Спасение нуклеотидов

Путь спасения — это путь , при котором биологический продукт производится из промежуточных продуктов пути деградации его собственного или аналогичного вещества. Этот термин часто относится, в частности, к спасению нуклеотидов , при котором нуклеотиды ( пуриновые и пиримидиновые ) синтезируются из промежуточных продуктов на пути их деградации.

Пути спасения нуклеотидов используются для восстановления оснований и нуклеозидов , которые образуются во время деградации РНК и ДНК . Это важно для некоторых органов, поскольку некоторые ткани не могут подвергаться синтезу de novo . Спасенные продукты затем можно снова превратить в нуклеотиды. Пути спасения являются мишенью для разработки лекарств , одно из семейств которых называется антифолатами . ^[1]

Ряд других биологически важных веществ, таких как метионин и никотинат , имеют свои собственные пути утилизации частей молекулы.

Субстраты

Путь спасения нуклеотидов требует различных субстратов:

Пиримидины

Уридинфосфорилаза или пиримидин-нуклеозидфосфорилаза заменяет аномерно-углеродный фосфат рибозо-1-фосфата на свободное основание урацил , образуя нуклеозид уридин . Уридинкиназа (также известная как уридин-цитидинкиназа ) может затем фосфорилировать 5'-углерод этого нуклеозида в уридинмонофосфат (UMP). Киназа UMP/CMP ( EC 2.7.4.14) может фосфорилировать UMP в уридиндифосфат , который нуклеозиддифосфаткиназа может фосфорилировать в уридинтрифосфат .

Тимидинфосфорилаза или пиримидин-нуклеозидфосфорилаза присоединяет 2-дезокси-альфа-D-рибозо-1-фосфат к тимину , при этом тимин связывается у аномерного углерода дезоксирибозы, образуя дезоксинуклеозид тимидин . Затем тимидинкиназа может фосфорилировать 5'-углерод этого соединения в тимидинмонофосфат (ТМП). Тимидилаткиназа может фосфорилировать ТМП в тимидиндифосфат , который нуклеозиддифосфаткиназа может фосфорилировать в тимидинтрифосфат .

Нуклеозиды цитидин и дезоксицитидин могут быть восстановлены по урациловому пути с помощью цитидиндезаминазы , которая превращает их в уридин и дезоксиуридин соответственно. Альтернативно, уридин-цитидинкиназа может фосфорилировать их в цитидинмонофосфат (CMP) или дезоксицитидинмонофосфат (dCMP). Киназа UMP/CMP может фосфорилировать (d)CMP в цитидиндифосфат или дезоксицитидиндифосфат , а нуклеозиддифосфаткиназа может фосфорилировать в цитидинтрифосфат или дезоксицитидинтрифосфат .

Спасение пиримидинрибонуклеотидов.

Пурины

Фосфорибозилтрансферазы присоединяют активированный рибозо-5-фосфат ( фосфорибозилпирофосфат , PRPP) к основаниям, образуя нуклеозидмонофосфаты. Существует два типа фосфорибозилтрансфераз: аденинфосфорибозилтрансфераза (APRT) и гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансфераза (HGPRT). HGPRT является важным ферментом метаболизма пуринового пути, и ^[2] его дефицит связан с синдромом Леша-Нихана .

Биосинтез фолиевой кислоты

Тетрагидрофолиевая кислота и ее производные производятся путем утилизации ГТФ. ^[1]

Другие пути спасения

Спасение L-метионина — это путь, который регенерирует метионин из его последующих продуктов. Версия пути использует метилтиоаденозин (МТА), образуя так называемый цикл МТА с его реакцией синтеза. Это действие по переработке серы наблюдается у людей и, по-видимому, универсально для аэробной жизни. ^{[3] [4]}

Утилизация никотината — это процесс регенерации никотинамидадениндинуклеотида из никотиновой кислоты . Этот путь важен для контроля уровня окислительного стресса в клетках. Человеческий ген NAPRT кодирует основной фермент этого пути. ^[5] Раковые клетки, которым требуется повышенная потребность в НАД, имеют тенденцию активировать этот путь. ^[6]

Пути спасения также существуют для церамидов , кобаламина , компонентов клеточной стенки и тетрагидробиоптерина в различных организмах.

Рекомендации

1. Kompis IM, Ислам К, затем RL (февраль 2005 г.). «Синтез ДНК и РНК: антифолаты». Химические обзоры . 105 (2): 593–620. дои : 10.1021/cr0301144. ПМИД  15700958.
2. Ансари М.Ю., Экубал А., Дихит М.Р., Мансури Р., Рана С., Али В., Саху Г.К., Дас П. (февраль 2016 г.). «Установление корреляции между анализом in silico и in vitro против Leishmania HGPRT с ингибиторами». Международный журнал биологических макромолекул . 83 : 78–96. doi : 10.1016/j.ijbiomac.2015.11.051. ПМИД  26616453.
3. Альберс, Э. (декабрь 2009 г.). «Метаболические характеристики и важность универсального пути утилизации метионина, рециклирующего метионин из 5'-метилтиоаденозина». ИУБМБ Жизнь . 61 (12): 1132–42. дои : 10.1002/iub.278 . ПМИД  19946895.
4. Сековска, А; Ашида, Х; Данчин, А (январь 2019 г.). «Возвращаясь к пути спасения метионина и его паралогам». Микробная биотехнология . 12 (1): 77–97. дои : 10.1111/1751-7915.13324. ПМК 6302742 . ПМИД  30306718. 
5. Хара, Н; Ямада, К; Сибата, Т; Осаго, Х; Хашимото, Т; Цучия, М. (24 августа 2007 г.). «Повышение клеточного уровня НАД никотиновой кислотой и участие фосфорибозилтрансферазы никотиновой кислоты в клетках человека». Журнал биологической химии . 282 (34): 24574–82. дои : 10.1074/jbc.M610357200 . ПМИД  17604275.
6. Дуарте-Перейра, С; Перейра-Кастро, я; Сильва, СС; Коррейя, МГ; Нето, К; да Коста, Литва; Аморим, А; Сильва, РМ (9 декабря 2015 г.). «Обширная регуляция экспрессии никотинатфосфорибозилтрансферазы (NAPRT) в тканях и опухолях человека». Онкотаргет . 7 (2): 1973–1983. doi : 10.18632/ONCOTARGET.6538. ISSN  1949-2553. ПМЦ 4811510 . PMID  26675378. Викиданные  Q36739012. 

Смотрите также