720 likes | 977 Views
David L. Nelson and Michael M. Cox. Lehninger Principles of Biochemistry Fourth Edition. Chapter 22: Biosynthesis of Nucleotides. Hlutverk núkleotíða: •1. •Orkumiðlun - ATP og GTP •2. •Byggingarhlutar kjarnsýra •3. •Frumuboðefni - cAMP (hringað AMP), cGMP (hringað GMP)
E N D
David L. Nelson and Michael M. Cox Lehninger Principles of Biochemistry Fourth Edition Chapter 22: Biosynthesis of Nucleotides Smíð og niðurbrot núkleotíða
Hlutverk núkleotíða: •1. •Orkumiðlun - ATP og GTP •2. •Byggingarhlutar kjarnsýra •3. •Frumuboðefni - cAMP (hringað AMP), cGMP (hringað GMP) •4. •Byggingarhlutar kóensíma – NAD+, FAD og CoA •5. •Virkjuð millistigsefni - UDP-Glúkósi, CDP-díasýlglýseról, S-adenosýlmeþíonín •6. •Allósterískar stýrisameindir Smíð og niðurbrot núkleotíða
Meginatriði í smíð púrína og pyrimidína •Smíð púrína og pyrimidína gerist í frymi í flestöllum frumum •Geta rissað mynd af púrinkjarna og pyrimidínhring •Geta sýnt uppruna kolefnis- og nituratóma í púrínum og pyrimidínum •Þekkja lykil- eða upphafsskref í smíð púrína og pyrimidína •Þekkja muninn á púrínasmíð og pyrimidínasmíð m. t. t. hvar sykrur koma inn í ferlin •Ekki að kunna einstök skref í smíð púrína og pyrimidína •Vita að endurnýtingarferli púrín- og pyrimidínbasa eru mikilvæg og hagkvæm Smíð og niðurbrot núkleotíða
Smíð púrína Púrínnúkleotíð myndast í mörgum og flóknum skrefum, einkum í lifur Hin einstöku atóm í púrínhringunum eiga margvíslegan uppruna Glýsín leggur til hluta af púrínhringunum, tvö nituratóm koma frá amíðhópi glútamíns, eitt frá aspartati sem hvarfast í fúmarat, svipað og í þvagefnishring Tvö kolefnisatómanna eru flutt með afleiðu af fólinsýru, en eitt kemur frá koldíoxíði Smíð og niðurbrot núkleotíða
Ríbósa-5-fosfat er gert hvarfagjarnt með því að breyta því í fosfóríbósýlpýrófosfat (PRPP) •PRPP er lykilefni í smíð púrínnúkleotíða og pyrimidínnúkleotíða •Hin einstöku atóm púrínhringanna tengjast síðan hvert á fætur öðru við sykruna Smíð og niðurbrot núkleotíða
Upphaflega púrínnúkleotíðið sem myndast er IMP (inósínat, hýpóxanþínríbónúkleotíð) AMP og GMP myndast síðan frá IMP, nituratóm koma frá glútamíni eða aspartati Lykilhvörf í smíði púrínnúkleotíða eru ábót NH2 á PRPP AMP, GMP og IMP stýra púrínnúkleotíðasmíð með “feedback” stýringu Smíð og niðurbrot núkleotíða
Smíð pyrimidína •Pyrimidínnúkleotíð myndast á þann hátt að fyrst er mishringliða samband myndað, en síðan er það tengt við fosfóríbósýlpýrófosfat Smíð og niðurbrot núkleotíða
Pyrimidínhringurinn er smíðaður úr karbamoýlfosfati og aspartati Þá myndast N-karbamoýlaspartat Þetta er lykilskref í pyrimidínasmíð, hvatt af aspartattranskarbamoýlasa, sem er stýrilnæmt ensím með vel þekkta eiginleika Það karbamoýlfosfat sem er notað til pyrimidínasmíðar myndast í frymi, en það karbamoýlfosfat sem er notað í þvagefnishring myndast í mítókondríum Smíð og niðurbrot núkleotíða
N-karbamoýlaspartat hvarfast í hringlaga sameind (díhýdróorotat), en afurð hennar (orotat) tengist PRPP Það efni myndar síðan UMP Smíð og niðurbrot núkleotíða
Myndun núkleosíðadí- og trífosfata Í smíð púrína og pyrimidína myndast fyrst núkleosíðamónófosföt Núkleosíðamónó-, dí- og trífosföt hvarfast innbyrðis fyrir tilstuðlan kínasa (núkleosíðamónófosfatkínasar, núkleosíðadífosfatkínasar) CTP myndast við að amínóhópur kemur í stað karbonýlhóps á UTP, niturgjafinn er glútamín Smíð og niðurbrot núkleotíða
Smíð deoxýríbónukleotíða Deoxýríbónukleotíð myndast við afoxun á ríbónúkleosíðadífosfötum Þessi afoxun er flókin og gerist í mörgum skrefum, hvött af ríbónúkleotíðaredúktasa Stakeindir koma við sögu í hvarfaganginum Einnig er þörf á litlu próteini, þíóredoxíni Þíóredoxínredúktasi er selenóprótein Smíð og niðurbrot núkleotíða
Myndun þýmídýlats Meþýlhóp er bætt á úrasil sem er á formi deoxýríbósaafleiðu (dUMP) Deoxýþýmidýlat (dTMP) myndast við meþýleringu á deoxýúridýlati (dUMP) Meþýlhópurinn er fluttur af tetrahýdrófalati (THF) sem oxast í díhýdrófólat (DHF) Smíð og niðurbrot núkleotíða
Díhýdrófólatredúktasi hvetur afoxun DHF í THF B12-vítamín er nauðsynlegt til viðhalds fólínsýru á réttu formi Skortur á B12-vítamíni leiðir til skorts á tetrahýdrófólati, skertrar DNA-smíðar og blóðleysis Efni sem hindra virkni díhýdrófólatredúktasa hindra myndun þýmíns og DNA Smíð og niðurbrot núkleotíða
Niðurbrot púrína og pyrimidína Í mönnum brotna púrín brotna niður í þvagsýru sem skilst út, en þvagsýra er fremur torleyst, einkum í súrri lausn Ensímið xanþínoxídasi (xanþíndehýdrógenasi) hvetur hvörfun hýpóxanþíns í xanþíns og einnig hvörfun xanþíns í þvagsýru Smíð og niðurbrot núkleotíða
Dýr skilja einkum út nitur í þremur efnasamböndum: ammoníak, þvagsýra og þvagefni Fiskar Ammoníak Ammonotelic Fuglar Þvagsýra Uricotelic Landdýr Þvagefni Ureotelic Smíð og niðurbrot núkleotíða
Í öðrum dýrum brotnar þvagsýra niður í aðrar, auðleystar afurðir Í fuglum og skriðdýrum er þvagsýra lokaafurð amínósýruefnaskipta Þetta varðveitir vatn í egginu Þetta gerir dýrið óháð mikilli vatnsneyslu. Hentugt fyrir fugla og skriðdýr í heitu umhverfi Hentugt fyrir farfugla Smíð og niðurbrot núkleotíða