مطالعه مقایسه‌ای بیوسنتز نوکلئوتیدهای پورین و پیریمیدین
بیوسنتز پورین
هدف: ساخت AMP و GMP
محل: سیتوزول
ماده اولیه اصلی: Ribose-5-phosphate
فعال‌سازی ریبوز: تبدیل به PRPP
حلقه پورین:
همزمان روی ریبوز ساخته می‌شود
اولین نوکلئوتید کامل پورینی: IMP
IMP پیش‌ساز:
AMP
GMP
منابع اتم‌های حلقه:
Glycine
Glutamine
Aspartate
CO₂
N¹⁰-formyl-THF
منبع نیتروژن‌ها:
گلوتامین
آسپارتات
گلیسین
آنزیم مهم و محدودکننده:
Glutamine-PRPP amidotransferase
محصول میانی مهم: IMP
شاخه AMP:
IMP → Adenylosuccinate → AMP
شاخه GMP:
IMP → XMP → GMP
برای ساخت AMP از IMP:
Aspartate مصرف می‌شود
GTP مصرف می‌شود
برای ساخت GMP از IMP:
ATP مصرف می‌شود
گلوتامین در مرحله آمیناسیون نقش دارد
تنظیم:
AMP و GMP مسیر را مهار می‌کنند
PRPP مسیر را تحریک می‌کند
مسیر Salvage:
بازیافت بازهای پورینی
کاهش نیاز به سنتز de novo
بیوسنتز پیریمیدین
هدف: ساخت UMP، CTP و TMP
محل: عمدتاً سیتوزول
تفاوت مهم با پورین:
حلقه پیریمیدین ابتدا ساخته می‌شود
سپس به ریبوز متصل می‌شود
پیش‌سازهای اصلی:
Glutamine
CO₂
Aspartate
ساخت حلقه:
Carbamoyl phosphate
Aspartate
Carbamoyl aspartate
Dihydroorotate
Orotate
اتصال حلقه به ریبوز:
Orotate + PRPP → OMP
OMP → UMP
UMP پیش‌ساز:
UDP
UTP
CTP
ساخت CTP:
UTP → CTP
نیازمند گلوتامین یا آمونیاک
ساخت dTMP:
dUMP → dTMP
توسط Thymidylate synthase
نیازمند N⁵,N¹⁰-methylene-THF
تفاوت‌های طلایی پورین و پیریمیدین
پورین: حلقه روی ریبوز ساخته می‌شود.
پیریمیدین: حلقه ابتدا ساخته شده و سپس به ریبوز متصل می‌شود.
پورین: اولین محصول کامل = IMP
پیریمیدین: اولین نوکلئوتید = UMP
پورین → AMP و GMP
پیریمیدین → UMP، CTP و TMP
پورین از چندین منبع اتمی استفاده می‌کند:
Glycine
Glutamine
Aspartate
CO₂
Folate
پیریمیدین عمدتاً از:
Aspartate
Glutamine
CO₂
در پورین، PRPP از ابتدای مسیر اهمیت دارد.
در پیریمیدین، PRPP بعد از ساخته‌شدن حلقه وارد مسیر می‌شود.
آنزیم‌های مهم کنکوری
پورین:
Glutamine-PRPP amidotransferase
Adenylosuccinate synthetase
IMP dehydrogenase
GMP synthetase
پیریمیدین:
CPS-II
Aspartate transcarbamoylase
Dihydroorotase
Dihydroorotate dehydrogenase
Orotate phosphoribosyltransferase
OMP decarboxylase
Thymidylate synthase
Ribonucleotide reductase
نکات خیلی مهم برای تست
CPS-I → میتوکندری → چرخه اوره
CPS-II → سیتوزول → سنتز پیریمیدین
پورین → IMP → AMP/GMP
پیریمیدین → UMP → UTP/CTP
ساخت dNTPها → Ribonucleotide reductase
ساخت dTMP → Thymidylate synthase
مهار thymidylate synthase → کاهش dTMP → اختلال در سنتز DNA
5-FU مهارکننده thymidylate synthase است.
IMP dehydrogenase در مسیر GMP اهمیت دارد.
Mycophenolate با مهار IMP dehydrogenase سنتز GMP را کاهش می‌دهد.