- •МЕТАБОЛИЗМ НУКЛЕОТИДОВ
- •Основные пути синтеза нуклеотидов
- •UMP (УМФ) - УРИДИНМОНОФОСФАТ
- •Исследователи биосинтеза пуринов 1950-е
- •ПРОИСХОЖДЕНИЕ АТОМОВ ПУРИНОВОГО КОЛЬЦА
- •Синтез фосфорибозилпирофосфата (ФРПФ, PRPP)
- •Синтез пуринового кольца
- •…завершение синтеза c
- •Биосинтез AMP и GMP из IMP
- •Регуляция биосинтеза пуриновых нуклеотидов
- •Реутилизация пуриновых оснований
- •БИОСИНТЕЗ ПИРИМИДИНОВ
- •Синтез карбамоилфосфата
- •Бактериальная карбамоил-
- •Синтез пиримидинового кольца
- •Присоединение пиримидинового кольца к ФРПФ
- •Регуляция пиримидинового биосинтеза у бактерий
- •Аспартаттранскарбамоилаза E. coli - пример аллостерического фермента
- •Регуляция пиримидинового биосинтеза млекопитающих
- •Конверсия нуклеотидов
- •Синтез дезоксирибонуклеотидов
- •Реакция, катализируемая рибонуклеотид-
- •Источники восстановительных эквивалентов для рибонуклеотидредуктазы
- •Структура R1-субъединицы рибонуклеотиддифосфатредуктазы
- •Структура R2-субъединицы рибонуклеотиддифосфатредуктазы
- •Механизм действия
- •Синтез dTMP
- •Синтез dTMP из dUMP
- •ТЕТРАГИДРОФОЛИЕВАЯ КИСЛОТА (THF)
- •5’-нуклеотидаза
- •Конечные продукты распада пуринов
- •аллантоиназа
- •Катаболизм пиримидинов
- •Катаболизм пиримидинов
- •Нарушения метаболизма нуклеотидов
- •Лечение: аллопуринол –
- •Синдром Леша – Нихана (Lesh-Nyhan)
Биосинтез AMP и GMP из IMP
Аденилосукцинат
лиаза
Аденилосукцинат |
|
|
синтаза |
Аденилосукцинат |
Аденилат |
|
||
|
|
AMP |
Инозинат IMP
IMP дегидрогеназа
|
XMP- |
|
Азотистое |
глутаминамино |
|
трансфераза |
||
основание в IMP - |
||
Ксантилат |
||
гипоксантин |
||
XMP |
||
|
||
|
Гуанилат GMP
Регуляция биосинтеза пуриновых нуклеотидов
Ribose-5-phosphate
ФРПФ-синтетаза
5-Phosphoribosyl-1-pyrophosphate (PRPP)
ФРПФ-амидотрансфераза
5-Phosphoribosylamine
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IMP |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
Adenylosuccinate |
|
XMP |
AMP |
GMP |
Реутилизация пуриновых оснований
Аденилфосфорибозилтрансфераза (КФ 2.4.2.7): аденин + PRPP → AMP + PPi
Гипоксантин-гуанинрибозилтрансфераза (КФ 2.4.2.8):
гипоксантин
гуанин
БИОСИНТЕЗ ПИРИМИДИНОВ
Карбамоилфосфат |
|
|
O |
||||
|
4 |
||||||
|
|
|
|
|
|
||
3 |
|
|
C |
||||
HN |
|
|
|
CH |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
C |
|
|
|
CH |
||
|
O |
N |
H 1
Аспартат
5
6
Синтез карбамоилфосфата
CO2- |
карбамоилфосфат |
|
|
|
|
|
|
CO |
- |
||||||||
|
|
|
синтетаза II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
+H3N C H |
|
|
O O |
+H N C H |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
CH2 + |
HCO3- |
|
|
|
|
H2N-C-O-P-O- + |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
CH |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O- |
|
|
|
|
2 |
|
||
|
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|||||
|
|
2 ATP |
2 ADP + P |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
CONH2 |
i |
|
|
|
|
|
|
CO - |
||||||||
|
|
|
|
|
|
карбамоил |
2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Gln |
|
|
|
|
|
|
фосфат |
Glu |
|
Бактериальная карбамоил- |
|
Gln |
фосфат синтетаза II имеет три |
|
|
1 |
|
|
каталитических центра, |
|
|
соединенных каналом |
|
|
ATP +
HCO3 -
2
O O
H2N-C-O-P-O-
O-
|
|
3 |
|
карбамоил-фосфат синтетаза II человека – |
|
ATP |
|
|
|
||
|
|||
часть большого мультифункционального |
|
|
|
белка. |
|
|
|
|
|
|
|
Синтез пиримидинового кольца
|
|
|
|
|
O |
аспартаттранс |
||||
|
|
|
|
|
-O- |
|
|
карбамоилаза |
||
|
NH2 |
C |
||||||||
|
+ |
|
|
CH2 |
||||||
|
|
O |
|
|
|
|
|
|||
O=C O- |
|
|
|
|
|
CH-CO2- |
||||
P-O- |
H2N |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Pi |
||||
|
|
O- |
||||||||
карбамоилфосфат |
|
Asp |
|
|
O |
|
дигидрооротат |
|||
|
|
|
дегидрогеназа |
||||
|
|
|
|
|
|
||
HN |
C |
CH |
|
||||
|
|
|
|
||||
O=C |
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
C |
-CO2- |
|
|||
|
|
|
NADH |
NAD+ |
|||
|
|
H |
|
оротат
|
|
O |
|
|
N-карбамоил- |
|||
- |
|
|
|
|
|
аспартат |
||
O-C |
||||||||
|
|
|
CH2 |
|||||
|
NH2 |
|
||||||
|
|
CH-CO2- |
||||||
O=C |
N |
|
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
H |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
дигидрооротаза |
|
|
|
|
|
|
O |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
||
|
|
HN |
|
|
CH2 |
O=C |
N |
CH-CO2- |
|
|
|
|
H |
|
дигидрооротата
Присоединение пиримидинового кольца к ФРПФ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
O- |
|
|
O- |
O- |
HN |
|
C |
CH |
оротат |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
-O-P |
-O-CH2 |
O |
O P O P |
|
O- |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
O |
|
|
O |
O |
O |
|
C |
N |
C-CO2- |
||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
PRPP |
|
OH |
|
OH |
|
|
|
|
|
PPi |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
оротат-фосфорибозилтрансфераза |
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
HN |
|
C |
CH |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
C-CO2- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
HN |
|
C |
|
O- O |
|
N |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
уридин 5’-фосфат |
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
CO2 |
-O-P-O-CH |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
(уридилат, UMP) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
O |
|
|
|
|
|
||||
O- |
|
O C |
|
N CH |
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
-O-P-O-CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
OH |
|
|
|||||||||
|
|
|
2 |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
O |
|
|
|
|
|
|
|
оротидилатдекарбоксилаза |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оротидин 5’-фосфат |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(оротидилат) |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
OH |
OH |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Синтез UTP и затем CTP |
|
|
|
|
|
|
|
|
цитидин 5’- |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трифосфат |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(CTP) |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
UMP |
|
HN C CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
C |
CH |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O C |
|
|
N CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
O- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O- |
O- |
|
O- O |
C |
|
N |
CH |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
-O-P-O-CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- O-P-O-P-O-P |
-O- |
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
2 O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
O |
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ADP + Pi |
|
|
|
|
|
OH |
|
|
OH |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
2 ATP |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
ATP |
|
|
|
|
|
|
|
Glu |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
2 ADP |
|
|
|
|
|
|
|
HN |
|
C CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CO2- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O- |
O- |
O- O |
C |
|
N |
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+H3N C H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
- |
O-P-O-P-O-P-O-CH2 O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2 |
|
Gln |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
O |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
уридин 5’-трифосфат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CONH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
OH |
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
(UTP) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Регуляция пиримидинового биосинтеза у бактерий
2 ATP |
2 ADP + Pi |
Asp |
|
|
Pi |
||||||
Gln + HCO3- |
|
|
карбамоилфосфат |
|
|
N-карбамоиласпартат |
|||||
|
|
|
|
||||||||
Карбамоил |
Аспартат |
|
|
||||||||
|
|||||||||||
транскарбамоилаза |
|
|
|||||||||
синтетаза II |
|
|
|||||||||
+ |
- |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оротат |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ортидилат
UMP
UTP
ATP |
CTP |
(пурин) |
(пиримидин) |