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大连尿嘧啶核苷厂家分享不同核苷酸的合成代谢

发布时间:2021/4/14 10:32:00 来源:http://dalian.xxsaite.com/news592133.html

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  在下面的时间里,为了让大家对化工品有更多的了解,尿嘧啶核苷厂家和大家分享一下不同核苷酸的合成代谢。

  嘧啶核苷酸的从头合成是先合成UMP,UMP再衍生得到CMP和dTMP。嘧啶环比较简单,所以合成步骤较少,也没有分支。相对来说,嘌呤环的合成过程中,组氨酸合成放出AICAR可以看作一个支路。

  UMP的合成中用到两个熟悉的分子:氨甲酰磷酸(CP)和磷酸核糖焦磷酸(PRPP)。前者是尿素合成的中间物,后者在嘌呤和组氨酸、色氨酸合成中均有参与。不过这两个分子的使用与以前稍有不同。

  PRPP在嘌呤合成中作为起始“载体”,整个嘌呤环都是在磷酸核糖之上合成的。而在UMP的合成中,磷酸核糖后期才加入,嘧啶环的合成是从CP开始的。这里催化CP合成的酶是氨甲酰磷酸合成酶2(CPS-2),位于细胞质。尿素循环中的是CPS-1,位于线粒体。


  CPS2催化谷氨酰胺与碳酸氢根生成氨甲酰磷酸,消耗2个ATP。与CPS1相比,直接消耗相同,但CPS1的底物是氨气。因为谷氨酰胺的合成还需要消耗ATP,所以这个反应消耗更高。其优点在于摆脱了对氨的依赖,可以在氨浓度很低的细胞质中进行。

  对人体来说,两个CPS还有一点不同:CPS1是一个独立蛋白,而CPS2是一个三功能蛋白CAD的一部分。CAD将催化此途径前三步反应的酶活性融合在一条肽链中,即包含CPSase、ATCase(天冬氨酸转氨甲酰酶)和DHOase(二氢乳清酸酶),故称为CAD。

  这种多酶融合体可以提高催化效率,也是一种进化的趋势。哺乳动物的脂肪酸合酶(FAS)也是这样。对于原核生物中的ATCase活性,有些生物是单独的催化亚基三聚体,有的生物则带有调节亚基或与DHOase相结合。

  ATCase活性催化氨甲酰磷酸与天冬氨酸反应(氨甲酰磷酸可看作氨甲酰基的活性形式),生成氨甲酰天冬氨酸。PALA(N-膦酰基乙酰基-L-天冬氨酸)是ATCase过渡态类似物,所以可抑制CAD,是一种anti-tumoraldrug。

  DHOase活性催化氨甲酰天冬氨酸(CA)两端的羧基和氨基反应,生成闭环的二氢乳清酸(DHO)。DHO被二氢乳清酸脱氢酶(DHODH)催化脱氢,生成乳清酸(orotate)。乳清酸与PRPP生成乳清苷酸(OMP),再脱羧生成UMP。

  后两步反应也是由一个双功能酶催化,其N端结构域具有乳清酸磷酸核糖基转移酶活性,C端具有OMP脱羧酶活性,合称UMP合成酶(UMPS)。

  尿嘧啶胺化可以生成胞嘧啶,但这个反应只能在NTP水平上进行。所以UMP先与2分子ATP反应生成UTP,然后在CTP合成酶(CTPS)催化下与谷氨酰胺和ATP反应,生成CTP。

  合成DNA所需的脱氧核糖核苷酸都是由相应的核糖核苷二磷酸还原得到的,即由NDP还原生成dNDP。催化这个反应的核糖核苷酸还原酶(Ribonucleotidereductase,RNR)是DNA合成和修复的关键酶,在调节DNA合成的总速率中起关键作用。

  RNR是通过自由基机制催化的,根据产生自由基的方式分为三种类型,一类来自酪氨酸残基,第二类来自腺苷钴胺素,第三类来自糖基。RNR完成催化后,其关键巯基生成了二硫键,需要将其还原为自由巯基。电子供体均为NADPH,但中间的电子传递有两个系统,即硫氧还蛋白系统(TRX)和谷氧还蛋白系统(GRX)。目前推测两个系统之间可以互为备份。

  DNA需要的胸腺嘧啶是由尿嘧啶甲基化生成的,在dUMP上进行。这个反应由胸腺嘧啶核苷酸合成酶(TYMS)催化,以甲叉四氢叶酸为甲基供体,生成dTMP。转甲基后四氢叶酸(THF)生成了二氢叶酸(DHF),需要由二氢叶酸还原酶(DHFR)催化其再生。dUMP可由UDP还原、脱磷酸生成,也可由dCMP脱氨生成。

  嘧啶核苷酸合成也有补救途径。尿嘧啶可与PRPP生成UMP,也可与1-磷酸核糖生成大连尿苷,再被尿苷激酶催化生成UMP。胞嘧啶不能与PRPP反应,但大连胞苷可被尿苷激酶催化生成CMP。碱基和脱氧核糖-1-磷酸可由磷酸化酶合成脱氧核糖核苷,再由脱氧核糖核苷激酶生成脱氧核糖核苷酸。

  一些辅酶也属于核苷酸衍生物。NAD的合成是由烟酸与PRPP反应,生成烟酸单核苷酸,再与ATP缩合生成烟酸腺嘌呤二核苷酸,由谷氨酰胺酰胺化生成NAD。NAD激酶可催化其生成NADP。

  FAD的合成是由黄素先与ATP生成黄素单核苷酸(FMN),再与ATP生成FAD。辅酶A的合成是由泛酸先与ATP生成4-磷酸泛酸,再与半胱氨酸缩合并脱羧生成4-磷酸泛酰巯基乙胺,与ATP缩合成脱磷酸辅酶A,之后被ATP磷酸化成辅酶A。

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