Пурины синтез нуклеотидов

Общее количество мочевой кислоты, выводимой с мочой, составляет у здорового взрослого человека около 0,6 г в сутки образуется она в результате распада пуринов, поступающих в организм с пищей, и при обновлении пуриновых нуклеотидов, входящих в состав нуклеиновых кислот. У человека известен ряд генетических нарушений, затрагивающих обмен пуринов. Некоторые из таких нарушений приводят к серьезным последствиям. Однако, прежде чем о них говорить, мы рассмотрим метаболическую реутилизацию свободных пуринов, т.е. их использование в качестве готовых продуктов для синтеза. нуклеотидов. [c.673]

Синтез нуклеотидов из пуринов [c.177]

Следует полагать, что основным источником образования свободных производных пурина служат нуклеотиды и возникающие из них нуклеозиды. Содержание свободных производных пурина в тканях невелико. Они превращаются в мочевую кислоту, они могут также быть использованы и для синтеза нуклеотидов. [c.450]

Аналоги пуринов и пиримидинов, их нуклеозиды и нуклеотиды широко используются в клинической медицине и научных исследованиях. Изменения в структуре гетероциклического кольца или углеводного компонента приводят к образованию соединений, токсический эффект которых обусловлен ингибированием определенных ферментов, участвующих в синтезе нуклеотидов или нуклеиновых кислот [c.266]

Синтез пуринов контролируется сложной системой регуляторных факторов. Некоторые из механизмов, обнаруженных у бактерий, приведены в общих чертах на рис. 6-17. И в этом случае у бактерий все нуклеотиды, образующиеся как конечные продукты, ингибируют начальную реакцию— стадию а на рис. 14-31. [c.169]

Все упомянутые выше пиримидиновые и пуриновые основания выделены из природных нуклеотидов. Наряду с этим в настоящее время известно очень большое число близких им по структуре соединений, полученных синтетически. Наибольшее число исследований посвящено синтезу производных пурина. Цель этих исследований — найти, используя некоторые биологические гипотезы, в частности, принцип антиметаболитов, синтетические аналоги природных оснований обладающие физиологической активностью и пригодные для лечения злокачественных новообразований и инфекционных заболеваний.. [c.179]

Синтезы пуриновых оснований, пригодные для использования в химии нуклеотидов, можно разбить на две категории 1) частичные синтезы из производных пурина, главным образом из галоидопроизводных и 2) полные синтезы. [c.182]

Как АМР, так и GMP могут фосфорилироваться соответствующими киназами до АТР и GTP, которые далее могут использоваться в синтезе нуклеиновых кислот и коферментов. Нарушение описанного выше пути, например в результате обработки лекарственными препаратами, может подавить природные контролирующие системы в этом случае начинает играть важную роль биосинтез пуриновых нуклеотидов из ранее образованных пуринов [97]. [c.171]

Альтернативный путь синтеза пуриновых нуклеотидов. Приведенные выше реакции представляют собой основные пути синтеза пуриновых нуклеотидов. Однако следует помнить, что этот процесс требует затраты значительного количества энергии в форме АТФ. Так, на синтез циклической структуры пуринов затрачивается 5 молекул АТФ на каждую молекулу АМФ или ГМФ. [c.435]

Метаболические пути, ведущие к образованию пуриновых и соответственно пиримидиновых нуклеотидов, различаются в основном тем, на каком этапе синтеза возникает Х-гликозидная связь. При синтезе пуринов эта [c.466]

Представления о растворимой транспортной РНК и о ее комплементарном сочетании с матричной РНК носят еще весьма предварительный характер. Считают, что соответствующие транспортные РНК с разными аминокислотами занимают соответствующие места на матричной (информационной) молекуле РНК в результате аминокислоты располагаются в ряд в соответствующем порядке, образуя специфическую полипеп-тидную цепь белка. Так, образование пептидных связей, отличающееся высокой специфичностью и происходящее с большой скоростью, осуществляется под влиянием специфической информации, закодированной последовательностью расположения нуклеотидов в ДНК (и РНК). При помощи механизма попарного соединения оснований эта последовательность воспроизводится с образованием либо новых молекул ДНК для новых клеток, либо молекул матричной РНК, необходимых для синтеза белковых молекул, характерных для данного вида. При помощи белков, многие из которых являются ферментами, клетка синтезирует множество других молекул (в том числе пуринов, пиримидинов, аминокислот, углеводов, жиров, стеринов, пигментов и т. п.), часто необходимых для поддержания ее структуры и функции. [c.94]

Среди протеидов особенно большое биологическое значение имеют нуклеопротеиды (соединения белка с нуклеиновыми кислотами), они входят в состав ядра и цитоплазмы клетки. В клетках всех живых организмов содержатся нуклеиновые кислоты двух типов (некоторые вирусы содержат по одному из них), играющие важную роль в синтезе белков и явлениях наследственности дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Молекулы этих кислот представляют собой гигантские полимерные молекулы (макромолекулы, см. стр. 206), длинные цепи которых состоят из большого числа (нескольких тысяч) нуклеотидов, мол. вес их достигает 2 ООО ООО и более. Нуклеотиды состоят из пятичленных углеводов (дезоксирибоза у ДНК, рибоза у РНК), азотистых циклических оснований — производных пурина и пиримидина (аденина, гуанина, цитозина, кроме того, тимина у ДНК и урацила у РНК) и фосфатных групп. [c.36]

Растворимые РНК, называемые также транспортными — т-РНК. и вещества, содержащиеся в клеточном соке, имеют сравнительно низкую молекулярную массу (около 25 ООО). Транспортные РНК характерны относительно высоким содержанием необычных или минорных нуклеотидов (второе название связано с их малым содержанием) псевдо-уридина (отличающегося от уридина тем, что в нем урацил с рибозным остатком связан не N — С, а С — С-связью) и метилированных пуринов (их число приближается к 10). Транспортные РНК активируют аминокислоты и транспортируют их к местам синтеза белков. [c.522]

Кольцевая система пуринов, входящих в состав пуриновых нуклеотидов, строится поэтапно на 1-м углеродном атоме 5-фосфорибозиламина. Все атомы азота, содержащиеся в пуринах, поступают от аминокислот. После двух этапов, на каждом из которых происходит замыкание кольца, возникает пуриновое ядро. Пиримидины синтезируются из аспарагиновой кислоты, СОз и аммиака. Присоединение к ним рибозо-5-фосфата приводит к образованию пиримидиновых рибонуклеотидов. Образующиеся при распаде нуклеотидов свободные пурины сохраняются и вновь используются для синтеза нуклеотидов. Для такой их реутилизации существует особый путь. Ге-нетически обусловленный дефект в одном из ферментов этого пути вызывает болезнь, сопровождающуюся весьма необычными симптомами она называется болезнью Леша-Нихана. Другая генетическая болезнь, подагра, приводит к отложению кристаллов мочевой кислоты в суставах. [c.678]

Подавление синтеза нуклеотидов азасери-ном. Диазосоединение 0-(2-диазоацетил)-L-серин, называемое также азасерином, является мощным ингибитором тех ферментов, которые в процессе биосинтеза переносят аминогруппы от глутамина на какой-либо акцептор (т.е. амидотрансфе-раз). Какой промежуточный продукт будет накапливаться на пути, ведущем от ot-D-рибозо-5-фосфата к инозиновой кислоте, если клетки, активно синтезирующие пурины, обработать азасерином Аргументируйте свой ответ. [c.679]

Можно ожидать, что механизмы действия аналогов пуринов и пиримидинов (таких, как 8-азагуанин и 5-фторурацил), являющихся канцеростатическими агентами или ингибиторами клеточного метаболизма, различны. Некоторые из них, например свободные основания, ингибируют использование пуринов и пиримидинов, в то время как другие, функционирующие в виде нуклеотидов, тормозят специфическую реакцию синтеза нуклеотидов de novo. Еще один путь действия таких соединений состоит в ингибировании процессов полимеризации, ведущих к синтезу нуклеиновых кислот, или процесс включения этих соединений в нуклеиновые кислоты (РНК или ДНК) с последующим нарущением нормальных химических реакций в клетке. Поэтому эффективность действия in vivo данного аналога зависит от формы, в которой он находится (свободное основание, нуклеозид или нуклеотид), ферментативных реакций, к которым он чувствителен, и реакций, в которых он выступает как ингибитор. [c.309]

Скорость биосинтеза пиримидинов коррелирует со скоростью биосинтеза пуринов, что указывает на координированный контроль синтеза нуклеотидов обоих типов. ФРПФ-синтетаза—фермент, катализирующий образование предшественника обоих путей биосинтеза,—ингибируется по принципу обратной связи как пуриновыми, так и пиримидиновыми нуклеотидами. Карбамоилфосфатсинтаза также подвержена ингибированию по принципу обратной связи нуклеотидами обоих типов, а ФРПФ активирует этот фермент. Таким образом, на нескольких этапах биосинтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов осуществляется перекрестная регуляция. [c.28]

Термодинамика и кинетика окислит.-восстановит. р-ций, в к-рых участвуют биологически активные соед, изучаются вольтамперометрич. методами с использованием капающего (обычно ртутного) или стационарного электрода. Эти методы позволяют определить число электронов, вовлеченных в р-цию при каждом значении потенциала, а также обнаружить неустойчивые промежут. соединения, в т.ч. короткоживущие радикалы, к-рые не удается зарегистрировать методом ЭПР. Электрохим. методы имеют широкую область применения и позволяют изучать тонкости механизма р-ций. Они пригодны для проведения уникальных синтезов и решения сложных аналит. задач, т. к. чувствительность импульсной полярографии позволяет, напр., обнаружить 10 М электрохимически активного в-ва. Возможность применения электрохим. методов для решения упомянутых проблем основана на сходстве электрохим. и биол. окислит.-восстановит. р-ций оба типа являются гетерогенными (первые осуществляются на пов-сти электрода, вторые-на границе фермент-р-р), идут в одном интервале pH и в р-рах той же ионной силы, протекают в неводных средах и в одинаковом интервале т-р, включают стадию ориентации субстрата. Электрохим. методы позволяют получать информацию об окислит.-восстановит. потенциалах, числе электронов, механизме р-ций с участием азотсодержащих гетероциклич. соед. (пурины, пиримидины, порфирины и т. п.). Емкостные измерения дают важные сведения об адсорбционных св-вах низкомол. и высокомол. биологически активных соед. (нуклеотиды, белки, нуклеиновые к-ты). [c.292]

Проведение каталитических реакций несложно. Поскольку катализ металлами весьма эффективен и сопровождается лишь небольшой деструкцией, этот метод пригоден для синтеза большого числа меченых соединений различных типов, причем часто можно достигнуть больших величин удельных активностей, чем в методе Вильцбаха [84]. Обменной реакцией с окисью трития на платиновом катализаторе были синтезированы меченые стероиды, пурины, пиримидины и нуклеотиды. [c.685]

В то время как дезоксицитидин-3 - и -5 -фосфаты могут быть получены аналогичным образом [21], хорошо известная лабильность гликозидной связи пуринов при кислотном гидролизе создает сложности при синтезе пуриновых нуклеотидов. Они были преодолены тщательным разделением смеси 3 - и 5 -моноацетатов дезоксиаденозина, полученной в результате частичного дезацети-лирования 3, 5 -ди-0-ацетилдезоксиаденозина (20) [20], Структура этих моноацетатов была подтверждена тем, что в результате мягкого кислотного гидролиза первого из них образуется известная 3-0-ацетилдезоксирибоза (21). Изомерные моноацетаты были раздельно подвергнуты фосфорилированию, и после удаления защитных групп получены дезоксиаденозин-З -фосфат (22) и -5 -фос-фат (8) схема (5) . Аналогичная процедура была использована для синтеза дезоксигуанозин-З -фосфата и -5 -фосфата (9) [22]. [c.38]

Метаболические пути, ведушие к образованию пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, различаются в основном тем, на каком этапе синтеза возникает ТУ-гликозидная связь. При синтезе пуринов эта связь образуется на первом этапе, и циклическая система строится уже после того, как связь образовалась. В отличие от этого синтез пиримидинового кольца завершается еше до образования связи между этим кольцом и рибозо-5-фосфатом. [c.429]

ДЛЯ синтеза пуринов. Клетки селезенки не обладают таким генетическим дефектом и поэтому миеломные клетки, не синтезирующие нуклеотиды, через определенноезремя исчезают из культуры. Гибридомы остаются единственными делящимися клетками. Тогда через сутки инкубации 50% объема среды заменяют на среду, содержащую Ю М гщюксантина, 10 М аминоптерина и 4 10 М тимидина (среда ГА1 ). Среду сменяют каждые сутки в течение двух дней, а затем — один раз через 48 часов. Примерно через 2 недели гибридомы начинают активно расти. Необходимо следить, чтобы не было слишком густого роста — признак развития поликлональной популяции негустая суспензия клеток обеспечивает рост моноклональных гибридом (выживаемость клеток при этом невысокая). [c.575]

У рикотелические животные (птицы, змеи и ящерицы) выделяют аминный азот главным образом в виде мочевой кислоты (рис. 19-25). Мочевая кислота является также главным конечным продуктом обмена пуринов у приматов, птиц и рептилий. Молекула мочевой кислоты имеет довольно сложное строение она состоит из двух конденсированных колец, составляющих так называемое пуриновое ядро. К пуринам относятся также аденин и гуанин, входящие в состав соответствующих нуклеотидов. Синтез мочевой кислоты из аминогрупп представляет собой многоэтапный процесс, потому что пуриновое ядро строится постепенно из ряда простых предшественников. На рис. 19-25 указано происхождение углеродных и азотных атомов мочевой кислоты, установленное на основе опытов с использованием предшественников, меченных изотопами. Сложный путь синтеза пуринов и мочевой кислоты мы рассмотрим в гл. 22. Здесь же достаточно отметить, что этот процесс включает много этапов и требует значительных затрат энергии. Та- [c.596]

Болезнь Леша-Нихана представляется удивительной и с метаболической точки зрения. Выше мы говорили о том, что есть два пути синтеза пуриновых нуклеотидов-путь синтеза de novo, при котором кольцевая система пуринов строится поэтапно, и путь синтеза из готовых продуктов, т.е. простая сборка пуриновых нуклеотидов из свободных пуринов и ФРПФ. При болезни Леша-Нихана путь синтеза из готовых продуктов не [c.673]

Регуляция синтеза пуринов одновременно сложна и изящна. Установлены следующие интересные факты. Во-первых, ИМФ-дегидрогепеза, участвующая в превращении ИМФ в ГМФ (фиг. 150), ингибируется ГМФ и репрессируется гуанином. Таким образом, превращение ИМФ в ГМФ задерживается или совсем прекращается в условиях, когда гуанин-нуклеотиды [c.472]

Другие пути синтеза пуриновых нуклеотидов de novo пока еще не обнаружены, и, вероятно, описанный выгие путь является довольно общим. Однако существуют ферментные системы, которые используют свободные пурины, например гликозилирующие рибозо- 1 -фосфат (или 2-дезоксирибозо-1-фосфат) путем реакции фосфо-ролиза с образованием нуклеозидов, которые затем фосфорилируются АТФ. Напротив, катализируемый ферментами пирофосфоролиз рибозо-1-пирофосфат-5-фосфатом дает непосредственно нуклеотиды. [c.303]

Регулирование сложной цепи химических реакций, называемой клеточным метаболизмом, несомненно, является жизненно важным. В настоящее время известно, что для биосинтеза пуринов существует ряд возможных контрольных механизмов, которые включают подавление синтеза метаболитов самими же метаболитами, родственными с ними веществами или конечными продуктами. Так называемое ингибирование по принципу обратной связи может влиять либо на активность, либо на синтез фермента, ответственного за образование метаболита. Так, активность фосфорибозилпирофосфатами-дотрансферазы (которая катализирует синтез рибозиламин-5-фосфата из глутамина и рибозо-1-пирофосфат-5-фосфата) заметно подавляется АМФ, АДФ, АТФ, ГМФ, ГДФ и ИМФ, но не ингибируется большим числом других пуриновых или пиримидиновых производных, в случае некоторых мутантных штаммов бактерий с генетическим блоком, ведущим к накоплению предшественников аминоимида-зола, некоторые пурины могут вызывать аллостерическое торможение, если только генетический блок не препятствует взаимопревращению пуринов. Однако, когда это взаимопревращение затруднено, аденин становится специфическим ингибитором (препятствует накапливанию предшественников имидазола) и контроль по принципу обратной связи осуществляется на уровне аденина (или аденозина, или АМФ), а не с помощью других пуринов. Превращение гуанозин-5 -фосфата в производные аденина (через восстановительное дезаминирование ГМФ до инозин-5 -фосфата) заметно ингибируется АТФ, что свидетельствует о возможности контроля производными гуанина за синтезом адениновых нуклеотидов. Взаимоотношения между этими отрицательными типами контроля за скоростью синтеза и концентрацией нуклеотидов в клетке и положительными моментами взаимосвязи биосинтетических реакций, как, например, потребность АТФ для синтеза ГМФ и ГТФ для синтеза АМФ, представляются исключительно сложными. Как уже упоминалось выше, контроль за синтезом фермента также может быть установлен по принципу обратной связи примером может служить влияние гуанина на образование ИМФ-дегидрогеназы в мутантных штаммах бактерий с подавленным синтезом ксантозин-5 -фос-фатаминазы. [c.310]

Вопреки имеющимся сообщениям, контролируемое выделение нуклеотидов из полимеров, содержащих несколько различных оснований, было бы более убедительной демонстрацией полезности метода, особенно потому, что помехи, возникающие в результате различных скоростей гидролиза участков с различной пурин-пири-мидиновой последовательностью, искажают, как следовало ожидать, точную интерпретацию. Недостаток действия диэстеразы селезенки заключается в способности фермента катализировать траисферазные реакции, приводящие к синтезу высщих гомологов, а недостаток диэстеразы змеиного яда — в том, что расщепление олигонуклеотидов, содержащих концевой З -фосфат, происходит постепенно, начиная с З -фосфатного конца молекулы, поскольку выделению нуклеозид-3, 5 -дифосфатов предшествует выделение нуклеозидов и нуклеотидов [382]. Даже высокоочищенные препараты диэстеразы змеиного яда сохраняют, по-видимому, некоторую эндонуклеазную активность. Тем не менее постепенное освобождение концевых нуклеотидов оказалось полезным для того, чтобы отличить концевое наращивание от истинного синтеза, когда меченые дезоксинуклеотиды включаются в цепи ДНК [383, 384]. [c.426]

Смесь (5-ц и а н э т и л ф о с ф а т а и д и ц и к л о г е ч-с и л к а р б о д и и м и д а. На основании изложенного выше можно сделать вывод, что ни один из рассмотренных реагентов не удовлетворяет полностью требованиям к фос( юрилирующим веществам, предназначенным для работы в области нуклеотидов. Такой реагент должен быть очень активным и в то же время монофункциональным веществом, защитные группы которого подвергались бы гидролизу с помощью очень мягких и специфических методов. Ограниченные возможности рассмотренных реагентов особенно очевидцы в тех синтезах, где требуется принимать во внимание и такие обстоятельства, как лабильность гликозидных связей пуринов по отношению к кислота.м, лабильность б-аминогрупны молекулы цитозина к действию щелочей и способность к каталитическому восстановлению пиримидиновых циклов. Ввиду того что нуклеотиды вообще не подвергаются действию мягких щелочных агентов, исследователи искали сильное фосфорилирующее средство, содержащее в молекуле группы, чувствительные к щелочным агентам. р-Циацэтилфосфат оказался одним из соединений, которые удовлетворяют этим требованиям, поскольку, будучи подвергнут обработке щелочью в очень мягких условиях, он, по-видимому, выделяет ортофосфорную кислоту, согласно следующему уравнению реакции [c.494]

Нуклеиновые кислоты. Нуклеиновые кислоты синтезируются из пурин- и пиримидиннуклеозидтрифосфатов, которые имеют в целом сходное строение. В них пуриновое или пиримидиновое основание соединено с пентозой через атом азота (нуклеозид), а фосфатные фуппы находятся в 5 -положении нуклеотид). Дезоксирибонуклеотиды образуются из рибонуклеотидов путем восстановления. Синтез рибонуклеотидов начинается с образования 5-фос-форибозил-1-пирофосфата (ФРПФ) в соответствии с реакцией [c.225]

Методы хроматографии на бумаге были применены также для контроля химических синтезов пуринов, пиримидинов, пуклеозидов и нуклеотидов, а также при изучении предшественников пуринов, метаболизма пуринов и пиримидинов, для контроля полноты ферментативного расш,епления пуриновых пуклеозидов, при разделении изомеров нуклеотидов. [c.518]

Регуляция синтеза пиримидиновых нуклеотидов карбамоилфосфатсинтетаза ингибируется УТФ и пуриновыми нуклеотидами карбамоилфосфатсинтетаза активируется фосфорибозилпирофосфатом аспартаттранскарбамоилаза ингибируется ЦТФ. Скорость биосинтеза пиримидинов коррелирует со скоростью биосинтеза пуринов, что свидетельствует о координации биосинтеза нуклеотидов в клетках. [c.289]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология