Pont annyi, amennyit beleteszel.



Loading


Nukleotid anyagcsere

Szerkezet

  • nukleozid (adenozin, guanozin) = bázis + ribóz/dezoxiribóz
  • nukleotid (NMP, NDP, NTP) = bázis + ribóz/dezoxiribóz + 1 vagy 2 vagy 3 Pi
  • AMP = adenilát
  • GMP = guanilát

Nukleotid anyagcsere:

  • bélcsatorna: táplálék → RNS, DNS → polinukleotidok → nukleotidok → nukleozidok → bázisok
  • a nukleozidok és a bázisok a véráramba kerülnek, eljutnak az extrahepatikus szövetekhez
  • máj:
    • nukleotidok „de novo” szintézise. nukleotidok → DNS, RNS
    • nukleotidok lebontása: nukleotidok → nukleozidok, bázisok → ezek is a véráramba jutnak
  • extrahepatikus szövetek (agy, vvt, limfociták) ↔ vér
    • nukleozidok, bázisok kétirányú transzportja
    • mentő reakciók: purin bázisok kerülnek az IMP-re, AMP-re, GMP-re
  • Urát (húgysav): a purinbontás végterméke
  • a pirimidin teljesen lebomlik (CO2, H2O, NH4+)
  • Nukleozid/bázis analógok: legfontosabb kemoterápiás szerek (a sejtosztódást gátolják: vagy magát a nukleotid anyagcserét, vagy a DNS/RNS szintézist) → minden osztódó sejtet gátolnak → az egészségeseket is → erős mellékhatások

Nukleozidok fontos, hogy nukleotiddá alakuljanak! A mentő reakciók nagyon fontosak!

Purin nukleotid szintézis

  • adeninben nincs cukor
  • adenozinban van cukor
  • a cukormentes bázisok rögtön AMP-vé alakulnak ill IMP-vé és GMP-vé
  • mentő reakció = egy lépés, cukor foszfátot rárakjuk (mindig ribóz)

ribóz-5-P

  • bázisokat mentünk meg, nem nukleozidokat, mentő reakcióban és de novo szintézisben is
  • aktivált forma (az 1. helyzeten pirofoszfát → itt kötődik a purinbázishoz/pirimidinhez) = foszforibozil-PP (PRPP)
  • lipideknél CDP, glukóznál UDP az aktivált, nukleotidoknál a ribóz-5-P
  • a pentóz-foszfát ciklusból jön a PRPP
  1. irreverzibilis reakcióban: glukóz-6-P → ribóz-5-P + NADPH
  2. reverzibilis reakcióban: fruktóz-6-P → ribóz-5-P (transzaldoláz/transzketoláz hatására)
  • ATP-vel képzi
  • pirimidinhez nem kell PRPP, mert van ribóza (általában) nukleozid forma

! Kemoterápia → dezoxiszármadékot lehet elrontani

a purin váz eredete

  • C donor: 2 N10formil H4F → 1 C atomos intermetiderek száll.
  • CO2
  • N donor: 2 glutamin és 1 aszpartát + glicin

purin váz de novo szintézise

  • 10 lépéses reakció (az előadásban van egy menő animált dia)
  • a 9. N-t adjuk először a ribóz-P-hoz
  1. PRPP → hozzáadjuk a glutaminból az első N-t (közben glutamin → glutamát)
  2. ribóz-5-P-on lógó aminocsoport = foszfo-ribozilamin ← glicin, ATP (már csak egy lépés kell az imidazol gyűrűhöz)
  3. glicin-amid-ribozil-5-P (GAR) ← C1 formilt berakjuk
  4. formil-(acil)-GAR (oxocsoport cseréje aminocsoportra) (közben: glutamin→glutamát)
  5. formil-glicin-amidin-ribóz-5-P (FGAM)
  6. gyűrű bezárása → imidazol-gyűrű –> H2O (ATP kell a gyűrűzáráshoz)
  7. AIR (amino-imidazol-ribóz-5-P) ← CO2 (biotinos reakció)
  8. CAIR (karboxil-amino-imidazol-ribóz-5-P) <– Asp(csak a N kell, ennek ellenére az Asp úgy donor, hogy az egész Asp-at beépítjük. gyakorlatilag szukcinát+aminocsoport)
  9. SAICAR (szukcinil-amino-imidazol-karboxamid-ribóz-5-P) → szukcinát lehasítása, de nem adunk hozzá H-eket, ezért kettős kötés alakul ki, szukcinil csoport fumarátként hasítódik le. ADENILOSZUKCINÁZ (ASA) enzim
  10. AICAR ← N10formil H4F (→ H4F)
  11. FAICAR (formil-amino-imidazol-karboxamid-ribóz-5-P) → H2O elmegy, gyűzűzárás
  12. IMP (inozit monofoszfát)

IMP AMP és GMP közötti különbség

  • AMP- 6-aminopurin
  • GMP 2-amino-6-oxopurin
  • IMP 6-oxopurin
  • egymásba alakíthatók (előadásábra)

szabályozás

  • de novo szintézisen
  • elágazási pontokon (hogy A vagy G nukleotid)

purin nukleotid ciklus

IMP → → AMP → IMP → → → urát (vizelet) lebontás

a ciklus jelentősége

  • reverzibilis reakció: 2 ADP ↔ ATP + AMP
  • eltávolítjuk a végterméket (AMP-t) ezért a reakció előre fog menni (költséges reakció, de még mindig megéri az izomnak, hogy több ATP-je legyen.) ⇒ ha kevés az ATP, az AMP-kináz reakció használható ATP szint-re
  • energiahiányos állapotok: urát túltermelés (húgysav túltermelés. pl: fruktóz intolerancia(=fruktóz-1-P nem tud továbbalakulni → kevés energia → húgysav túltermelés)

[AMP] ↑ → → húgysav (urát) túltermelés (normális körülmények között ez visszafelé is.)

  • izom: magas AMP deamináz szint
  • erős izommunka: sokfajta tartalék felhasználása
  • AMP → IMP a felszabaduló ammónia a glikolízis aktivátora (anaerob glikolízis)
  • IMP és ammónia is a májba (a vérben magas szint)
  • IMP-ről a bázist leszedni → inozin → májba → → urát
  • urát a vérbe → vizelettel ürül
  • erős munkavégzés : NH3 ↑ urát ↑
  • izom AMP DA defektus: izomgörcs, NH3, urát NEM NŐ
  • purin-monofoszfát-kináz: GMP → GDP
  • purin-difoszfát-kináz: GDP → GTP
  • adenilát-kináz: AMP→ ADP
  • szubsztrát szintű/oxidatív foszforiláció: ADP + Pi →ATP

purin mentő reakciók

előadás!

  • bázis → nukleotid egy lépésben (rárakjuk a ribóz-5-P-t)
  • adenin → aMP (PRPP→PPi) adenil-foszforibozil-transzferáz enzim (PRT)
  • hipoxantin → IMP (HPRT enzim)
  • guanin → GMP(HPRT enzim)

HPRT hiány: Lesh-Nyhan sy.

  • súlyos neurológiai, pszichiátriai betegség
  • X-hez kötött, ritka
  • a gyerek harapja saját magát, az anyát mindenkit, nagyon agresszív, öncsonkítás, mentális retardáció
  • hyperuricemia: húgysav túltermelés
  • bazális ganglionok nem tudnak GTP-t szint. de novo → alacsony szint
  • honnan lehet észrevenni? húgysav túltermelés → kikristályosodik → kristályok a pelenkán
  • húgysav túltermelés → kikristályosodik → köszvény (ezek a gyerekek már nem igazán élik meg ezt a kort)
  • génterápiával lehet rajta segíteni

szabályozás

  • mindig az első lépést, a második lépést is
  • AMP-vel és GMP-vel (ezek a de novo szint. végtermékei)
  • ha mentőreakcióból → gátolják a de novo szintézist
  • saját maguk képződését leállítják, másik utat aktiválják (ATP akt. a GMP képződést, GTP akt. az AMP képződést)

GTP és ATP kell a másik reakcióhoz → keresztszabályozás és általános szabályozás (mentőreakcióból bejövők gátolják a saját maguk szintézisét)

de novo út intenzitása (amido-PRT aktivitás) mentő reakció út intenzitása (HPRT aktivitás)
máj – magas alacsony
vvs, baz. ggl - alacsony magas

A de novo út gátlószerei:

  • Ribavirin(IMP DEH)
  • Acivicin(Gln analóg)
  • Vírusfertőzés, tumorok, vvs paraziták ellen

Purin nukleotidok lebontása

  • 2012. 11. 28.
  • Előadó: Sasvári Márta

Lépései

  • Foszfát lehasítása 5'nukleotidáz hatására - ribóz 5. szénatomjáról, termékek adenozin és guanozin illetve egy foszfát lehet.
  • Dezaminálás vízzel - aminocsoport felszabadul, helyette oxocsoport lesz. Enzim: adenozin deamináz (ADA).
  • Cukor lehasítása: foszfát visszahelyezésével kezdődik, ribóz-1-foszfát keletkezik, ez nem fordul elő máshol az intermedier anyagcserében, egy enzim átalakítja.

Bázis keletkezik. Enzim: purin nukleozid foszforiláz (PNP).

Enzim deficienciák

ADA és/vagy PNP hiány - súlyos kórképek, magas adenozin koncentráció a T limfocitákra igen káros, sejtek szinte teljesen hiányoznak - „non-HIV AIDS”, súlyos, öröklődő ezért főként gyerekeket érintő immundeficiencia. Az immunrendszer nem tud megerősödni, általában tüdőgyulladás halálos kimenetelű. Mechanizmus: adenozin a vérben - relatív sok dezoxiATP keletkezik, ez a ribonukleotid reduktáz enzimet gátolja - dezoxi-ribonukleotidok nem keletkeznek, így DNS szintetizálódni és a sejtek osztódni nem tudnak. A leírt mechanizmus csak valószínűleg fedi a betegség okát.

Terápia: PEG-ADA enzimterápia, génterápia - csontvelő őssejtek kezelése

Hipoxantin (6-oxo) és guanin (2-oxo-6-amino) további eliminálása

  • Újrafelhasználás a mentő reakciókban
  • Maradék kiürítése: xantin oxidáz a hipoxantint oxidálja, közös intemedier: [2,6-dioxo]. Xantin-oxidáz flavin enzim, vízből molekuláris oxigént épít be és H2O2 keletkezik. Guanáz H2O-t beépít, NH3 felszabadul a guaninból. 2,6-dioxo-t a xantin oxidáz oxidálja - 2,6,8-trioxopurin, azaz húgysav keletkezik. Rosszul oldódik vízben, túltermelése a vérpályákban való kikristályosodást okoz.

Köszvény

Izületekben való húgysavkristályok keletkezése - irritáns, permanens gyulladás, főként a kézen és a lábon. Lesh-Nyan szindróma kísérőbetegsége.

  • Na-urát kristályok vesekövet okoznak
  • izületi fájdalmak és torzulások

Két formája: akut és krónikus köszvényes artritisz. Akut: időleges magas húgysavszint - fertőzés miatt sejtpusztulás, DNS lebontása szükséges, a kiváltó ok megszüntetésével elmúlik. Krónikus formája főleg időskorban. Terápia: allopurinol - kompetitíven gátolja a hypoxantin átalakulását, hasonlít a szerkezete, xantin-oxidáz feleslegben adva inkább ezt oxidálja oxopurinollá.

Purin bázisok kiürülnek a vizelettel - hipoxantin és xantin jobban oldódik, mint a húgysav.

Hiperuricaemia okai

  • PRPP (aktív ribóz, prekurzor) túltermelés: stimulált de novo szintézis, túl sok purin, így sokat kell lebontani. Oka lehet genetikus: PRPP szintetáz nem gátolható mutáció miatt, vagy ribóz-5-foszfát túltermelése a PRPP felépítését stimulálja. Glu-6-foszfát szintet emelő betegségek (Von Gierke kór - glukóz-6-foszfát felhalmozódása foszfatáz-hiány miatt), mert az fru-6-foszfáttá majd ribóz-5-foszfáttá alakul. Von Gierke kór mellett a hipoglikémia mellett hiperuricaemia is tünet.
  • Purin mentőreakciók hiánya: - HPRT deficiencia - újrafelhasználás csökken, szintézisből származó purinok 100%-os lebontásra kerülnek.
  • Alcsony ATP szint, ATP metabolizmus zavara
  1. Erős izommunka - nem kóros, időleges hiperuricaemia
  2. Fruktóz intolerancia - fru-1-P foszfátcsapdája
  • Másodlagos purin többlet - nem a nulkeotid anyagcserével van probléma - szöveti károsodás, sejttörmelék kiürítése során nagy mennyiségű DNS RNS lebontása miatt sok urát képződik.

Dezoxiribonukleotidok anyagcseréje

2'helyzetű oxigént a ribózról el kell távolítani - purin/pirimidin bázis + cukor + 2 foszfát alakú nukleotid a szubsztrátja a ribonukleotid reduktáz által katalizált reakcióknak, mind a négy féle dinukleotid szubsztrátja, külön kötő helyeken. Két enzim SH csoport átmeneti diszulfid hidat képez, H-t átad a szubsztrátnak, egy vízmolekula kilép. Enzim tiredoxinnal (vagy glutationnal) redukálódik, ez egy prosztetikus csoport, az enzim része. Szintén prosztetikus csoport, FADH2 redukálja a tioredoxint, FAD+ NADPH+H+ oxidációja mellett redukálódik.

RR enzimszerkezet: B1 és B2 alegység - B2 tirozingyökkel rendelkezik, B1-ben két -SH csoport. 3'-n lévő H-t a tirozin gyök köti meg, ennek hatására a 2' szénatomon lévő H taszító elektrosztatikus hatás miatt leszakad, vízkilépés, diszulfidhíd, majd a két szénatom redukálása. Szabályozás: bonyolult, mert négy szubsztrátja és négy terméke van. Fontos az arány szabályozás - a DNS polimerizálásához szükséges arányban termeljen nukleotidokat. dATP teljes allosztérikus gátlást hoz létre! Szubsztrát kötő helyek elrendeződése:

  • CDP - dCTP
  • UDP - dTTP
  • GDP - dGTP
  • ADP - dATP

Általánosan: a dATP minden keletkezést gátol, a dGTP a felette lévőket gátolja, az alatta lévő dATP keletkezését serkenti, a dTTP az alatta lévőket serkenti, a felette lévőt gátolja, a legkisebb mennyiségben keletkező dCTP-nek nincs szabályozó szerepe.

Timidilát szintáz reakció (TMP S)

dUMP-ből metilációval (5N10N-metilén-tetrahidrofilsav donor!) dTMP keletkezik, dihidrofolsav keletkezik a tetrahidrofolsavból - dihidrofolát reduktázzal tetrahidrofolát keletkezik, NADPH+H+ oxidációja mellett. Tetrahidrofolsav metiléncsoportot kaphat a szerinnel, glicinnel (+hisztidinnel, triptofánnal) való reakcióban - irreverzibilis lépés! 5N-metil-tetrahidrofolsavat az enzim felhasználni nem tudja - ezt a homociszteinnek átadva (B12 vitamin!) tetrahidrofolsavvá alakul. Ha nincs B12 vitamin (vagy folsav) - metilcsapda! Vészes vérszegénység, mert nincs sejtosztódás.

Kemoterápiás szerek támadáspontja: 5-fluoro-dUMP az enzimet gátolja, mert dTMP analóg - „öngyilkos” gátlószer, az enzimet teljesen bénítja, mert nem disszociál, vastagbélrákban alkalmazott.

Dihidrofolsav antagonistákkal, pl. metotrexáttal dihidrofolát-reduktáz enzim gátlása - DNS szintézis totális gátlása.

5-fluoro-uracillal: timin analóg, vastagbélrák kezelésére alkalmas kemoterápiás szer. 5-fluoro-uracilt a foszforiláz cukorfoszfáttal ribózt helyez a bázisra - 5-fluoro-uridin keletkezik. Enzimdeficiencia mellett a kemoterápia súlyosabb mellékahtásokat okoz! Keletkező 5-F-UDP (TMP szintáz gátlás) és 5-F-UTP a DNS és RNS szintézist is gátol!

Folát-szintézis gátlása: ember számára vitamin, táplálékkal bevitt, de a baktériumok nem tudnak osztódni. Folsav analóg: szulfonamidok (Sumetrolim) - antibakteriális hatás.


Más nyelveken
Oldal fordításai:
QR Code
QR Code Nukleotid anyagcsere (generated for current page)