Катаболізм піримідинових нуклеотидів

 

Розпад піримідинових основ, на відміну від пуринових, супроводжується розкриттям кільця (табл. 14).

 

Таблиця 14. Відмінності катаболізму пуринових і піримідинових нуклеотидів

ВІДМІННОСТІ КАТАБОЛІЗМУ ПУРИНОВИХ І ПІРИМІДИНОВИХ НУКЛЕОТИДІВ
	Пуринові нуклеотиди	Піримідинові нуклеотиди
1. Розпад нуклеотидів	Розщеплення із збереженням циклічного ядра.	Розщеплення супроводжується руйнуванням циклічного ядра
2. Результати катаболізму	Розщеплення має небезпечні наслідки.	Розщеплення не має небезпечних наслідків.
3. Продукти катаболізму	Утворення пероксиду гідрогену може проявити токсичну дію.	Утворені -амінокислоти використовуються організмом для утворення коферментів, зазнають окиснення

 

Цитозин (рис. 24) на першій стадії дезамінується, перетворюючись в урацил.

Рис. 24. Піримідинова основа (цитозин).

 

Далі йде відновлення урацилу в дигідроурацил, розщеплення кільця і гідроліз до СО₂, NH₃ і бета-аланіну (рис. 25).

Розпад тиміну за таким же механізмом призводить до утворення бета-аміноізомасляної кислоти.

Рис. 25. Метаболізм піримідинових нуклеотидів.

 

Аміак і СО₂ використовуються для синтезу сечовини. Бета-аланін може включатись у структуру коферменту А (рис. 26). Гама-аміноізомасляна кислота перетворюється через метилмалонову кислоту в сукциніл-КоА.

 

Рис. 26. Продукти катаболізму піримідинових нуклеотидів.

 

Біосинтез дезоксирибонуклеотидів

 

Біосинтез РНК різних класів вимагає наявності пуринових (АТФ, ГТФ) та піримідинових (ЦТФ, УТФ) рибонуклеотидів, тоді як для біосинтезу генетичних ДНК необхідні дезоксирибонуклеотиди пуринового — дАТФ, дГТФ — та піримідинового — дЦТФ, дТТФ (ТТФ) ряду. Попередниками дезоксирибонуклеотидів у клітинах є рибонуклеотиди у формі нуклеозиддифосфатів (НДФ) (переважно) та нуклеозидтрифосфатів (НТФ).

 

Механізм перетворення рибонуклеотидів на дезоксирибонуклеотиди

Перетворення НДФ на відповідні дНДФ досягається шляхом відновлення гідроксильної групи при С-2' рибози з утворенням 2'-дезоксирибози. Донором відновлювальних еквівалентів у цьому процесі є відновлений НАДФ (НАДФН + Н⁺):

Вказана реакція є складним біохімічним процесом, в якому беруть участь: низькомолекулярний (м.м. – 12 кД) SH-вмісний білок тіоредоксин і два окислювально-відновлювальні ферменти — тіоредоксинредуктаза та рибонуклеотидредуктаза, шо складають в сукупності електроно-транспортний ланцюг відновлення НДФ до дНДФ (рис. 27).

Рис. 27. Схема переносу відновлювальних еквівалентів від (НАДФН + Н⁺) на рибонуклеозиддифосфати.

 

Процес відновлення НДФ до дНДФ за рахунок протонів та електронів (НАДФН + Н+) складається з таких реакцій:

1) переносу гідрогену від (НАДФН + Н⁺) на ФАД флавінового ферменту тіоредоксинредуктази;

2) переносу гідрогену від відновленої тіоредоксинредуктази на SH-групи тіоредоксину;

3) переносу гідрогену від відновленого тіоредоксину на SH-групи рибонуклеотидредуктази;

4) переносу гідрогену від відновлених сульфгідрильних груп рибонуклеотидредуктази на НДФ з утворенням дНДФ.