Lehninger Principles of Biochemistry Fourth Edition

1. David L. Nelson and Michael M. Cox Lehninger Principles of Biochemistry Fourth Edition Chapter 22: Biosynthesis of Nucleotides Smíð og niðurbrot núkleotíða

2. 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

3. Smíð og niðurbrot núkleotíða

4. 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

5. 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

6. Smíð og niðurbrot núkleotíða

7. 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

8. Smíð og niðurbrot núkleotíða

9. Smíð og niðurbrot núkleotíða

10. Smíð og niðurbrot núkleotíða

11. Smíð og niðurbrot núkleotíða

12. Smíð og niðurbrot núkleotíða

13. Smíð og niðurbrot núkleotíða

14. Smíð og niðurbrot núkleotíða

15. Smíð og niðurbrot núkleotíða

16. Smíð og niðurbrot núkleotíða

17. Smíð og niðurbrot núkleotíða

18. 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

19. Smíð og niðurbrot núkleotíða

20. Smíð og niðurbrot núkleotíða

21. Smíð pyrimidína •Pyrimidínnúkleotíð myndast á þann hátt að fyrst er mishringliða samband myndað, en síðan er það tengt við fosfóríbósýlpýrófosfat Smíð og niðurbrot núkleotíða

22. 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

23. N-karbamoýlaspartat hvarfast í hringlaga sameind (díhýdróorotat), en afurð hennar (orotat) tengist PRPP Það efni myndar síðan UMP Smíð og niðurbrot núkleotíða

24. Smíð og niðurbrot núkleotíða

25. Smíð og niðurbrot núkleotíða

26. Smíð og niðurbrot núkleotíða

27. 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

28. 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

29. Smíð og niðurbrot núkleotíða

30. Smíð og niðurbrot núkleotíða

31. Smíð og niðurbrot núkleotíða

32. Smíð og niðurbrot núkleotíða

33. Smíð og niðurbrot núkleotíða

34. Smíð og niðurbrot núkleotíða

35. Smíð og niðurbrot núkleotíða

36. Smíð og niðurbrot núkleotíða

37. Smíð og niðurbrot núkleotíða

38. Smíð og niðurbrot núkleotíða

39. Smíð og niðurbrot núkleotíða

40. 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

41. 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

42. Smíð og niðurbrot núkleotíða

43. Smíð og niðurbrot núkleotíða

44. Smíð og niðurbrot núkleotíða

45. 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

46. 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

47. 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

48. Smíð og niðurbrot núkleotíða

49. Smíð og niðurbrot núkleotíða

50. Smíð og niðurbrot núkleotíða