1 / 52

Metabolismus purinů a pyrimidinů

Metabolismus purinů a pyrimidinů. Vladimíra Kvasnicová. Struktura purinových a pyrimidinových nukleotidů. nukleo tid = ester kys. fosforečné a nukleo sidu nukleo sid = dusíkatá báze + monosacharid -N-glykosidová vazba mezi bází a sacharidem dusíkaté báze : aromatické heterocykly

kim
Download Presentation

Metabolismus purinů a pyrimidinů

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Metabolismus purinů a pyrimidinů Vladimíra Kvasnicová

  2. Struktura purinových a pyrimidinových nukleotidů • nukleotid = ester kys. fosforečné a nukleosidu • nukleosid = dusíkatá báze + monosacharid • -N-glykosidová vazba mezi bází a sacharidem • dusíkaté báze: aromatické heterocykly • puriny: pyrimidinový + imidazolový kruh • pyrimidiny: pyrimidinový kruh

  3. PURINOVÉ BÁZE Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  4. ribonukleosiddeoxyribonukleosid N-glykosidová vazba Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  5. ribonukleotiddeoxyribonukleotid Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  6. PYRIMIDINOVÉ BÁZE Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  7. ribonukleosidydeoxyribonukleosid Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  8. Ribonukleotidy * N-glykosidová vazba * esterová vazba * anhydridové vazby Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  9. Rozdělení nukleotidů • purinové: obsahují adenin, guanin, hypoxanhin nebo xanthin • pyrimidinové: obsahují cytozin, uracil nebo thymin • ribonukleotidy (obsahují ribózu) • deoxyribonukleotidy (obsahují deoxyribózu) • vznikají redukcí ribonukleosid difosfátů (NADPH)

  10. Purinové nukleotidy • obsahují ve své molekule aromatický cyklus • mohou obsahovat adenin nebo thymin • obsahují N-glykosidovou vazbu • jsou tvořeny nukleosidem spojenýms kyselinou fosforečnou anhydridovou vazbou

  11. Purinové nukleotidy • obsahují ve své molekule aromatický cyklus • mohou obsahovat adenin nebo thymin • obsahují N-glykosidovou vazbu • jsou tvořeny nukleosidem spojenýms kyselinou fosforečnou anhydridovou vazbou

  12. Pyrimidinové nukleotidy • obsahují ve své molekule imidazolové jádro • jsou např. thymidin- nebo cytidin-monofosfát • obsahují esterovou vazbu • mohou obsahovat ve své molekule 3 zbytky kyseliny fosforečné

  13. Pyrimidinové nukleotidy • obsahují ve své molekule imidazolové jádro • jsou např. thymidin- nebo cytidin-monofosfát • obsahují esterovou vazbu • mohou obsahovat ve své molekule 3 zbytky kyseliny fosforečné

  14. Výskyt nukleotidů • nezbytné pro všechny buňky • hlavně 5´-nukleosiddi a trifosfáty • ribonukleotidy: celková koncentrace poměrně konstantní (mM), mění se jen jejich poměr (nejvíce: ATP) • deoxyribonukleotidy: hladina závisí na buněčném cyklu (µM)

  15. Vlastnosti nukleotidů • silná absorpce UV záření (260 nm) • puriny méně stabilní v kyselém prostředí než pyrimidiny • polární koncové fosfátové skupiny • názvy: adenylát nebo kyselina adenylová,...

  16. Nukleotidy v metabolismu 1) energetický metabolismus ATP - hlavní biologický přenašeč volné energie – „energetická konzerva“ (30 kJ/mol / odštěpení fosfátu) • fosfotransferasové reakce (kinasy) • svalová kontrakce, aktivní transport 2) monomerní jednotky RNA a DNA • substráty pro syntézu: nukleosidtrifosfáty 3) mediátory metabolických procesů • cAMP, cGMP („druhý posel“)

  17. 4) součásti koenzymů • NAD, NADP, FAD, CoA 5) aktivace intermediátů • UDP-Glc, GDP-Man, CMP-NANA • CDP-cholin, ethanolamin, diacylglycerol • SAM  methylace • PAPS  sulfatace 6) allosterické efektory - regulace klíčových enzymů metabolických drah

  18. 3´-fosfoadenosin-5´-fosfosulfát (PAPS) přenáší sulfát při konjugačních reakcích do substrátu (sulfatace) Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acid-metabolism.html (leden 2007)

  19. Purinové a pyrimidinové nukleotidy se využívají • ve formě nukleosidtrifosfátů při syntéze nukleových kyselin • v energetickém metabolismu buňky • při aktivaci meziproduktů metabolismu sacharidů a lipidů • v enzymatických reakcích: jsou součástí různých koenzymů

  20. Purinové a pyrimidinové nukleotidy se využívají • ve formě nukleosidtrifosfátů při syntéze nukleových kyselin • v energetickém metabolismu buňky • při aktivaci meziproduktů metabolismu sacharidů a lipidů • v enzymatických reakcích: jsou součástí různých koenzymů

  21. PRDP = 5-fosforibozyl-1-difosfát • společný substrát pro syntézu purinů i pyrimidinů • jeho syntéza je klíčovou reakcí pro biosyntézu nukleotidů • PRDP-syntetáza je cílem zpětnovazebné inhibice nukleosid di a trifosfáty • prekurzor: * ribóza-5-fosfát (pentózový c.) * ribóza-1-fosfát (fosforolýza nukleosidů)

  22. využití: • regulace syntézy nukleotidů • substrát pro syntézu nukleotidů PRPP = PRDP Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  23. Syntéza purinových nukleotidů • de novo (nová výstavba purinového kruhu) • šetřící reakce (syntéza z bází a nukleosidů) • mnohem méně energeticky náročné než de novo syntéza • snižují syntézu de novo • substráty: a) báze (adenin, guanin, hypoxanthin) PRDP b) ribonukleosidy ATP

  24. Syntéza purinových nukleotidů de novo • velká spotřeba enrgie (ATP) • cytoplazma buněk různých tkání, hlavně játra • substráty: * 5-fosforibozyl-1-difosfát (= PRDP = PRPP) * aminokyseliny (Gln, Gly, Asp) * deriváty tetrahydrofolátu, CO2 • koenzymy: * tetrahydrofolát (= kys.listová) * NAD+

  25. významné meziprodukty: • 5´-fosforibozylamin • inozinmonofosfát (IMP) • produkty: nukleosidmonofosfáty (AMP, GMP) • mezipřeměna purinových nukleotidů: • přes IMP = „taťka-mamka“ purinových nukleotidů (inosinmonofosfát: báze = hypoxanthin)

  26. Syntéza purinových nukleotidů CYTOPLAZMA Obrázek převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/nucleotide-metabolism.html (leden 2007)

  27. „Taťka-mamka“ IMP AMP GMP Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  28. Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  29. Syntéza pyrimidinových nukleotidů • de novo (nová výstavba pyrimidinového kruhu) • šetřící reakce (syntéza z bází nebo nukleosidů) • substráty: a) * báze (kromě cytosinu) * PRDP b) * ribonukleosidy * ATP

  30. Syntéza pyrimidinových nukleotidůde novo • kromě jedné reakce probíhá v cytoplazmě(dihydroorotát-DH je v mitochondrii) • substráty: * karbamoylfosfát (Gln,CO2,2 ATP) * aspartát * PRDP * derivát THF (pouze pro thymin) Karbamoylfosfát vzniká i při syntéze MOČOVINY(pouze v mitochondriích hepatocytů)

  31. významné meziprodukty: * kyselina orotová * orotidinmonofosfát (OMP) * uridinmonofosfát (UMP) = „taťka-mamka“ dalších n. • produkty: * cytidintrifosfát (z UTP) * deoxythimidinmonofosfát (z dUMP)

  32. Syntéza pyrimidinových nukleotidů CYTOPLAZMA mitochondrie Obrázek převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/nucleotide-metabolism.html (leden 2007)

  33. Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  34. Syntéza 2-deoxyribonukleotidů reakci katalyzuje ribonukleotidreduktáza Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  35. Syntéza thymidinmonofosfátu Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

  36. Regulace syntézy nukleotidů • PRDP-syntetáza je inhibována purinovými i pyrimidinovými nukleosiddifosfáty i nukleosidtrifosfáty • syntéza jednotlivých nukleotidů je regulována zpětnou vazbou • nukleosiddifosfát-reduktáza: nukleosidtrifosfáty ji aktivují, deoxyadenosintrifosfát (dATP) ji inhibuje

  37. Regulace syntézy nukleotidů

  38. Odbourávání purinů a pyrimidinů • z potravy:málo využíváné k resyntéze • endogenní: • enzymy * nukleázy (štěpí nukleové kyseliny) * nukleotidázy (štěpí nukleotidy) * nukleosidfosforylázy (š. nukleosidy) * deamináza (adenosin) * xanthinoxidáza (hypoxanthin, xanthin) inhibována allopurinolem (lék Milurit)

  39. Odbourávání purinů „kyselina močová“

  40. Odbourávání pyrimidinů

  41. produkty: • puriny→ NH3, kyselina močová - má antioxidační vlastnosti(částečně vylučována močí; poruchy: hyperurikémie, dna) normální hodnoty: sérum 220 – 420 µmol/l (muži) 140 – 340 µmol/l (ženy) moč 0,48 – 5,95 mmol/l • pyrimidiny: C, U →-alanin, CO2, NH3T → -aminoizobutyrát, CO2, NH3

  42. Hlavní rozdíly metabolismupurinů a pyrimidinů

  43. Při syntéze nukleotidů • se využívají produkty pentózového cyklu • je významným substrátem fosforibosyldifosfát (PRDP = PRPP) • se uplatňuje jako koenzym derivát kyseliny listové • probíhají všechny reakce v cytoplazmě

  44. Při syntéze nukleotidů • se využívají produkty pentózového cyklu • je významným substrátem fosforibosyldifosfát (PRDP = PRPP) • se uplatňuje jako koenzym derivát kyseliny listové • probíhají všechny reakce v cytoplazmě

  45. Syntéza purinových nukleotidů • využívá jako jeden ze substrátů amoniak • probíhá celá v cytoplazmě • může vycházet z nukleosidů vzniklých degradací nukleových kyselin • zahrnuje jako meziprodukt kyselinu močovou

  46. Syntéza purinových nukleotidů • využívá jako jeden ze substrátů amoniak • probíhá celá v cytoplazmě • může vycházet z nukleosidů vzniklých degradací nukleových kyselin • zahrnuje jako meziprodukt kyselinu močovou

  47. Syntéza pyrimidinových nukleotidů • je zahájena reakcí mezi PRDP a glutaminem • probíhá celá v cytoplazmě • zahrnuje jako meziprodukt kyselinu orotovou • zahrnuje jako meziprodukt inosinmonofosfát

  48. Syntéza pyrimidinových nukleotidů • je zahájena reakcí mezi PRDP a glutaminem • probíhá celá v cytoplazmě • zahrnuje jako meziprodukt kyselinu orotovou • zahrnuje jako meziprodukt inosinmonofosfát

  49. Při degradaci purinových nukleotidů • je uvolňován amoniak • vzniká CO2 • se uplatňuje enzym xanthinoxidáza • vzniká jako konečný produkt kyselina močová

  50. Při degradaci purinových nukleotidů • je uvolňován amoniak • vzniká CO2 • se uplatňuje enzym xanthinoxidáza • vzniká jako konečný produkt kyselina močová

More Related