизинг- |
|
- кортиколиберин; |
|
факторы |
|
-тиреолиберин; |
|
гипоталамуса – |
|
- люлиберин; |
|
регулируют |
|
- фоллиберин; |
|
секрецию |
|
- соматолиберин; |
|
гипофизарных |
|
- пролактолиберин; |
|
гормонов |
|
- меланолиберин |
|
|
|
Статины: |
|
Ингибиторы |
|
- соматостатин; |
|
секреции и |
|
- пролактостатин; |
|
синтеза |
|
- меланостатин |
|
гипофизарных |
|
|
|
гормонов |
Гипофиз: |
|
|
|
- передняя |
Тропные гормоны: |
Белки |
Активируют |
доля |
- соматотропин; |
|
синтетические |
|
- адренокортико- |
|
процессы (синтез |
|
тропный (АКТГ); |
|
белка, |
|
- тиреотропный |
|
репликацию, |
|
гормон; |
|
транскрипцию) |
|
- пролактин; |
|
|
|
- |
|
|
|
фолликулостимули- |
|
|
|
рующий гормон; |
|
|
|
- лютеинизирующий |
|
|
|
гормон; |
|
|
|
- липотропин |
|
|
- промежуточ- |
Меланоцитстиму- |
Пептиды |
Стимулируют |
ная доля |
лирующие |
|
меланогенез |
|
гормоны (МСГ): |
|
|
|
- -МСГ; |
|
|
|
- -МСГ |
|
|
- задняя доля |
Вазопрессин |
Пептиды |
Стимулируют |
|
Окситоцин |
|
сокращение |
|
|
|
гладкой |
|
|
|
мускулатуры |
|
|
|
|
88
Паращито- |
Паратиреоидный |
Белок |
Регулирует |
видная железа |
гормон |
|
содержание Ca2+ в |
|
(паратгормон) |
|
крови |
|
|
|
|
Щитовидная |
Тиронин |
Производные |
Регулируют рост |
железа |
Трийодтиронин (Т3) |
тирозина |
и дифференциа- |
|
Тироксин |
|
цию тканей, мета- |
|
(тетрайодтиронин, |
|
болизм белков, |
|
или Т4) |
|
углеводов и липи- |
|
|
|
дов, водно- |
|
|
|
электролитный |
|
|
|
баланс, гемопоэз |
|
|
|
и др. |
|
Кальцитонин |
Пептид |
Регулирует |
|
|
|
постоянную |
|
|
|
концентрацию |
|
|
|
кальция в крови |
Поджелудоч- |
Инсулин |
Белок |
Регулируют |
ная железа |
Глюкагон |
Пептид |
содержание |
|
|
|
глюкозы в крови |
|
|
|
|
Надпочечники: |
|
|
|
- кора |
Глюкокортикоиды |
Стероиды |
Регулируют |
надпочечников |
: |
(кортикостер |
обмен углеводов, |
|
- кортикостерон; |
оиды) |
белков, жиров и |
|
- кортизон; |
|
нуклеиновых |
|
- кортизол |
|
кислот |
|
(гидроксикортизон); |
|
|
|
- 11-дезокси- |
|
|
|
кортизон; |
|
|
|
- 11-дегидрокорти- |
|
|
|
костерон |
|
|
|
Минерало- |
|
Регулируют |
|
кортикоиды: |
|
минеральный |
|
- |
|
обмен |
|
дезоксикортикостер |
|
|
|
он; |
|
|
|
- альдостерон |
|
|
- мозговое |
Адреналин |
Катехоламин |
Оказывают |
вещество |
Норадреналин |
ы |
гипергликемичес |
надпочечников |
Изопропиладреналин |
(производные |
кий эффект |
|
|
тирозина) |
|
89
Половые |
Половые гормоны |
Стероиды |
Регулируют |
железы: |
|
|
половое |
|
|
|
созревание |
- яичники (♀) |
Эстрогены |
|
|
|
(эстрадиол) |
|
|
|
Прогестины |
|
|
|
(прогестерон) |
|
|
- семенники (♂) |
Андрогены: |
|
|
|
- андростерон; |
|
|
|
- тестостерон; |
|
|
|
- |
|
|
|
дегидроэпиандросте |
|
|
|
рон |
|
|
Схема регуляции гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы
Отрицательные связи
Положительные связи
90