загрузка...
 
СИНТЕЗ ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ
Повернутись до змісту

СИНТЕЗ ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ

Для создания бициклической структуры пуринов используется по одной молекуле СОг и глицина, а-аминогруппа аспартата, а также амидный азот двух молекул глутамина и по одноуглеродному фрагменту («активный С)») от двух молекул формил-ТГФ (рис. 9-37).

В отличие от пиримидинов, пуриновые основания с самого начала строятся на молекуле 5-фосффибозил-1-пирофосфата (ФРПФ). Ибо первой же стадией биогенеза становится замена пирофосфатного фрагмента молекулы ФРПФ на аминогруппу, происходящую из амидного азота глутамина (реакция 1 на рис. 9-38). Именно этот азот в образовавшемся 5-фосфорибозиламине становится атомом N-9 будущего пуринового



Рис. 9-37. Схема биогенеза пуринового ядра инозинмонофосфата (ИМФ).


основания. Иными словами, именно на нем постепенно конструируется бициклическая структура синтезируемых нуклеотидов.

Процесс формирования пуриновых оснований протекает через множество промежуточных стадий. В наиболее сжатом виде он представлен схемой на рис. 9-37. Здесь отмечено происхождение всех атомов пуринового ядра, а цифры в светлых кружочках обозначают очередность реакций включения этих атомов в создаваемую бициклическую структуру пуринов. Более подробно все эти реакции приведены на рис. 9-38, где при желании можно обстоятельно рассмотреть каждую из них, хотя заучивать всю эту совокупность нет особой необходимости.

Как показано на рис. 9-37, после фиксации азота на 5-фосфорибозе к нему присоединяется (своим карбоксильным углеродом) глицин, на аминогруппу которого переносится затем одноуглеродный остаток с молекулы формил- ТГФ. Тем самым создается скелет будущего пятичленного цикла пурннов. Очередными точками роста (теперь уже шестичленного кольца бицикла) становятся атомы бывшего глицина: на его карбонильный углерод переходит амидоазот глутамина, а к а-углеродному атому присоединяется молекула СОг. В промежутке между этими двумя событиями осуществляется замыкание пятичленного кольца будущего пурина. Оно происходит путем отнятия воды, «забирающей» атомы кислорода и водорода у присоединенной ранее формильной группы и у аминогруппы рибозиламина (иными словами, создается ковалентная связь между атомами С-8 и N-9 создаваемого пурина).

Формирование шестичленного цикла пуриновых оснований завершается благодаря трем последовательным реакциям. Сначала один из атомов кислорода в фиксированной ранее молекуле СОг замещается а-аминогруппой аспартата (реакция 6 на рис. 9-37). Затем происходит перенос формильного остатка с формил-ТГФ на азот в позиции N-3 (реакция 7 на рис. 9-37). И, в заключение, наступает замыкание 6-членного кольца (отнятием воды за счет только что включенных формильной группы и -ТЧНг).

В результате перечисленной серии реакций образуется молекула инозинмонофосфата (ИМФ), который является общим предшественником и адениловых, и гуаниловых нуклеотидов (формулы аденина и гуанина приведены на рис. 2-1).

Превращение ИМФ в молекулу АМФ осуществляется путем замены карбонильного кислорода при атоме С-6 на а-аминогруппу аспартата. Процесс этот требует затраты энергии и протекает в две стадии, с освобождением фумарата, подобно тому, как это происходит при синтезе мочевины (реакции 2 и 3 на рис.

9-14).

Другое направление — трансформация ИМФ в молекулу ГМФ - реализуется внедрением аминогруппы в положение С-2 пуринового бицикла. Достигается это посредством НАД- зависимого окисления, приводящего к появлению карбонильного кислорода в указанной позиции, с последующей заменой этого кислорода амидной группой глутамина (эта реакция обеспечивается энергией распада АТФ до АМФ и ФФ).

Рис. 9-38. Последовательность реакций формирования бицикпической структуры пуринов (жирным шрифтом выделены атомы, встроенные в результате последней из свершенных стадий процесса).

Дезоксирибонуклеотидные аналоги пуриновых нуклеотидов образуются посредством рибонуклеотидредуктазной реакции. Этот универсальный механизм восстановления рибозы до 2-дезоксирибозы (показанный иа рис. 6-12) охватывает только дифосфатные формы рибо- нуклеотидов. Молекулу АДФ он преобразует в (З-АДФ, а молекулу ГДФ - в <3-ГДФ. Трифос- фатные формы дезоксирибонуклеотидов, необходимые для синтеза ДНК, возникают из ди- фосфатных под действием нуклеозиддифос- фаткиназ (см. раздел 2.2.2).



загрузка...