Образование дифосфатов и трифосфатов пуриновых нуклеозидов

Осуществляется в 2 стадии:

1. С участием нуклеозидмонофосфаткиназы. Она фосфорилирует (за счет АТР) АМР иGМР с образованием АDPиGDP, соответственно.

2. Из нуклеозиддифосфатов под действием нуклеозиддифосфаткиназыобразуются АТPиGТP.

Синтез пуриновых дезоксирибонуклеотидов

Данный процесс идет путем прямого восстановления 2‘-углерода рибозного остатка соответствующего рибонуклеотида. Причем восстановлению подвергаются только нуклеозиддифосфаты.

Данная реакция катализируется рибонуклеотидредуктазой. Данный фермент работает в комплексе с белковым кофакторомтиоредоксином, флавопротеиновым ферментомтиоредоксинредуктазойиNADPH.

Тиоредоксин служит донором электроном в реакции восстановления рибонуклеотида. Восстановление окисленного тиоредоксина осуществляет тиоредоксинредуктаза за счетNADPH.

Пути регенерации пуриновых нуклеотидов

Регенерация обеспечивается двумя механизмами:

1. Фосфорибозилированиесвободных пуриновых оснований ФРПФ в качестве донора фосфорибозы. Данные реакции катализируютсяаденозин-фосфорибозилтрансферазойигипоксантин-гуанин-фосфорибозилтрансферазой.

2. Фосфорилированиепуриновых нуклеозидов. Важнейший фермент –аденозинкиназа.

Пиримидины

Биосинтез пиримидинов

Биосинтез пиримидинов несколько отличается от биосинтеза пуринов. Главное отличие состоит в том, что синтез пуринов осуществляется на основе молекулы рибозофосфата (ФРПФ) как базовой, а при синтезе пиримидинов сахар присоединяется только после полного сформирования пиримидинового кольца (реакция: оротовая кислота + ФРПФ  ОМР + PP_i). Между тем, оба пути имеют ряд общих предшественников:ФРПФ, глутамин, СО₂иаспартат. Также для обоих синтезов важно присутствие производныхтетрагидрофолатакак доноров атомов углерода (в данном случае в качестве донора метильных групп).

Реакция 1При взаимодействииглутамина, СО₂иАТРобразуется фосфорилированная форма карбамоила –карбамоилфосфат. Реакция катализируетсякарбамоилфосфатсинтазой.

H2n–cooh – карбамоил h2n–co-o-ро32- - карбамоилфосфат

Реакция 2Карбамоилфосфатконденсируется саспартатомс образованиемкарбамоил-аспартата. Катализируетсяаспартаттранскарбамоилазой.

Реакция 3Данная молекула замыкается в кольцевую (при этом высвобождается Н₂О). Получаем соединениедигидрооротат – первый циклический предшественник пиримидинов.

Реакция 4При дегидрировании дигидрооротата в положениях кольца С₅-С₆ (нумерация ведется в соответствии с принятой у пиримидинов) получаеморотат(оротовую кислоту).

Реакция 5К оротату присоединяется остаток рибозофосфата отФРПФ(фосфорибозил-пирофосфата). В результате образуетсяоротодинмонофосфат(ОМР) и высвобождаетсяпирофосфат. Последний затем разлагаетсянеорганической пирофосфатазой(PP_i  2P_i), смещая этим весь процесс вправо.

Реакция 6 Происходит декарбоксилирование оротата в ОМР с образованием уридинмонофосфата (UMP) – первого истинного пиримидинового нуклеотида.

Далее следуют реакции образования нуклеозидди- и трифосфатов, дезоксирибо-нуклеотидов, а также других типов нуклеотидов – цитидиновых и тимидиновых.

Образование нуклеозидди- и трифосфатов происходит под действием, соответственно, нуклеозидмонофосфаткиназы и нуклеозиддифосфаткиназы (сходно с пуриновыми нуклеотидами).

Восстановление рибонуклеотидов до 2`-дезоксирибонуклеотидов также осуществляется на уровне нуклеозиддифосфатов и аналогично таковому у пуринов.

Образование цитидинтрифосфатов (СТР) происходит из уридинтрифосфатов (UTP) в результате реакции аминирования в положении 4 пиримидинового кольца. Реакция идет с участием глутамина и АТР.

Тимидинмонофосфат (2`-дезоксирибоТМР, dTMP) образуется из 2`-дезоксирибоUМР (dUMP) в результате реакции метилирования по 5 положению пиримидинового кольца. Донором метильной группы в данной реакции выступает N⁵,N¹⁰-метилентетрагидрофолат, который переходит в тетрагидрофолат.