Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов
В организме человека ЦТФ, УТФ и ТТФ постадийно ферментами гидролазами гидролизуются до пиримидиновых мононуклеотидов: ЦМФ, УМФ и ТМФ.
Далее Ԑ нуклеотидазы (фосфатазы) отщепляют от пиримидиновых монофосфатов Фн и рибозу с образованием азотистого основания. Аналогично идет распад пиримидиновых дезоксирибонуклеотидов. Пиримидиновые азотистые основания (цитозин, тимин и урацил) распадаются до СО2, NH3, β-аланина и β-аминобутирата.
В мышцах:
β-аминобутират используется на синтез дипептидов: карнозина (увеличивает амплитуду мышечных сокращений) и ансерина (связан с процессом возбуждения). Они выполняют функцию нейропептидов.
В других тканях, особенно в печени, β-аланин и β-аминобутират трансформируются с α-КГ и образуется малонил-SKoA и сукцинил-SKoA, которые включаются в ЦТК, либо включаются в другие метаболические пути.
ТТФ
ТМФ
гидролаза
ЦТФ
Фн
фосфотаза
тимин
Фн
фосфотаза
ЦМФ
Е1-ДГ
НАДФН2
УТФ
Н2О
цитозин
НАДФ
дигидротимин
УМФ
УТФ
УМФ
NH3
Н2О
Е2-гидролаза
фосфотаза
НАДФН2
урацил
Β-уреидизобутират
Е1-ДГ
НАДФ+
дигидроурацил
Н2О
Е2-гидролаза
В
мышцах
Β-уридопропионат
Е3-уреидотропионаза
карнозин
ансерин
β-аминоизобутират,
СО2,
NH3,
β-аланин
Е-ТА
(трансаминирование)
+αКГ
Е-ТА
+αКГ
Малонил-полуальдегид
метилмалонил
малонил
SKoA
сукцинил
SKoA
в
ЦТК
Синтез пуриновых нуклеотидов
Основное место образования пуриновых нуклеотидов – это печень, откуда они поступают в ткани не способные к их синтезу: эритроциты, полиморфноядерные лейкоциты.
В формировании пуринового кольца принимает участие:
1. 3 аминокислоты: аспарагин (Асп), глутамин (Глн), глицин (Гли).
2. СО2
3. 2 одноуглеродных производных тетрагидрофолата: метенил Н4-фолат, формил Н4-фолат.
Для синтеза пуриновых оснований необходим 5-фосфорибозил-1-дифосфат (фосфорибозилпирофосфат). Сокращенно ФРДФ или ФРПФ.
Он образуется за счет переноса β-γ-пирофосфатного остатка с АТФ на рибозо-5-фосфат (его источники ПФ-путь, или катаболизм нуклеозидов).
ФРДФ-синтаза
рибозо-5-фосфат
+ АТФ 5-фосфорибозил-1-дифосфат
+ АМФ
Фн+
ФРДФ
СО2
воздуха
О
НО-Р-СН2
О
ОН
О
О
аспартат
N
С
С
6
О-Р-О-Р-ОН
глицин
7
N
5
1
ОН
ОН
N5,
N10-метенил
Н4-фолат
N10-формил Н4-фолат
9
8
С
С
С
4
3
2
N
N
Амидная
группа Глутамина
В результате образуется инозин-5-монофосфат (ИМФ), на синтез которого затрачивается 6 молекул АТФ.
ИМФ используется на синтез АМФ и ГМФ, который включает 2 стадии и идет с затратой энергии.
При образовании пуриновых нуклеотидов ГТФ расходуется на синтез АМФ, а АТФ на синтез ГМФ. Перекрестное использование пуриновых нуклеозидтрифосфатов на образование конечных продуктов синтеза помогает поддерживать в клетке баланс адениловых и гуаниловых нуклеотидов.
Схема: Синтез АМФ и ГМФ из ИМФ.
3
аминокислоты+СО2
+2 формы фолиевой кислоты
O
N
N
5фосфорибозил-1-амин
глутамин
АТФ
-2О3-Р-О-СН2
O
ФРДФ
N
N
АМФ
рибозо-5-фосфат
НАД+
OН
OН
Асп
ГДФ+
Фн
ГТФ
НАДН+Н+
Н2O
ИМФ
Е2-
ИМФ-ДГ
Е1-аденилосукцинат
синтетаза
АТФ
аденило-сукцинат
ксантонозин-5-монофосфат
I
этап
Е4-ГМФ-синтетаза
глутамин
Е3-аденилосукциназа
фумарат
глут.
к
II
этап
АМФ
+ Ф-Фн
ГМФ
АМФ