Инозин фосфат биосинтез

Метаболит может регулировать не только собственный биосинтез по принципу отрицательной обратной связи, но и синтез какого-либо другого соединения, к образованию которого ведет совершенно иной путь [66]. Поразительным примером такого рода является синтез АТР и GTP из общего предшественника — инозин-5 -фосфата (IMP рис. 6-17). Как АТР, так и GTP необходимы клеткам в основном для синтеза РНК и ДНК, поэтому неудивительно, что их синтез сбалансирован при помощи специальных регуляторных механизмов. Из рис. 6-17 видно, что синтез АМР из IMP требует непосредственного участия <ЗТР, а в синтезе GMP принимает участие АТР. Биосинтез как АМР, так и GMP ингибируется по принципу отрицательной обратной связи. Кроме того, существуют специальные механизмы для гидролиза избыточных количеств АТР и GTP (внешние петли на рис. 6-17). Однако гидролиз АМР ингибируется GTP, а восстановительное дезаминирование GMP ингибируется АТР. [c.74]

Интересный пример регуляции, основанной на соотношении концентраций метаболитов, представляют собой завершающие стадии биосинтеза пуриновых нуклеотидов. В результате формирования пуринового гетероцикла первоначально образуется инозин-5 -фосфат ( 9.6), который может превращаться двумя путями (см. рис. 122) — с образованием аденозин-5 -монофосфата или гуанозин-5 -монофосфата. Как видно из приведенной схемы, на обоих путях необходимо участие в качестве макроэрга нуклеозид-5 -трифосфата. При этом на пути к образованию АМФ в роли макроэрга выступает ГТФ, а на пути к образованию ГМФ — АТФ. При оптимальном соотношении АТФ и ГТФ будут реализовываться оба процесса. Однако если их соотношение резко отличается от оптимального в пользу ГТФ, то процесс преимущественно пойдет в сторону образования адениловых нуклеотидов. Если же соотношение будет резко преимущественным в пользу АТФ, то в основном будут синтезироваться гуаниловые нуклеотиды. Таким образом, схема в этом узле организована так, что стимулируется преимущественное превращение инозин-5 -монофосфата в тот из двух пуриновых нуклеотидов, который Оказывается в недостатке. [c.422]

При биосинтезе пуриновых нуклеотидов фосфорибозилпирофос-фат LXXXI аминируется под действием глутамина до 5-фосфорибозилами-на LXXXIII, который конденсируется далее с глицином и через ряд промежуточных продуктов превращается в инозин-5 -фосфат , являющийся исходным веществом для синтеза аденозин-5 -фосфата и гуанозин-5 -фос-фата. [c.394]

Пурином называют конденсированную гетероциклическую систему, построенную сочленением пиримидинового и имидазольного колец. Пурины играют важную роль в живой природе, так как, наряду с уже упоминавшимися пиримидиновыми нуклеотидами, участвуют в биосинтезе нуклеиновых кислот. Сушествуют всего два нуклеиновых основания пуринового ряда аденин 6.737 и гуанин 6.738. Их рибозиды и дезоксирибозиды называются соответственно аденозин 6.739 и дезоксиаденозин 6.740, гуанозин 6.741 и дезокси гуанозин 6.742. Они объединяются под общим названием пуриновых нуклеози юв. Фосфаты их именуются нуклеотидами. Во всей живой природе распространены метаболически связанные с ними инозин 6.743 и ксантин 6.744. Кроме того, в состав РНК входят так называемые минорные нуклеиновые основания, как пуриновые, так и пиримидиновые. Их количественное содержание в РНК незначительное, но структурное разнообразие велико. В качестве примера можно назвать деазапурин квеуин 6.745, найденный как минорный компонент РНК многих организмов, в том числе у млекопитающих. [c.590]

Все АТФ-зависимые биосинтетические процессы включают образование ковалентной связи между двумя субстратными молекулами, сопряженное с расщеплением одной из нирофосфатных связей АТФ. Большинство реакций этого типа принадлежит к одному из трех классов. Первый класс объединяет реакции с последовательным участием двух ферментов — фосфотрансферазы или пирофосфотрансферазы на первой стадии и фосфорилазы или пирофосфорилазы — на второй. Один из путей биосинтеза инозина из рибозы и гипоксантина включает, например, образование рибозо-1-фосфата с последующим образованием К-гликозидной связи. [c.209]

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]

На следующей ступени биосинтеза формильное производное IV ами-нируется глутамином в присутствии АТФ и определенной ферментной системы в формилглицинамидинрибонуклеотид V, который подвергается ферментативной циклизации с участием АТФ в 5 -фосфорибозил-1 -(5-аминоимидазол) VI. Соединение VI последовательно карбоксилируется двуокисью углерода с помощью фосфорибозил-аминоимидазолкарбокси-лазы и аминируется аспарагиновой кислотой. Полученный продукт VII претерпевает ферментативный распад на фумаровую кислоту и продукт VIII, который формилируется в соответствующий формамид IX, далее циклизующийся в инозин-5 -фосфат X. Последний является предшественником аденозин-5 -фосфата, ксантозин-5 -фосфата и гуанозин-5 -фосфата. [c.439]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология