№6_2 сем_ПЕРВИЧНЫЕ МЕТАБОЛИТЫ
.pdf
БИОСИНТЕЗ НУКЛЕОТИДОВ
31
НУКЛЕОТИДОВ
ОСТАТКИ |
|
ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ САХАР |
АЗОТИСТОЕ ОСНОВАНИЕ |
СТРОЕНИЕ НУКЛЕОТИДА
32
АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ
Азотистые основания — это ароматические гетероциклические соединения,
производные пиримидина или пурина. Пять соединений этого класса являются основными структурными компонентами нуклеиновых кислот общими для всей живой материи. Пуриновые основания аденин (Ade) и гуанин (Guа), а также пиримидиновое основание цитозин (Cyt), входят в состав ДНК и РНК. В состав ДНК входит также тимин (Thy), 5-метил-производное урацила.
Основание урацил (Ura) входит только в состав РНК. В ДНК высших организмов в небольшом количестве присутствует 5-метилцитозин. Производные азотистых оснований присутствуют в тРНК и в других типах РНК.
33
АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ
Основания, содержащиеся в нуклеиновых
кислотах, |
являются |
производными |
ароматических |
|
гетероциклических |
соединений пурина и пиримидина.
34
НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ
Соединения азотистых оснований с рибозой или 2- дезоксирибозой носят название нуклеозиды. Так, например, аденин и рибоза образуют нуклеозид аденозин (сокращенно А). Соответствующие производные других азотистых оснований носят названия гуанозин (G), уридин (U), тимидин (T)
и цитидин (С). Если углеводный остаток представлен 2-дезоксирибозой образуется дезоксинуклеозид, например 2'-дезоксиаденозин (dA). В клетке 5'-ОН-
группа |
углеводного |
остатка |
нуклеозида |
этерифицирована |
фосфорной |
кислотой. |
|
Соответствующее производное 2'-дезокситимидина (dT), звено ДНК, называется 2'-дезокситимидин-5'- монофосфат(dTMP) (2). Если 5'-фосфатный остаток
соединяется |
с другими |
нуклеозидфосфатными |
|
остатками. |
получаются |
нуклеозидди- |
и |
нуклеозидтрифосфаты, например АДФ и АТФ — важнейшие коферменты энергообмена. Все
нуклеозидфосфаты объединяют под общим
названием нуклеотиды.
35
ОБЩАЯ СХЕМА БИОСИНТЕЗА ПИРИМИДИНОВЫХ ОСНОВАНИЙ
Пиримидиновое кольцо собирается из трех компонентов:
атомы азота N-1 и углерода с С-4 по С-6 поставляются аспартатом,
С-2 происходит из НСО3-,
|
а второй атом азота (N-3) |
|
— |
из |
амидной |
группы глутамина. |
|
|
ОБЩАЯ СХЕМА СИНТЕЗА |
36 |
|
ОБЩАЯ СХЕМА БИОСИНТЕЗА
ПУРИНОВЫХ ОСНОВАНИЙ
Синтез пуринового кольца идет сложнее: единственным крупным предшественником является глицин, из которого происходят С-4 и С-5, а также N-7. Все другие атомы кольца поставляются отдельно: С-6 происходит из НСО3-, амидная группа глутамина дает атомы N-3 и N -9, донором аминогруппы для N-1 выступает аспартат, переход как и в цикле мочевины, в фумарат.
ОБЩАЯ СХЕМА СИНТЕЗА
Атомы углерода С-2 и С-8 происходят из формильной
группы N10-формилтетрагидрофолата. |
37 |
БИОСИНТЕЗ НУКЛЕОТИДОВ
|
Центральными |
|
промежуточными |
|
продуктами биосинтеза |
|
предшественников |
|
нуклеиновых кислот |
|
являются мононуклеотид |
УМФ (UMP) |
уридинмонофосфат [УМФ |
|
|
|
(UMP)] для пиримидинового |
|
ряда и |
|
инозинмонофосфат [ИМФ |
|
(IMP)] с основанием |
|
гипоксантин для пуринов. |
ИМФ (IMP) |
38 |
|
БИОСИНТЕЗ НУКЛЕОТИДОВ
Путь синтеза различен для пиримидиновых и пуриновых оснований.
В первом случае строится прежде всего пиримидиновое кольцо и затем к нуклеотиду присоединяется рибозо-5'- фосфат.
Синтез пуриновых нуклеотидов, напротив,
начинается с рибозо-5'- фосфата и исходя из него шаг за шагом формируется кольцо.
БИОСИНТЕЗ ПИРИМИДИНОВЫХ ОСНОВАНИЙ
|
Непосредственными |
предшественниками в |
синтезе |
|
|||
пиримидинового кольца являются карбамоилфосфат, |
|
||||||
который |
образуется |
из глутамина |
и НСО3- (1а), |
|
|||
и |
аспартат. |
После |
образования |
N- |
УМФ |
||
карбамоиласпартата (1б) происходит замыкание кольца |
|
||||||
с образованием дигидрооротата (1в). На следующей |
|
||||||
стадии (1г) дигидрооротат окисляется флавинмо- |
|
||||||
нонуклеотидзависимой дегидрогеназой в оротат, |
|
||||||
который |
связывается |
с |
фосфорибозил- |
|
|||
дифосфатом (PRPP) с образованием нуклеотида |
|
||||||
оротидин-5'-монофосфата |
[ОМФ |
(ОМР)], |
|
||||
декарбоксилирование которого приводит к уридин-5'- |
|
||||||
монофосфату [УМФ (UMP)]. |
|
|
|
|
|||