Биосинтез пиримидина происходит как в организме, так и посредством органического синтеза. [1]
Биосинтез пиримидина De Novo катализируется тремя генными продуктами CAD, DHODH и UMPS. Все первые три фермента этого процесса кодируются одним и тем же геном при ИБС , который состоит из карбамоилфосфатсинтетазы II , аспартаткарбамоилтрансферазы и дигидроороротазы . Дигидрооротатдегидрогеназа (DHODH) в отличие от CAD и UMPS является монофункциональным ферментом и локализуется в митохондриях. UMPS представляет собой бифункциональный фермент, состоящий из оротатфосфорибозилтрансферазы (OPRT) и оротидинмонофосфатдекарбоксилазы (OMPDC) . И CAD, и UMPS локализуются вокруг митохондрий, в цитозоле. [6] У грибов существует аналогичный белок, но у него отсутствует функция дигидрооротазы: второй этап катализирует другой белок.
У других организмов ( бактерий , архей и других эукариот ) первые три этапа выполняются тремя разными ферментами. [7]
Пиримидины в конечном итоге катаболизируются (разлагаются) до CO 2 , H 2 O и мочевины . Цитозин может расщепляться до урацила , который далее расщепляется до N-карбамоил-β-аланин , а затем до бета-аланин , CO 2 и аммиак с помощью бета-уреидопропионазы . Тимин расщепляется на β-аминоизобутират , который в дальнейшем может расщепляться на промежуточные соединения, что в конечном итоге приводит к циклу лимонной кислоты .
β-аминоизобутират действует как приблизительный индикатор скорости обновления ДНК . [8]
Посредством ингибирования отрицательной обратной связи конечные продукты UTP и UDP не позволяют ферменту CAD катализировать реакцию у животных. И наоборот, PRPP и АТФ действуют как положительные эффекторы, усиливающие активность фермента. [9]
Фармакологическое модулирование пиримидинового метаболизма имеет терапевтическое применение и может быть использовано при лечении рака. [10]
Ингибиторы синтеза пиримидина применяют при активном среднетяжелом и тяжелом ревматоидном артрите и псориатическом артрите , а также при рассеянном склерозе . Примеры включают лефлуномид и терифлуномид (активный метаболит лефлуномида).
Чтобы понять, как возникла жизнь , необходимы знания о химических путях, которые позволяют формировать ключевые строительные блоки жизни в вероятных пребиотических условиях . Гипотеза мира РНК утверждает, что в первичном бульоне существовали свободно плавающие пиримидиновые и пуриновые рибонуклеотиды — фундаментальные молекулы, которые последовательно соединяются, образуя РНК . Сложные молекулы, такие как РНК, должны были возникнуть из относительно небольших молекул, реакционная способность которых определялась физико-химическими процессами. РНК состоит из пиримидиновых и пуриновых нуклеотидов, оба из которых необходимы для надежной передачи информации и, следовательно, для естественного отбора и дарвиновской эволюции . Беккер и др. показали, как пиримидиновые нуклеозиды могут быть синтезированы из небольших молекул и рибозы исключительно за счет циклов влажно-сухого состояния. [11]