У человека и других млекопитающих пуриновые нуклеотиды синтезируются для обеспечения потребностей организма в мономерных предшественниках нуклеиновых кислот, а также в соединениях, выполняющих другие функции. У некоторых позвоночных (птицы, земноводные, рептилии) синтез пуриновых нуклеотидов несет дополнительную функцию — является частью механизма, с помощью которого выводятся излишки азота в виде мочевой кислоты; такие организмы называют урикотелическими. Организмы, у которых конечным продуктом азотистого обмена является мочевина (как у человека), называют уреотелическими. Поскольку урикотелические организмы удаляют «излишки» азота в виде мочевой кислоты, синтез пуриновых нуклеотидов у них идет более интенсивно, чем у уреотелических. В то же время пути синтеза пуриновых нуклеотидов de novo — общие для обеих групп организмов.

Информация о происхождении каждого из атомов в молекуле пуринового основания получена в процессе радиоизотопных исследований, проведенных на птицах, крысах и человеке (рис. 1). На рис. 2 представлена схема пути биосинтеза пуриновых нуклеотидов. Первая стадия {реакция 1)— образование 5-фосфорибозил-1-пирофосфата (ФРПФ). Эта реакция не уникальна для биосинтеза пуриновых нуклеотидов. ФРПФ служит также предшественником в синтезе пиримидиновых нуклеотидов (см. рис. 10), он необходим для синтеза NAD и NADP—двух коферментов, в состав которых входит никотиновая кислота. В реакции 2 (рис. 2), катализируемой фосфорибозил-пирофосфат-амидотрансферазой,

из ФРПФ и глутамина образуются глутамат и 5-фосфорибозиламин. Хотя возможны и другие механизмы синтеза 5-фосфорибозиламина, реакция, катализируемая амидотрансферазой, имеет наиболее важное физиологическое значение в тканях млекопитающих.

Рисунок 1. Происхождение атомов азота и углерода пуринового кольца.

Далее 5-фосфорибозйламин вступает в реакцию с глицином (реакция 3); при этом образуется глицинами д-рибозилфосфат (глицинамидориботид, Г АР). Амидная группа глутамина служит источником атома азота в положении 9 молекулы пурина (N-9), а глицин—источником атомов углерода в положениях 4 и 5 (С-4 и С-5) пуринового кольца. Эту реакцию катализирует глицинамид-киносинтетаза. В

реакции 4 атом азота N7 молекулы глицинамид-рибозилфосфата формилируется N5, N10-Me-тенилтетрагидрофолатом. В результате этой реакции, катализируемой глицинамид-рибозил-фосфат-формилтрансферазой, поступающий одно-углеродный фрагмент займет положение С-8 в формирующемся пуриновом основании. В реакции 5 снова участвует глутамин — донор амидной группы. Амидирование происходит по атому С-4 формилглицинамид-рибозилфосфата и катализируется формилглицин-амидин-рибозилфосфатсинтетазой.

Присоединенный атом азота займет в молекуле пурина положение 3.

В результате замыкания имидазольного кольца, катализируемого аминоимидазолрибозилфос-фатсинтетазой,

образуется аминоимидазол-рибозилфосфат (реакция 6). Далее синтез проходит через стадию образования аминоимидазолкар-боксилат-рибозилфосфата (реакция 7). В результате реакции формируется карбонильная группа, источником которой служит молекула СО2, образующаяся в процессе дыхания.

Атом азота в положении 1 происходит из а-аминогруппы аспартата (реакция 8), остальная часть которого образует сукцинильный фрагмент в молекуле аминоимидазолсукцинилкарбоксиламид-рибо-зилфосфата (АИСКАР).

В реакции 9 сукцинильная группа АИСКАР удаляется в виде фумарата. Оставшийся аминоимида-золкарбоксиламид-рибозилфосфат формилируется (реакция 10) N 10-формилтетрагидрофолатом (f10-Н4фолат) с образованием амидоимидазолкарбокси-ламид-рибозилфосфата; реакция катализируется соответствующей формилтрансферазой. Вновь присоединенный атом углерода, подобно атому С-8, поступает из пула одноуглеродных фрагментов при участии тетрагидрофолата и занимает в молекуле пурина положение 2.

Похожие материалы:

Взаимодействие регуляторных механизмов при управлении скоростью роста микроорганизмов
Один из узловых вопросов, связанных с управлением скоростью роста микроорганизмов – о механизмах перестройки метаболизма микробной клетки при изменении состава питательной среды. В хемостатной культуре регулирование состава среды позволя ...

Выводы
Все методы биологической диагностики почв основаны на понимании того, что почва как среда обитания составляет единую систему с населяющими ее популяциями разных организмов. В зависимости от сочетания природных факторов, определяющих почво ...

Ретикулярная формация головного мозга
Важное функциональное значение имеет ретикулярная, или сетевидная формация ствола мозга, которая развивается в связи с возникновением системы блуждающего, вестибулярного и тройничного нервов. Сетевидная формация состоит из различных по в ...