Nukleotid anyagcsere Bio s vegyszmrnkknek 2015 A nukleotidok

Nukleotid anyagcsere Bio- és vegyészmérnököknek 2015

A nukleotidok szerepe -Energiatárolás (pl. ATP) -Reguláció (pl. c. AMP) -Koenzimek, prosztetikus csoportok (pl. NAD, NADP, FAD, FMN, Co. A) -Anyagcsere-intermedierek (pl. UDP-glukóz) -Nukleinsav-építőelemek

A dezoxiribonukleinsav (DNS) Feladata: Információ tárolása, örökítése Két szálú hélix Antiparalel lefutású Dezoxiribóz A, C, T, G

Ribonukleinsav (RNS) Feladata: Információ olvasása, másolása (tárolás, örökítés, egyéb funkciók) 1 szálú Ribóz A, C, U, G

A nukleinsavak eredete 1. Táplálékból (általában nem elég) Nukleázok: Ribonukleázok, dezoxiribonukleázok Exogén és endogén nukleázok Exonukleázok és endonukleázok 2. Bioszintézis Pirimidin és purinbázisok, ribóz 3. Mentő reakciók Egymásba való átalakulás lehetősége

A purinváz-atomok eredete

Purinok szintézise foszforibozil-pirofoszfátszintetáz ATP ribóz-5 -P Gly AMP CO 2 5 2 3 Gln, H 2 O Asp PRPPamidotranszferáz 2 formil-THF PRPP Glu, PPi 6 7 1 2 4 Gln IMP formil-THF foszforibozil-amin

Purinok szintézise Eukariótákban enzimkomplexek: foszforibozil-aminoimidazol szintetáz: 1. , 2. és 4. reakció foszforibozil-aminoimidazol-szukcinokarboxamid-szintetáz: 5. és 6. reakció IMP-szintetáz: 8. és 9. reakció

IMP Purin nukleotidok szintézise aszpartát + GDP NAD+ + H 20 adeniloszukcinátszintáz GTP+Pi adeniloszukcinát IMPdehidrogenáz XMP adeniloszukcinátliáz glutamin, ATP, H 2 O GMP-szintáz glutamát, AMP+PPi fumarát AMP GMP NADH

A purinok szintézisének szabályozása

Purin nukleotidok szintézisének szabályozása

Purin nukleotidok lebomlása GMP H 2 O AMP H 2 O nukleotidáz Pi guanozin Pi ribóz-1 -P adenozin H 2 O purin-nukleozidfoszforiláz dezamináz NH 4+ guanin H 2 O inozin dezamináz Pi NH 4+ ribóz-1 -P H 2 O 2 xantin purin-nukleozidfoszforiláz O 2 H 2 O xantin-oxidáz hipoxantin

Purin nukleozidok lebomlása xantin O 2 H 2 O xantin-oxidáz urát (laktám-forma) urát (laktim-forma) urát (deprotonált-forma)

Mentő utak szabad bázisok

Mentő utak Purin nukleozidok: Adenozin Guanozin nukleozid kinázok ATP ADP + Pi AMP GMP

Trifoszfátok szintézise GMP ATP nukleozidmonofoszfátkináz ADP GDP ATP nukleoziddifoszfátkináz GTP ADP

Mentő utak AMP d. AMP GMP d. GMP IMP ADP+Pi PPi PRPP adenin purinnukleozidkinázok HGPRT APRT hipoxantin PRPP ADP+Pi ATP guanin ATP purin nukleozidok

Pirimidin nukleotid szintézis citoplazmában

A pirimidin nukleotidok szintézise Eukarióta enzimkomplexek -

AZ UMP foszforilációja UMP UDP d. UDP UTP d. UMP CTP d. TMP d. TTP

A CTP keletkezése

Dezoxiribonukleotidok keletkezése Ribonukleotidreduktáz: Csak osztódni képes sejtekben Eukariota: glutation-reduktáz

A dezoxi-timidilát szintézise

d. TTP keletkezése

karbamilfoszfát Pi NAD+ NADH H 20 Asp aszpartáttranszkarbamiláz dihidroorotátdehidrogenáz dihidro-orotáz karbamil-aszpartát dihidro-orotát PRPP ADP ATP Gln H 2 O UTP nukleoziddifoszfátkináz UDP CTP H 2 O ATP UMP-kináz NADPH PPi HCO 3 - ribonukleotidreduktáz CTPszintáz ADP+Pi Glu ADP ATP H 2 O orotátfoszforiboziltranszferáz H 20 orotidilát-dekarboxiláz NADP+ d. UDP H 2 O Pi Pi CDP d. UMP metilén. THF DHF timidilát-szintáz ribonukleotid-reduktáz NADPH NADP+ orotidilát d. TMP d. CDP

Pirimidin nukleozidok lebontása ecetsav metilmalonil-Ko. A

Mentő utak uracil + PRPP uracil-foszforibozil-transzferáz UMP + PPi Pirimidin nukleozid kinázok:

ranszferáz uracil-foszforibozil-t H 2 O Pi PPi zok citidin dezoxi-citidin irim idi n-n dezaminázok H 2 O ADP UMP, CMP d. TMP, d. CMPp nukleotidá PRPP uk ATP leo tid -ki n ázo k uridin dezoxi-uridin NH 4+ dezoxi-timidin Pi pirimidinnukleozidfoszforiláz Pi dezoxiribóz-1 -P (dezoxi) ribóz-1 -P uracil timin

citidin dezoxicitidin H 20 NH 4+ d. TMP UMP d. CMP nukleotidázok Pi ATP dezamináz Pi idi pirim uridin dezoxi-uridin Pi ADP kle n-nu (dezoxi) ribóz-1 -P ok ináz -k ozid uracil dezoxitimidin Pi (dezoxi) ribóz-1 -P uracilfoszforiboziltranszferáz PRPP NADPH NADP+ pirimidinnukleozidfoszforiláz Pi PPi pirimidindehidrogenáz NADPH NADP+ timin H 20 dihidropirimidináz H 20 HCO 3 NH 4+ ureidopropionáz H 20 HCO 3 NH 4+ acetil-Ko. A β-alanin β-amino-izobutirát metil-malonil-Ko. A

Pirimidin nukleotidok átalakulása egymásba