Метаболизм пиримидина - Pyrimidine metabolism

Биосинтез пиримидина происходит как в организме, так и в результате органического синтеза.

De novo биосинтез пиримидина

ШагиФерментыТовары
1карбамоилфосфатсинтетаза II[1]карбамоилфосфатЭто регулируемый этап биосинтеза пиримидина у животных.
2аспарагиновая транскарбамолиаза (аспартат карбамоилтрансфераза )[1]карбамоил аспарагиновая кислотаФосфатная группа заменяется аспартатом. Это регулируемая стадия биосинтеза пиримидина у бактерий.
3дигидрооротаза[1]дигидрооротатОбразование кольца и обезвоживание.
4дигидрооротатдегидрогеназа[2] (единственный митохондриальный фермент)ругатьЗатем дигидрооротат попадает в митохондрии где он окисляется за счет удаления водорода. Это единственный митохондриальный этап биосинтеза нуклеотидных колец.
5оротат фосфорибозилтрансфераза[3]OMPPRPP жертвует группу рибозы.
6OMP декарбоксилаза[3]UMPДекарбоксилирование
уридин-цитидинкиназа 2[4]UDPФосфорилирование. Используется АТФ.
нуклеозид дифосфаткиназаUTPФосфорилирование. Используется АТФ.
CTP-синтазаОСАГОГлутамин и АТФ.

De Novo Биосинтез пиримидина катализируется продуктами 3 генов CAD, DHODH и UMPS. Все первые три фермента процесса кодируются одним и тем же геном в CAD который состоит из карбамоилфосфатсинтетаза II, аспартат карбамоилтрансфераза и дигидрооротаза. Дигидрооротатдегидрогеназа (ДГОДГ) В отличие от CAD и UMPS представляет собой монофункциональный фермент, локализованный в митохондриях. UMPS - это бифункциональный фермент, состоящий из оротатфосфорибозилтрансфераза (OPRT) и оротидинмонофосфат декарбоксилаза (OMPDC). И CAD, и UMPS локализуются вокруг митохондрий в цитозоле. [5]В Грибы, подобный белок существует, но не имеет функции дигидрооротазы: другой белок катализирует вторую стадию.

У других организмов (Бактерии, Археи и другие Эукариоты ), первые три шага выполняются тремя разными ферментами.[6]

Катаболизм пиримидинов

Пиримидины в конечном итоге катаболизированный (деградировал) до CO2, ЧАС2О, и мочевина. Цитозин можно разбить на урацил, который можно разбить на N-карбамоил-β-аланин, а затем в бета-аланин, CO2, и аммиак бета-уреидопропионаза. Тимин распадается на β-аминоизобутират которые могут быть далее разбиты на промежуточные продукты, в конечном итоге приводящие к цикл лимонной кислоты.

β-аминоизобутират действует как приблизительный индикатор скорости оборота ДНК.[7]

Регламенты биосинтеза пиримидиновых нуклеотидов

Посредством ингибирования отрицательной обратной связи конечные продукты UTP и UDP препятствуют тому, чтобы фермент CAD катализировал реакцию у животных. Напротив, PRPP и ATP действуют как положительные эффекторы, которые усиливают активность фермента.[8]

Фармакотерапия

Фармакологическое регулирование метаболизма пиримидина имеет терапевтическое применение.

Ингибиторы синтеза пиримидина используются при активной средней и тяжелой ревматоидный артрит и псориатический артрит, а также в рассеянный склероз. Примеры включают Лефлуномид и Терифлуномид.

Рекомендации

  1. ^ а б c «Ген Entrez: CAD карбамоилфосфат синтетаза 2, аспартаттранскарбамилаза и дигидрооротаза».
  2. ^ «Энтрез Ген: дигидрооротатдегидрогеназа DHODH».
  3. ^ а б "Entrez Gene: уридинмонофосфатсинтетаза UMPS".
  4. ^ «Ген Entrez: уридин-цитидинкиназа 2 UCK2».
  5. ^ Chitrakar I, Kim-Holzapfel DM, Zhou W, French JB (март 2017 г.). «Структуры высшего порядка в метаболизме пуринов и пиримидинов». Журнал структурной биологии. 197 (3): 354–364. Дои:10.1016 / j.jsb.2017.01.003. PMID  28115257.
  6. ^ Garavito MF, Narváez-Ortiz HY, Zimmermann BH (май 2015 г.). «Метаболизм пиримидина: динамические и универсальные пути патогенов и клеточного развития». Журнал генетики и геномики = И Чуань Сюэ Бао. 42 (5): 195–205. Дои:10.1016 / j.jgg.2015.04.004. PMID  26059768.
  7. ^ Нильсен Х.Р., Шолин К.Э., Нихолм К., Балига Б.С., Вонг Р., Борек Э. (июнь 1974 г.). «Бета-аминоизомасляная кислота, новый зонд для метаболизма ДНК и РНК в нормальной и опухолевой ткани». Исследования рака. 34 (6): 1381–4. PMID  4363656.
  8. ^ Джонс ME (июнь 1980 г.). «Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов у животных: гены, ферменты и регуляция биосинтеза UMP». Ежегодный обзор биохимии. 49 (1): 253–79. Дои:10.1146 / annurev.bi.49.070180.001345. PMID  6105839.

внешняя ссылка