Лекция. Н уклеопротеины, нуклеиновые кислоты. Синтез и распад нуклеотидов

Лекция. Нуклеопротеины, нуклеиновые
кислоты. Синтез и распад нуклеотидов
Нуклеиновые кислоты. Структура и номенклатура
мононуклеотидов. Характеристика ДНК и различных видов РНК.
Основные этапы передачи генетической информации. Первый и
второй постулаты молекулярной биологии. Сущность работ
Уотсона и Крика. Обмен нуклеопротеинов: биосинтез и
катаболизм пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Биосинтез
дезоксирибонуклеотидов. Патология пуринового обмена
(гиперурикемия, подагра, оратацидурия, синдром Леша-Нихана).
Нуклеотид
5’
1’
фосфат
Азотистое
основание –
одно из 4
3’
пентоза (рибоза / дезоксирибоза)
Первичная структура ДНК
это последовательность нуклеотидов,
связанных 3′-5′- фосфодиэфирными
связями между пентозами, в цепи ДНК
Направление цепи: 5′→ 3′
Источники атомов пуринового ядра при
синтезе de novo
СО2
глицин
CH
аспартат
6
N1
5
C
N
7
8
формил
-ТГФК
HC
2
3
N
C4
глутамин
CH
9
NH
метенилТГФК
Синтез пуринових нуклеотидов de novo
1. Начинается в образования фосфорибозилпирофосфата (ФРПФ), на котором далее собирается
пуриновое ядро
ФРПФ-синтетаза
Рибозо-5′-фосфат
АМФ
АТФ
ФРПФ
2. К ФРПФ присоединяются источники атомов
пуринового ядра (10 реакций) и образуется
инозинмонофосфат (ИМФ) – предшественник АМФ
и ГМФ.
ФРПФ
гипоксантин
глутамин
глицин
метенил-ТГФК
СО2
аспартат
формил-ТГФК
ИМФ
4. АМФ и ГМФ образуются из ИМФ
+ аспартат (донор NH2группы для аденина)
+ ГТФ
АМФ
+ НАД
ИМФ
+АТФ
НАДН
+ глутамин (донор
NH2-группы)
ГМФ
Источники атомов пиримидинового ядра при
синтезе de novo
глутамин
карбомоилфосфат
N
аспартат
1
СО2
N
Синтез пиримидиновых нуклеотидов de novo
начинается с образования пиримидинового
кольца, которое потом присоединяется к
ФРПФ
Синтез пиримидиновых нуклеотидов de novo
1. Образование карбомоилфосфата
2. Из карбомоилфосфата и аспартата
далее образуется пиримидиновое ядро
(3 реакции) в виде оротовой кислоты
3. Образование ОМФ (оротидил-5'-монофосфата) и
УМФ (уридин-5‘-монофосфата)
Оротат + ФРФП
- ФФн
O
O
HN
C
O
C
N
CH
ОМФ-декарбоксилаза
C
COOH
Ðèáîçî-5-ôîñôàò
ОМФ
HN
- CО2
C
O
C
N
CH
CH
Ðèáîçî-5-ôîñôàò
УМФ
Образование УДФ, УТФ, ЦТФ
+ АТФ
УМФ
донор -NH2
УДФ
+ АТФ
УТФ
ЦТФ-синтетаза
УТФ + глутамин
Рибозо – Р – Р – Р
+ АТФ
ЦТФ + глутамат
Рибозо – Р – Р – Р
Cинтез тимидиловых нуклеотидов
5-Фторурацил
Фторафур
Рибонуклеотидредуктазний
комплекс
дУДФ
УДФ
+ Н2О
-Фн
дУМФ
Метилен-ТГФК
глицин
Тимидилатсинтаза
серин
ТГФК
ДГФК
НАДФ
НАДФН2
Дигидрофолатредуктаза
дТМФ
+ АТФ
Метотрексат
Аминоптерин
-
дТДФ
+ АТФ
дТТФ
Катаболизм пуринових нуклеотидов
АМФ
ГМФ
+ Н2О
- Фн
5'-нуклеотидаза
Аденозин
Инозин
+ Фн
фосфорилаза
нуклеозидаза
+ Фн
- рибозо-1-ф
- D-рибоза
Н2О, О2
Ксантиноксидаза
-
D-рибоза
Н2О2
ФАД
Гипоксантин
аллопуринол
- Фн
Гуанозин
+ Н2О
- NH3
Аденозиндезаминаза
+ Н2О
- рибозо-1-ф
Гуанин
Гуаниндезаминаза
+ Н2О
- NH3
ФАДН2
Ксантин
ФАД
Н2О, О2
ФАДН2 Н2О2
Мочевая кислота
Катаболизм пиримидинових нуклеотидов
Цитозин
½ О2
ЦМФ, ТМФ
УМФ
Тимин
- NH3
Урацил
β-аланін
СО2, Н2О
β-аминоизобутират
NH3
синтез
пантотеновой
кислоты, КоА,
карнозина,
ансерина,
сукцинил-КоА
мочевина
экскреция
с мочой