Биосинтез пиримидинов биосинтез пуринов

Подробнее детали различных биосинтетических процессов, ведущих ко многим первичным метаболитам типа аминокислот, пуринов и пиримидинов, описаны в пособиях по биохимии. Целью последующего обсуждения является прежде всего систематизация собранной в течение последней четверти столетия информации о путях биосинтеза некоторых более сложных природных молекул, таких, как стероиды, гем, хлорофилл и витамин B12, биологические функции которых частично или полностью известны. Другой целью является описание путей биосинтеза, которые природа избрала для создания колоссального изобилия вторичных метаболитов типа поликетидов, алкалоидов, фенолов, хинонов и различных микробных антибиотиков. Химики-органики приложили немало усилий для расшифровки запутанных деталей многих из этих процессов, не только выяснив отдельные стадии биосинтеза, но и определив роль ферментов в тончайших стереохимических аспектах биосинтетических реакций. В последующих главах эти и другие пути биосинтеза будут рассмотрены более детально. [c.406]

РЕГУЛЯЦИЯ БИОСИНТЕЗА ПИРИМИДИНОВ И ПУРИНОВ [c.472]

Как синтез пиримидинов, так и синтез пуринов находится под метаболическим контролем, основанным на ингибирующем действии конечных продуктов по типу обратной связи. Регуляторными ферментами биосинтеза пиримидинов в животных тканях являются цитозольная карбамоилфосфат- [c.437]

Как происходит биосинтез пуринов и пиримидинов у микроорганизмов [c.441]

Антиметаболиты — вещества, структурно очень близкие к естественным метаболитам организма и при попадании в организм вытесняющие эти метаболиты в обменных реакциях. Наибольшей стерилизующей активностью обладают антиметаболиты фолиевой кислоты, глутамина, пиримидина и пурина, участвующие в биосинтезе нуклеопротеидов. -При попадании в организм насекомого эти вещества нарушают синтез нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) в ядрах половых клеток. Эффективность таких хемостерилизаторов зависит эт активности синтетических процессов в ядрах клеток. Так, выходя из куколок, самцы мух содержат уже зрелую подвижную сперму, в их сперматозоидах образование нуклеиновых кислот уже закончено. В то же время в яйцах отродившихся самок происходит быстрый интез нуклеиновых кислот, и антиметаболиты могут проявлять свое действие. Этим объясняется тот факт, что хемостерилизаторы этой группы хорошо стерилизуют только самок. [c.215]

Рис 5 5 Схема биосинтеза пуринов (о) и пиримидинов (б) в животных клетках [c.144]

Тетрагидро фолиевая кислота (FH V)-коферментная форма витамина фолачшш. Является К. ферментов, катализирующих перенос одноуглеродных групп [ H , Hj, СН, СНО, СН(= NH)] в биосинтезе пуринов, пиримидинов и нек-рых аминокислот. РНд-К. ключевых ферментов в биосинтезе гетероцикла тимидина (напр., тимидилат-синтетазы)-структурного фрагмента молекул ДНК. [c.489]

Классификация наследственных болезней, выражающихся в нарушении обмена веществ, проведена по типу повреждения первичного звена обмена. Такая биохимическая классификация как бы объединяет генетический и физиологический (клинический) подход. По такому принципу различают наследственные болезни обмена углеводов, липидов, аминокислот, витаминов, пуринов и пиримидинов, биосинтеза гормонов и т.д. [c.47]

Азот требуется для биосинтеза и аминокислот, и нуклеотидов. В природе, однако, встречается мало растворимых соединений азота в биологически доступной форме. Поэтому большинство организмов использует аммиак, аминокислоты и нуклеотиды экономно, тем более что все эти соединения являются предшественниками важнейших биомолекул-нуклеиновых кислот и белков. Действительно, как мы уже знаем, свободные аминокислоты, пурины и пиримидины, образующиеся в процессе метаболического обновления, часто вновь идут в дело, т.е. используются повторно. [c.674]

Другая, также важнейшая функция биополимеров связана с сохранением и передачей по наследству свойств живого индивида будущим его поколениям. Эта функция называется наследственностью. Ее выполняют нуклеиновые кислоты, биополимеры, в состав которых входят химически связанные азотистые основания с ядрами пурина и пиримидина, углеводы (дезоксирибоза) и остатки фосфорной кислоты. Нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК) являются носителями закодированной в их структуре наследственной информации каждого живого индивида и передают ее по наследству, так как осуществляют биосинтез белка в живой клетке. [c.720]

На рис. 7-1 показано еще несколько биосинтетических путей. Например, пируват легко превращается в аминокислоту аланин, а щавелевоуксусная кислота — в аспарагиновую кислоту последняя в свою очередь может превращаться в пиримидины. Другие аминокислоты, пурины и прочие соединения, необходимые для построения клеток, образуются в л1етаболических путях, большая часть которых берет начало от некоторых соединений, показанных на рис. 7-1, или в какой-либо точке на одном из путей, показанных на этом рисунке. Фактически биосинтез всегда зависит от наличия энергии, высвобождающейся при расщеплении АТР. Во многих случаях требуется также один из переносчиков водорода в восстановленной форме. [c.87]

Пищевые и тканевые белки расщепляются до аминокислот, которые транспортируются кровью в различные ткани, где используются либо для биосинтеза белка и различных азотсодержащих компонентов (пурины, пиримидины, гем, креатин, адреналин и др.), либо могут окисляться и служить источником энергии (см. рис. 27.1 15). [c.441]

Некоторые бактерии (особенно прихотливые или мутанты с наследственными дефектами) могут расти только в среде, дополненной определенными компонентами, которые сами микроорганизмы синтезировать не могут. Эти компоненты известны как ростовые факторы, к ним относят — витамины, пурины и пиримидины (пути биосинтеза указанных соединений рассмотрены в теме 10 Витамины и теме 14 Метаболизм нуклеотидов и нуклеозидов, их производных и флавинов ). Факторы роста не используются в качестве пластического или энергетического материала, но обеспечивают регуляцию метаболизма. [c.449]

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]

Опыты с соединениями, меченными и показали, что биосинтез пуриновых и пиримидиновых соединений идет независимыми путями и что в синтезе как пуринов, так и пиримидинов большую роль играют дикарбоновые аминокислоты. [c.377]

ПАБ К участвует во многих биологических процессах организма. Входя в состав фолиевой кислоты, она активирует процесс синтеза пуринов и пиримидинов, участвует в биосинтезе РНК и ДНК, а также в процессах превращения аминокислоты тирозина в меланин—пигмент коричневого цвета. [c.159]

Синтез производных пиримидина. Гетероциклическое ядро производных пиримидина (цитозин, урацил, тимин) по своему строению близко шестиатомному ядру гетероциклического пурина. Однако пути синтеза этих двух групп соединений неодинаковы. В отличие от синтеза пурина пиримидиновые основания синтезируются без участия рибозофосфата. В биосинтезе пиримидиновых оснований важнейшую роль выполняет аспарагиновая кислота, промежуточным продуктом служит оротовая кислота. [c.300]

В предыдущих разделах мы уклонились от обсуждения путей биосинтеза пуринов и пиримидинов. Способы образования этих важнейших для жизни веществ подробно описаны во всех учебниках биохимии. Птерины же и флавины синтезируются из продуктов распада пиримидиновых нуклеозидов, главным образом гуанозина и гуанозинтрифосфата. При этом, как видно из схемы 163, биосинтез их разветвляется уже на одной из начальных стадий. В конструировании кольца В биоптерина принимают участие атомы рибозного фрагмента. Циклы же В и С флавинов строятся путем двукратной реакции с ацетоином СНзСОСН(ОН)СНз. [c.595]

Аминокислоты — структурные единицы белков. Природные аминокислоты вовлечены в биосинтез ферментов, ряда гормонов, витаминов, антибиотиков, алкалоидов, токсинов и других азотсодержащей соединений (пурины, пиримидины, гем и пр.). В организме животаого практически половина белковых аминокислот не синтезируется. Они назьтаются незаменимыми аминокислотами и должны поступать в организм с пищей. Недостаток каждой из этих аминокислот в пищевом или кормовом рационе приводит к, нарушенЁйб обмена веществ, замедлению роста и развития. Сведения о ежедневной потребности человека в незаменимых аминокислотах представлены в табл. 3.2. [c.40]

Образование ферментов, участвующих в процессах анаболизма, например в биосинтезе пиримидинов, пуринов и 20 аминокислот, регулируется путем репрессии. В большинстве случаев сигнал к остановке биосинтеза белков исходит от конечных продуктов этого процесса (репрессия конечным продуктом). Если в среде имеются одновременно два субстрата, то бактерия обычно предпочитает тот субстрат, который обеспечивает более быстрый рост. Синтез ферментов, расще-пляюпщх второй субстрат, репрессируется в этом случае говорят о катаболитной репрессии. [c.474]

В живых организмах встречаются также и другие пуриновые и пиримидиновые основания, которые, однако, не входят в состав нуклеиновых кислот. К ним относятся оротовая кислота, играющая роль промежуточного продукта при биосинтезе пиримидинов (см. стр. 467), а также гиноксаптин ксантин и мочевая кислота — продукты катаболизма пуринов. С другой стороны, нуклеотиды этих соединений — инозиновая и ксантиловая кислоты — являются ключевыми промен уточными продуктами в биосинтезе пуринов (см. стр. 461). Замещенные окисленные пурины теофиллин, теобромин и кофеин входят в состав важных соединений растительного происхождения. [c.123]

Биосинтез пуринов и пиримидинов (см. кн. I, гл. Нуклеиновые кислоты и нуклеопротеиды ), входящих в состав нуклеиновых кислот и нуклеотидных коферментов, также тесно связан с циклом Кребса углеродный скелет пиримидинов образуется из L-аспарагиновой кислоты, а атомы азота пуринов — из L-аспарагиновой и L-глутаминовой кислот, которые в свою очередь получаются из щавелевоуксусной и а-кетоглутаровой кислот. [c.401]

Парааминобензойная кислота входит в состав фолиевой кислоты является фактором роста и размножения микроорганизмов. В основе действия ПАБК лежит стимуляция синтеза фолиевой кислоты и через последнюю реализуется биологическое действие стимуляция биосинтеза пуринов и пиримидинов. Оказывает антигипоксиче-ское, антиатерогенное действие, препятствует окислению адреналина, положительно влияет на функцию щитовидной железы. [c.365]

Теперь мы можем сосредоточить наше внимание на природе ауксотрофных мутантов. Мы уже видели, что с точки зрения теории один ген — один фермент потребность ауксотрофа в каком-либо факторе роста обусловлена мутацией в гене, контролирующем какой-то фермент, который участвует в биосинтезе этого фактора роста. Биосинтез аминокислот, витаминов, пуринов и пиримидинов из углеродных скелетов, поставляемых в ходе гликолиза или цикла лимонной кислоты, осуществляется в результате последовательного действия целого ряда ферментов, каждый из которых контролируется своим собственным геном. Поэтому ауксотроф-ность по какому-то одному фактору роста может, вообще говоря, возникать в результате мутирования любого из нескольких генов. То, что уже самые первые исследователи ауксотрофных мутантов нейроспоры и Е. соН признавали это, имело большое значение не только для окончательного выяснения структуры и функции генетического материала, но и для выяснения самих путей биосинтеза. При рассмотрении этого вопроса мы ограничимся примером ауксотрофов Тгр , которые нуждаются для. своего роста в триптофане. Однако сейчас аналогичные данные имеются уже почти для любого другого идентифицированного фактора роста в результате работы многочисленных исследователей в течение примерно двух десятилетий. [c.124]

Кроме этих соединений, универсальное распространение имеют также многие низкомолекулярные соединения — а-аминокнс-лоты, пурины, пиримидины и органические кофакторы. Еще важнее то, что почти у всех изученных форм земной жизни идентичны — вплоть до мельчайших деталей — ы от последовательности биохимических превращений и метаболические пути (например, анаэробный гликолиз, цикл лимонной кислоты, репликация и транскрипция нуклеиновых кислот, биосинтез белка, биосинтез жирных кислот). [c.17]

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]

Ф. имеет важное биохим. значение, напр, в биосинтезе имидазолов, пуринов и пиримидинов. В живых организмах переносчиком формильных фупп служит тетрагидрофолие- ая к-та (см. Фолацин). [c.117]

При введении радиоактивного изотопа в виде простого химического соединения в живой организм образуются более сложные продукты, содержащие радиоактивный атом. Биосинтетический способ получения меченых соединений применяют в тех случаях, когда химический синтез этих веществ слишком сложен. Этот способ был использован для метки многих природных соединений, например белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот, пуринов, пиримидинов, витаминов, гормонов, стероидов, алкалоидов, терпенов, карбоновых кислот, аминокислот, жиров и жирных кислот из радиоизотопов чаще всего применяют и Р -. Биосинтезы приводят обычно к неспецифически меченным соединениям с низким выходом требуемого продукта. Однако, если большая часть образующихся меченых соединений может быть использована для различных целей, то их биосинтез экономически выгоден. [c.683]

Синтетические процессы в клетках — синтез белков, нуклеиновых кислот, пуринов, пиримидинов, липидов, сахаров и др. представляют собой, как правило, эндергонические процессы, т.е. процессы, требующие затраты свободной энергии. Биосинтез осуществляется в открытой термодинамической системе— клетке в результате сопряжения с экзергоническими процессами гидролиза АТФ и окисления НАД-Н, НАДФ-Н и ферредоксина, в ходе которых освобождается энергия. Б конечном счете восстановленные коферменты также возникают за счет АТФ — наиболее универсального аккумулятора энергии (глюкоза фосфорилируется АТФ). Основные биосинтетические реакции идут с участием ферментов киназ или синтетаз. [c.108]

Биосинтез нуклеотидов осуществляется по двум различающимся путям. По одному из них образование происходит из 5-фосфо-рибозил-1-пирофосфата. Этот путь изучен и известен в мире как de novo путь. Он представляет собой главный путь образования предшественников нуклеиновых кислот, а для оснований (пуринов и пиримидинов) - единственный путь их биогенеза. [c.419]

Для непрерывного окисления ацетил-КоА в цикле лимонной кислоты (ЦЛК) необходимо постоянное присутствие оксалоащ тата. Это обычно обеспечивается циклической природой самого процесса однако из сказанного следует также, что если компоненты цикла — все или только некоторые из них — расходуются на синтетические процессы (биосинтез аминокислот, пуринов, пиримидинов, пентозных предшественников нуклеиновых кислот и коферментов, порфиринов и т. д.), то должны существовать какие-то способы для возмещения расхода. У животных эти анаплеротические цепи реакций обеспечиваются реакциями карбоксилирования, посредством которых происходят взаимопревращения пирувата и дикарбоновых кислот цикла. Еще один процесс, в котором используется предварительное карбоксилиро-вапие,— это превращение пировиноградной кислоты в пропионовую кислоту при брожении у пропионовокислых бактерий. Этот процесс служит как бы обходным путем для того, чтобы преодолеть препятствие в виде пируватки-пазной реакции на пути синтеза углеводов. В конечном итоге оксалоацетат легко декарбоксилируется ферментативным и неферментативным путем. В превращении Сд С1 = С4 участвуют главным образом следующие реакции [c.298]

Цикл лимонной кислоты (синоним цикл трикарбоновых кислот), часто связываемый с именем Кребса это, образно говоря, та главная ось, вокруг которой вертится метаболизм почти всех суш еству1ощих клеток. Естественно поэтому, что он займет центральное место и в нашем обсуждении. Значение этого цикла, первоначально постулированного для объяснения полного сгорания пирувата (и, таким образом, углеводов), а также дву- и трехуглеродных конечных продуктов окисления жирных кислот, вышло далеко за рамки этих и им подобных чисто катаболических функций, связанных с выработкой энергии. Цикл Кребса является фокусом , в котором сходятся все метаболические пути (см. гл. XI). Поэтому его реакции и субстраты играют решаюш,ую роль в биосинтезе (анаболизме) множества важных соединений, начиная от аминокислот, пуринов и пиримидинов и кончая жирными кислотами с длинной цепью и порфиринами. [c.348]

Репрессия под действием конечных продуктов характерна для процессов биосинтеза (анаболизма) аминокислот, витаминов, пуринов и пиримидинов индукция же, как правило, имеет место при распаде (катаболизме) источников углерода и энергии Совершенно очевидно, что регуляция необходима для обеспечения экономичности работы белоксинтезирующей системы. Синтез ферментов любого метаболического пути включается или выключается в зависимости от того, сколь велика в данный момент потребность клетки в этом пути. Зачем синтезировать белки, если они не нужны Особенно ярким примером того, как с помощью индукции и репрессии обеспечивается строгий контроль над синтезом определенной группы белков, может служить регуляция образования ферментов, катализирующих распад миндальной кислоты (точнее ее солей — манделатов) у Pseudomonas. Ниже приведена предполагаемая последовательность реакций распада. [c.536]

Активный метионин является донором метильной группы в ряде биологических реакций, таких, как метилирование некоторых 2-аминопуринов до 2-метиламинопуринов [226]. Он, вероятно, связан с метаболизмом метилированных пуринов и пиримидинов, присутствующих в некоторых рибонуклеиновых кислотах. Это соединение образуется также в качестве промежуточного продукта в биосинтезе спермидина. В результате декарбоксилирования активного метионина получается производное пропиламина, которое затем алкилирует 1,4-диаминобутан, давая спермидин и метил-тиоаденозин [227]. [c.65]

Хорошим реагентом для синтеза нуклеозидов является этилпо-лифосфат. Обработка смеси незащищенного пурина или пиримидина и полифосфатного эфира незащищенным сахаром приводит сразу к образованию с хорошим выходом природных нуклеозидов [305]. Например, из аденина и рибозы получается 9-Р-В-рибофуранозил-аденин с помощью этой одностадийной реакции был синтезирован также дезоксиаденозин (из аденина и 2-дезоксирибозы) с выходом около 30 . Ряд других природных и неприродных нуклеозидов был получен аналогичным путем, и, вероятно, полная разработка этого метода позволит объяснить преимущественное образование природных нуклеозидов (а не чрезвычайно сложной смеси, которую можно ожидать) и, следовательно, объяснит эволюционный биосинтез нуклеозидов со специфической структурой. Таким же путем были получены небольшие количества мононуклеотидов. [c.82]

Для осуществления биосинтеза микроорганизмам в больших количествах необходимы также сера и азот. Соединения азота, используемые в конструктивных целях, — это молекулярный азот, аммоний, нитрит, нитрат, гидроксидамин, метиламины, аминокислоты, мочевина, пурины, пиримидины, белки. Надо заметить, что возможности использования соединений азота у микроорганизмов значительно шире, чем у животных и растений. Процесс азотфиксации подробно описан в гл. 7. [c.220]

Интерес к биосинтезу и генетическому контролю над ДНК, РНК и белком объясняется тем, что эти соединения играют решающую роль в развитии всего живого, организации клеточной структуры и явлениях наследственности и воспроизведения. Еще Ф. Мишер много лет назад (1870 г.), изучая состав молоки рейнского лосося во время нереста, установил, что лосось синтезирует нуклеиновые кислоты из веществ, входящих в состав его тканей. Лосось, направляясь из моря вверх по течению на нерест, не принимает пищи. Длительное время рыба голодает и при этом расходует главным образом белки своих мышц, за исключением сердечной и плавниковых мышц. Между тем в период его движения одновременно и интенсивно идут два процесса — распад белка и синтез большого количества нуклеиновых кислот сперматозоиды, как известно, состоят почти из одних нуклеопротеидов. Для синтеза необходим ряд веществ, главным образом производные пурина и пиримидина, пентоза (рибоза и дезоксирибоза) и фосфорная кислота. [c.298]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология