معلومة

سوء فهم حول التخليق الحيوي للنيوكليوتيدات

سوء فهم حول التخليق الحيوي للنيوكليوتيدات


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

منذ بضعة أشهر ، سألت ما هو رابط الفوسفويستر ، لأنني لم أفهم حقًا الصورة والتفسيرات التالية المقدمة في "البيولوجيا الجزيئية للجين" من واتسون وبيكر وبيل وآل. (الطبعة السابعة).

التفسير كالتالي:

يمكننا التفكير في كيفية ربط القاعدة بـ 2'-deoxyribose من خلال تخيل إزالة جزيء من الماء بين الهيدروكسيل على 1 'كربون من السكر والقاعدة لتكوين رابطة جليكوسيدية (الشكل 4-2). يسمى السكر والقاعدة بمفردهما نوكليوزيد. وبالمثل ، يمكننا أن نتخيل ربط الفوسفات بـ 2'-deoxyribose عن طريق إزالة جزيء ماء من بين الفوسفات والهيدروكسيل على 5 'كربون لصنع 5' phosphomonoester. تؤدي إضافة فوسفات (أو أكثر من فوسفات) إلى نوكليوزيد إلى تكوين نوكليوتيد.

وهكذا ، عن طريق تكوين رابطة جليكوسيدية بين القاعدة والسكر ، وعن طريق صنع أ السندات الفسفورية بين السكر وحمض الفوسفوريك ، أنشأنا نوكليوتيد.

ما لم أفهمه قبل شهور هو أن أستأنف ، "لماذا الرابطة بين مجموعة الفوسفات و 2-deoxyribose تسمى رابطة phosphoester لأن رابطة الفوسفويستر (وهي ، بحكم التعريف ، رابطة P-O) موجودة بالفعل قبل الترابط بين مجموعة الفوسفات والسكر؟"

بينما لا يزال هذا السؤال يزعجني (لم أكن راضيًا تمامًا عن الإجابات التي حصلت عليها في ذلك الوقت ، لأن تركيب خيط واحد من الحمض النووي هو شيء ربما يختلف عن تركيب النيوكليوتيدات نفسها) ، السؤال الذي أطرحه أنا نفسي الآن: "لماذا تتحدث كتب البيولوجيا العامة دائمًا عن تفاعلات التكثيف ، بينما لا يذكرها هذا المقال وهذا الكتاب في مسارات التخليق الحيوي للنيوكليوتيدات؟"

ما أعنيه هو: يبدو أن التخليق الحيوي للنيوكليوتيدات أكثر تعقيدًا بكثير من كونه مجرد تفاعلين للتكثيف. علاوة على ذلك ، عندما ألقي نظرة على الخطوة العاشرة من هذه الصورة (والتي تأتي من المقالة التي ذكرتها أعلاه) ، أرى تفاعلًا تكثيفًا في نهاية المسار ، لكنه لا يحدث حيث الكتاب من Watson and al. يقترح أنه ينبغي:

فبعد شهور من التساؤل والبحث حول كل هذا ، سؤالي الأخير حول هذا الموضوع كما ذكرنا سابقًا:

لماذا تذكر كتب الأحياء دائمًا تفاعلات التكثيف بينما ، على ما يبدو ، ليس لها علاقة كبيرة بالطريقة التي يتم بها تصنيع النيوكليوتيدات؟


يتم تعريف تفاعل التكثيف في ويكيبيديا على أنه

تفاعل يتحد فيه جزيئين أو شقوق ، غالبًا مجموعات وظيفية ، لتشكيل جزيء أكبر ، مع فقدان جزيء صغير. تشمل الجزيئات الصغيرة التي يُحتمل فقدها الماء أو حمض الأسيتيك أو كلوريد الهيدروجين أو الميثانول ، ولكن الأكثر شيوعًا في التفاعلات البيولوجية هو الماء.

لا يذكر شيئًا عن عدد الخطوات المطلوبة للوصول إلى المركب النهائي ، ولا عن نوع الروابط المتكونة. بعد هذا التعريف ، يحدث تخليق النوكليوتيدات عبر تفاعلات التكثيف.


كاتابوليزم نيوكليوتيدات البورين

جيه فرانك هندرسون ، A.R.P. باترسون ، في التمثيل الغذائي للنيوكليوتيدات ، 1973

I. مقدمة

يتم تكسير نيوكليوتيدات البيورين بواسطة الخلايا الحيوانية إلى شظايا تفرز من أجل الحفاظ على تركيبة داخلية ثابتة نسبيًا في مواجهة التوليف المستمر لهذه المركبات على حد سواء من جديد ومن المكونات الغذائية. قد تقوم الكائنات الحية الدقيقة أيضًا بتقويض النيوكليوتيدات ، في بعض الحالات كمصادر للطاقة والكربون والنيتروجين من أجل النمو. على الرغم من وجود مسارات متعددة لتقويض النيوكليوتيدات في الحيوانات ، إلا أن بعضًا منها فقط موجود في أي خلية معينة. بالإضافة إلى ذلك ، عندما توجد مسارات بديلة داخل نفس الخلية ، يكون من الصعب جدًا أحيانًا تقييم الأهمية النسبية لكل منها. وبالتالي ، لا يمكن تطبيق الصورة العامة للمسارات المحتملة لتقويض نيوكليوتيدات البيورين على النحو الوارد في الملخص في هذا الفصل على جميع الخلايا بشكل عشوائي.


هيكل النوكليوتيدات

بنية النوكليوتيدات بسيطة ، لكن الهيكل الذي يمكن أن تشكله معًا معقد. يوجد أدناه صورة الحمض النووي. يتكون هذا الجزيء من خيطين يلتفان حول بعضهما البعض روابط هيدروجينية في منتصف الهيكل للحصول على الدعم. كل نوكليوتيد بداخله له بنية محددة تمكن هذا التكوين.

قاعدة نيتروجينية

القاعدة النيتروجينية هي المعلومات المركزية التي تحمل جزءًا من بنية النوكليوتيدات. هذه الجزيئات ، التي لها مجموعات وظيفية مكشوفة مختلفة ، لديها قدرات مختلفة على التفاعل مع بعضها البعض. كما في الصورة ، فإن ترتيب الفكرة هو الحد الأقصى لمقدار الروابط الهيدروجينية بين النيوكليوتيدات المعنية. بسبب بنية النوكليوتيدات ، يمكن فقط لنيوكليوتيد معين أن يتفاعل مع الآخر. توضح الصورة أعلاه ارتباط الثايمين بالأدينين ، والجوانين الرابطة بالسيتوزين. هذا هو الترتيب الصحيح والنموذجي.

يتسبب هذا التكوين المتساوي في حدوث انحراف في الهيكل ، ويكون سلسًا إذا لم تكن هناك أخطاء. تتمثل إحدى الطرق التي تستطيع بها البروتينات في إصلاح الحمض النووي التالف في قدرتها على الارتباط ببقع غير متساوية داخل الهيكل. تتشكل البقع غير المستوية عندما لا يحدث الترابط الهيدروجيني بين جزيئات النوكليوتيدات المتعارضة. سيقطع البروتين أحد النوكليوتيدات ويستبدله بآخر. تضمن الطبيعة المكررة للخيوط الجينية تصحيح أخطاء مثل هذه بدرجة عالية من الدقة.

سكر

يمكن للسكر ، مع الأكسجين المكشوف ، الارتباط بمجموعة الفوسفات في الجزيء التالي. ثم يشكلون رابطة ، والتي تصبح سكر الفوسفات الأساسي. يضيف هذا الهيكل صلابة إلى الهيكل ، مثل تساهمية الروابط التي يشكلونها أقوى بكثير من الروابط الهيدروجينية بين الخيوط. عندما تأتي البروتينات إلى المعالجة و تبديل موضع الحمض النووي ، يقومون بذلك عن طريق فصل الخيوط وقراءة جانب واحد فقط. عندما تمر ، تعود خيوط المادة الجينية معًا ، مدفوعة بالتجاذب بين قواعد النوكليوتيدات المتعارضة. يظل العمود الفقري للسكر والفوسفات متصلاً طوال الوقت.

مجموعة فوسفات

ربما يكون الجزء الأخير من بنية النوكليوتيدات ، مجموعة الفوسفات ، مألوفًا من جزيء مهم آخر ATP. الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ، أو ATP ، هو جزيء الطاقة الذي تعتمد عليه معظم الحياة على الأرض لتخزين ونقل الطاقة بين التفاعلات. يحتوي ATP على ثلاث مجموعات فوسفاتية ، والتي يمكنها تخزين الكثير من الطاقة في روابطها. على عكس ATP ، تُعرف الروابط المتكونة داخل النيوكليوتيدات باسم روابط الفوسفوديستر، لأنها تحدث بين مجموعة الفوسفات وجزيء السكر.

أثناء تكاثر الحمض النووي ، يُعرف الإنزيم باسم بوليميريز الحمض النووي يجمع قواعد النوكليوتيدات الصحيحة ، ويبدأ في تنظيمها مقابل السلسلة التي تقرأها. بروتين آخر ، ligase DNA، أنهى المهمة بإنشاء رابطة فسفودايستر بين جزيء السكر لقاعدة واحدة ومجموعة الفوسفات في القاعدة التالية. هذا يخلق العمود الفقري لجزيء وراثي جديد ، يمكن أن ينتقل إلى الجيل التالي. يحتوي الحمض النووي والحمض النووي الريبي على جميع المعلومات الجينية اللازمة للخلايا لتعمل.


أيض النيوكليوتيدات وتخليق دي نوفو للنيوكليوتيدات

يتكون النيوكليوتيد من البيورين أو قاعدة بيريميدين بالإضافة إلى سكر البنتوز (الريبوز أو الديوكسيريبوز) ومجموعة الفوسفوريل (H3ص4). تتكون حلقة البيورين من حلقة إيميدازول مكونة من 5 أعضاء مدمجة في هيكل حلقة مكون من ستة أعضاء مع ذرتين من ذرات الكربون المشتركة أو الجسر (C-4 و C-5) وتحتوي على ذرات 4-N. تحتوي حلقة البيريميدين على هيكل أبسط مع حلقة من ستة أعضاء فقط مع ذرتين من N-.

يتضمن استقلاب النيوكليوتيدات تخليق وتحويلات متبادلة وتقويض العديد من نيوكليوتيدات البيورين والبيريميدين الموضحة بشكل تخطيطي في الشكل 9.32 و 9.33 على التوالي. استقلاب النيوكليوتيدات معروف بوضوح في الحيوانات عنه في الخلايا النباتية.

يمكن تصنيع نيوكليوتيدات البيورين والبيريميدين في الكائنات الحية إما عن طريق (1) مسارات دي نوفو ، أو (2) مسارات الإنقاذ. في مسارات de novo ، يبدأ تركيب النيوكليوتيدات بسلائفها الأيضية: الأحماض الأمينية ، ريبوز -5-فوسفات ، أول أكسيد الكربون2، و NH3. في مسارات الإنقاذ ، يتم إنقاذ نواتج تحلل النيوكليوتيدات ، أي القواعد الحرة والنيوكليوسيدات ، وإعادة تدويرها مرة أخرى لتخليق النيوكليوتيدات مرة أخرى.

قد تتضمن مسارات الإنقاذ إعادة بناء النيوكليوتيدات من القواعد الحرة عن طريق إضافة جزء ريبوز-فوسفات ، أو عن طريق الفوس و shyphorylation للنيوكليوسيدات. تعد مسارات De novo أكثر أهمية من الناحية الكمية من مسار الإنقاذ والخجول. ومع ذلك ، باستخدام مسارات الإنقاذ لتخليق النيوكليوتيدات ، تحافظ الخلايا على الطاقة.

تركيب دي نوفو من نيوكليوتيدات البيورين (IMP و AMP و amp GMP):

أنا. القواعد الحرة ليست وسيطة في مسارات de novo لتخليق النيوكليوتيدات ، أي أنها لا يتم تصنيعها ثم يتم ربطها بفوسفات الريبوز.

ثانيا. يتكون هيكل حلقة البيورين من ذرة واحدة أو بضع ذرات في وقت واحد ، ويتم ربطه تدريجياً بفوسفات الريبوز طوال العملية.

ثالثا. بيروفوسفات الفوسفوريبوزيل (PRPP) ، هو وسيط مهم ونقطة البداية في تخليق نيوكليوتيدات البيورين. يتكون من α-D-Ribose-5-phosphate (الشكل 9.34)

رابعا. (السلائف النهائية لحلقة البيورين موضحة في الشكل 9.35. تم إنشاء هذه السلائف من المعلومات التي تم الحصول عليها من التجارب النظيرية مع 14 C أو 15 N- السلائف التي تم إعطاؤها في الحمام وتتبع دمج الذرات المصنفة في حلقة البيورين من حمض اليوريك المفرز).

رابعا. IMP (الإينوزين أحادي الفوسفات أو الإينوزينات) هو أول نيوكليوتيد البيورين يتم تصنيعه.

v. ثم يتم تحويل IMP إلى AMP و GMP.

تشكيل IMP من PRPP:

أ. يتم توليف IMP من PRPP (فسفوريبوزيل بيروفوسفات) في عشر خطوات مختلفة وخجولة كما هو موضح في الشكل 9.36.

ب. تتم إضافة حلقة imidazol المكونة من 5 أعضاء أولاً إلى PRPP ، ويتم تكوين الحلقة المتبقية المكونة من ستة أعضاء من البيورين بعد ذلك.

(ط) في الخطوة الأولى الملتزمة من هذا المسار ، يتشكل الفوسفوريبوزيلامين بفعل إنزيم الجلوتامين فوسفوريبوزيل بيروفوسفات الوسطي. يتم توصيل مجموعة أمينية يوفرها الجلوتامين بـ C-1 من PRPP وهناك انعكاس للتكوين في C-1 ، من الموضع إلى p. تم بناء حلقة البيورين لاحقًا على هذا الهيكل. ذرة لا. تم إدخال 9 (N-9) من حلقة البيورين في هذه الخطوة الأولى.

(2) في الخطوة الثانية ، يشكل إنزيم synthetase رابطة أميد بين مجموعة الكربوكسيل من الجلايسين والمجموعة الأمينية من الفوسفوريبوزيلامين المكونة 5 & # 8242-phosphoribosyl glycinamide. يتم تحلل ATP لتوفير الطاقة. يتم إدخال الذرات 4 و 5 و 7 من حلقة البيورين في هذه الخطوة.

(3) في الخطوة الثالثة ، يتم إدخال C-8 من حلقة البيورين كمجموعة فورميل تم التبرع بها بواسطة 10-formyl tetrahydrofolate ، في وجود إنزيم فورميل ترانسفيراز ، بحيث يتم تشكيل 5 & # 8242- فسفوريبوزيل- N- فورميل جلايسيناميد .

(4) في الخطوة الرابعة ، يتم إدخال N-3 من حلقة البيورين عن طريق نقل مجموعة أمينية أخرى من الجلوتامين إلى phosphoribosyl formyl glycinamide بواسطة إنزيم synthetase ، ويشكل 5 & # 8242-phosphoribosyl-N-formyl glycinamidine. يتحلل ثلاثي فوسفات الأدينوسين (ATP) ويوفر طاقة وخجل.

(v) في الخطوة الخامسة ، يحدث تفاعل الدوران في وجود أيونات synthetase و Mg 2+ و K + ، بحيث يتم إغلاق حلقة imidazol. المنتج هو 5 & # 8242-phosphoribosyl-5- aminoimidazole.

(6) في الخطوة السادسة ، يتم إدخال C-6 من حلقة البيورين بإضافة بيكربونات (CO2 + ح2O → HCO3 & # 8211) في وجود إنزيم كربوكسيلاز معين. ناتج هذا التفاعل هو 5 & # 8242-phosphoribosyl-5-aminoimidazole-4-carboxylate.

(7) في الخطوة السابعة ، يساهم الأسبارتات في N-8 من حلقة البيورين. هذا الأخير يشكل أميدًا مع مجموعة 4-carboxyl في وجود synthetase ، ويتم تكوين succinocarboxamide. يتحلل ATP بالماء ويوفر الطاقة.

(viii) 5 & # 8242-phosphoribosyl & # 8211 4 & # 8211 (N-succino carboxamide) & # 8211 5-aminoimidazole مشقوق الآن في وجود adenylosuccinate lyase لإطلاق فورمات وتشكيل 5 & # 8242-phosphoribosyl- 4-carboxamide & # 8211 5 & # 8211 أمينو إيميدازول.

(9) في الخطوة التاسعة ، يتم إدخال الذرة النهائية لحلقة البيورين (أي C-2) والتي يتم توفيرها بواسطة مجموعة فورميل من 10-فورميل رباعي هيدرو فولات إلى مجموعة 5-أمينو من ريبونوكليوتيد مكتمل تقريبًا.

(x) في الخطوة الأخيرة ، يتم إغلاق الحلقة الثانية عن طريق التخلص من الماء لتشكيل IMP. الإنزيم المعني هو IMP-cyclohydrolase (IMP-synthase)

يتطلب تخليق IMP من ريبوز -5-فوسفات ما مجموعه ست مجموعات عالية الطاقة من الفوس والشيبيت من ATPs (بافتراض التحلل المائي لبيروفوسفات (P-P)) الصادر في الخطوة (1).

تحويل IMP إلى AMP و GMP:

أ. يتم تحويل IMP إلى AMP (أدينوزين أحادي الفوسفات) و GMP (غوانوزين أحادي الفوسفات) من خلال مسارين مختلفين ، يتكون كل منهما من خطوتين.

(ط) تحويل IMP إلى AMP:

(أ) في الخطوة الأولى من هذا المسار ، يتم إزاحة مجموعة كيتو من IMP أولاً بواسطة أمين الأسبارتات لإنتاج أدينيلوسكسينات في وجود إنزيم سينثيتاز. GTP يتحلل بالماء ويوفر الطاقة.

(ب) يتم الآن تشقق Adenylosuccinate غير مائي بواسطة إنزيم adenylosuccinate lyase لإنتاج فومارات ونيوكليوتيد البيورين AMP (أدينوزين أحادي الفوسفات).

(2) تحويل IMP إلى GMP:

(أ) في الخطوة الأولى من هذا المسار ، هناك نزع هيدروجين من IMP إلى xanthosine- 5-phosphate (XMP) ، في وجود NAD + - IMP-dehydrogenase المعتمد.

(ب) تتضمن الخطوة الثانية نقل مجموعة أمينية من الجلوتامين إلى C-2 من حلقة الزانثين لإنتاج GMP (أحادي الفوسفات غوانوزين). يتم تحلل ثلاثي فوسفات الأدينوسين لتوفير الطاقة ، بينما يتم تحرير الغلوتامات.

ب. (بعد تكوين أحادي نيوكليوتيدات البيورين ، يمكن تخليق البيورين ثنائي وثلاثي نيوكليوتيدات عن طريق إضافة مجموعة أو مجموعتين من الفوسفوريل على التوالي).

تخليق دي نوفو من نيوكليوتيدات بيريميدين:

I.Ribonucleotides الشائعة بيريميدين هي سيتيدين -5 & # 8242-أحادي الفوسفات (CMP أو cytidylate) و uridine-5 & # 8242-monophosphate (UMP أو uridylate).

II. يعتبر التخليق الحيوي لـ De novo للنيوكليوتيدات بيريميدين أبسط من تلك الموجودة في نيوكليوتيدات البيورين بسبب الهيكل الأبسط لحلقة بيريميدين.

ثالثا. على عكس مسار de novo الحيوي للنيوكليوتيدات البيورين ، في مسار البيريميدين الحيوي ، يتم إنشاء حلقة بيريميدين قبل دمج ريبوز & # 8211 5 & # 8211 فوسفات في النيوكليوتيدات.

رابعا. Orotidine-5 & # 8242-monophosphate (OMP) ، هو أول نيوكليوتيد بيريميدين يتم تصنيعه. من OMP ، تؤدي المسارات إلى تخليق نيوكليوتيدات اليوراسيل والسيتوزين والثيمين.

تم توضيح تخليق دي نوفو لنيوكليوتيدات بيريميدين في الشكل 9.37 ، وصفاً موجزاً لما يلي:

(ط) الخطوة الأولى في هذا المسار هي تخليق فوسفات الكربامويل من ثاني أكسيد الكربون2 و نيو هامبشاير4 + بواسطة فوسفات الكربامويل من أول أكسيد الكربون2 و نيو هامبشاير4 + بواسطة مركب فوسفات الكاربامويل. نيو هامبشاير4 + يتم توفيره بواسطة الجلوتامين.

(2) في الخطوة التالية ، يتفاعل فوسفات الكربامويل مع الأسبارتات لتكوين الأسبارتات الكربامويل. يتم تحفيز التفاعل بواسطة الأسبارتات كاربامويل ترانسفيراز.

(3) في الخطوة الثالثة ، يتم إغلاق حلقة البيريميدين بواسطة dehydroorotase لتشكيل ثنائي هيدرووروتات مع إزالة جزيء الماء.

(4) يتأكسد ثنائي هيدرووروتات الآن لتتأكسد بواسطة إنزيم ديهيدروجينيز.

(5) في الخطوة الخامسة ، يتم تحويل orotate إلى orotidine-5 & # 8242-monophosphate (OMP) بواسطة إنزيم orotate phosphoribosyl transferase. يتم توفير جزء فوسفات الريبوز بواسطة PRPP (بيروفوسفات الفوسفوريبوزيل).

(6) في التفاعل الأخير ، يتم نزع الكربوكسيل من OMP بواسطة OMP-decarboxylase لإنتاج UMP (يوريدين أحادي الفوسفات).

(5) UMP هي مقدمة لنيوكليوتيدات بيريميدين الأخرى. أولاً ، يتم فسفرته UMP إلى UTP (يوريدين ثلاثي الفوسفات). بعد ذلك ، يتم تشكيل CTP (ثلاثي فوسفات السيتدين) من UTP عن طريق عمل إنزيم سينثيديليت سينثيتاز. يتحلل ATP بالماء ويوفر طاقة NH4 + يتم توفيره بواسطة الجلوتامين (Gln) الذي يتحول إلى جلوتامات (Glu). انظر الشكل 9.37.

تشكيل Deoxy Ribonucleotides:

أ. تتشكل نيوكليوتيدات الديوكسي عن طريق تقليل الريبونوكليوتيدات المقابلة بواسطة اختزال الريبونوكليوتيدات ، 2 & # 8242-OH من سكر الريبوبنتوز يتم استبدالها بـ hy & shydrogen.

ب. يتكون Thymidylate (TMP) من dUMP

يتم تصنيع TMP في الخلايا من dUMP (deoxy uridine monophosphate) ويمكن تشكيل الأخير من خلال مسارين مختلفين:

(ط) بشكل أساسي ، عن طريق نزع أمين dCMP (deoxycytidine-monophosphate) في وجود إنزيم deoxy-cytidylate deaminase.

(2) أيضًا ، عن طريق تقليل UDP إلى dUDP متبوعًا بفسفرة dUDP إلى dUTP. ثم يتم تحلل الأخير إلى تفريغ.

ج. يتم الآن ميثلة dUMP إلى من thymidylate (TMP) بواسطة إنزيم thymidylate synthase. يتم توفير مجموعة الميثيل بواسطة 5 ، 10 ميثيلين رباعي هيدروفولات.

تقويض (تدهور) النيوكليوتيدات:

(1) تقويض النيوكليوتيدات البيورين:

يوضح الشكل 9.38 مسار تحلل نيوكليوتيدات البيورين. في الرئيسيات والطيور وبعض الحيوانات الأخرى ، يكون المنتج النهائي لهذا المسار هو حمض البوليك.

أ. يتم تقويض حمض اليوريك بشكل إضافي إلى منتجات الإخراج الأخرى في مجموعات مختلفة من الحيوانات الأخرى (الشكل 9.39). تقوم معظم الثدييات بخلاف الرئيسيات بأكسدة حمض اليوريك بشكل أكبر للألانتوين. في العديد من الحيوانات الأخرى ، يتم تقويض آلانتوين بشكل إضافي إلى حمض آلانتويك (كما هو الحال في الأسماك العظمية) ، أو اليوريا (كما هو الحال في البرمائيات والأسماك الغضروفية) ، أو الأمونيا وثاني أكسيد الكربون.2 (كما في اللافقاريات البحرية).

ب. لا يتم تشكيل ATPs أثناء تقويض نيوكليوتيدات البيورين.

(2) تقويض نيوكليوتيدات بيريميدين:

I. يتم تحرير فوسفات الريبوز أثناء عملية الهدم قبل تدمير القاعدة.

II. يتم تقويض البيريميدينات إلى بيتا ألانين ، NH3، وشارك2.

ثالثا. يتم تقويض الثايمين إلى β-aminoisobutyrate.

رابعا. كما في حالة تقويض نيوكليوتيدات البيورين ، لا يتم تشكيل ATPs في تقويض نيوكليوتيدات البيريميدين.


حليب بشري

دوللي شارما. بيراي أوجرا ، في المناعة المخاطية (الطبعة الرابعة) ، 2015

النيوكليوتيدات

توجد النيوكليوتيدات في لبن الأم ، وتشكل حوالي 2-5٪ من إجمالي النيتروجين غير البروتيني ، وهو أكبر مما هو عليه في المجترات (Cosgrove ، 1998). تبلغ النيوكليوتيدات 53-58 مجم / لتر في اللبأ البشري وحوالي 33 مجم / لتر في اللبن الناضج (Kuchan et al. ، 1998). تشارك النيوكليوتيدات في العديد من العمليات الكيميائية الحيوية وقد تدعم النسل الذي يرضع من الثدي بطرق مختلفة. تعمل بمثابة اللبنات الأساسية للأحماض النووية. قد يكون هذا مهمًا بشكل خاص للنمو المبكر السريع جدًا للجهاز المناعي للرضيع ، والذي يتوسع في المقام الأول استجابة للتعرض للميكروبات المستعمرة ، خاصة على الغشاء المخاطي في الأمعاء.

النيوكليوتيدات مهمة أيضًا في مختلف مسارات التخليق الحيوي ، عن طريق نقل الطاقة الكيميائية ، كمكونات أنزيم مساعد وكمنظم بيولوجي. يمكن تعزيز نضج الغشاء المخاطي للأمعاء بواسطة النيوكليوتيدات. توجد إنزيمات قادرة على هضم النيوكليوتيدات المحدود في لبن الإنسان ، ويمكن أن يؤدي تجانس أمعاء الجنين ، عند احتضانه مع لبن الأم ، إلى مثل هذا التحلل (Thorell et al. ، 1996). أظهرت بعض الدراسات ميزة إضافة النيوكليوتيدات إلى الصيغة في محاولة لتحقيق بعض تأثيرات النيوكليوتيدات في لبن الأم. وبالتالي ، أدت هذه الإضافة إلى الصيغة عند الرضع الخدج إلى ارتفاع مستويات المصل من IgA و IgM (Navarro et al. ، 1999). المستدمية النزلية النوع ب ، والتيتانوس ، وتوكسويد الدفتيريا (شالر وآخرون ، 2004) أعداد أكبر من الخلايا القاتلة الطبيعية ونشاطها (كارفر وآخرون ، 1991) وأقل (بيكرينغ وآخرون ، 1998 أوستروم وآخرون ، 2002 ) مرض الإسهال (Gutierrez-Castrellon et al.، 2007) (Brunser et al.، 1994). أدت الرضاعة الطبيعية طويلة الأمد إلى زيادة استجابات الجسم المضاد للقاح الفموي لفيروس شلل الأطفال مقارنة بالصيغة التي تحتوي على النوكليوتيدات أو مجموعة الصيغة (بيكرينغ وآخرون ، 1998). بالمقارنة مع الأطفال الرضع الناضجين الذين تم تغذيتهم بصيغة مراقبة ، فإن أولئك الذين تم تغذيتهم بتركيبة محصنة بالنيوكليوتيدات لديهم مخاطر منخفضة للإصابة بالإسهال ولديهم تركيزات مصل أعلى من IgA خلال الأسابيع الـ 48 التالية (Yau et al. ، 2003).


دورات الفولات والميثيونين

يشتمل جزء & ldquocore & rdquo من التمثيل الغذائي للكربون الواحد على دورات حمض الفوليك والميثيونين ، المرتبطين معًا. تدمج هاتان الدورتان حالة المغذيات الخلوية باستخدام مجموعات 1C من الجلايسين والسيرين مثل & ldquoinputs & rdquo لتوليد مدخلات و ldquo مختلفة و rdquo مثل النيوكليوتيدات والجلوتاثيون و SAM وغيرها من المستقلبات اللازمة للتخليق الحيوي للحمض النووي والـ RNA ، وكذلك للحفاظ على حالات الخلايا الأكسدة والاختزال اللاجينية.

دورة الفولات

يشار إلى حمض الفوليك في عائلة فيتامينات B9 [33]. توجد بشكل طبيعي في مصادر مختلفة من الطعام أو يمكن تصنيعها كيميائيًا (مثل حمض الفوليك) كمكملات غذائية. يعمل حمض الفوليك كناقلات تقوم بتوزيع مجموعات الكربون الواحد من & ldquoinputs & rdquo إلى & ldquooutputs & rdquo (الشكل & # 8203 (الشكل 11 و & # 8203 و 2). 2). بمجرد نقله إلى الخلية ، يخضع الفيتامين للتعديل التساهمي عن طريق التزجيج المتعدد. يتم استبداله أيضًا بشق أحادي الكربون في موضع N5 و / أو N10 عند مستويات أكسدة مختلفة: فورمات (10-فورميل THF) ، فورمالديهايد (5،10 ميثيلين THF) ، أو ميثانول (5 ميثيل THF) [34].

دورة الفولات ومخرجاتها وتوازن الطاقة

يتم عرض الإنزيمات الحرجة لدورة الفولات. TetraHydroFolate (THF) عبارة عن ناقل يوزع مجموعات أحادية الكربون (مجموعة 1C) من السيرين إلى مختلف و ldquooutputs و rdquo & ndash thymidylates ، البيورينات ، SAM ، GSH ، إلخ (كما هو موضح في الصناديق السوداء). بعد قبول مجموعة 1C ، يخضع THF لتعديلات تغير حالات الأكسدة: 10-formylTHF ، 5،10-methyleneTHF ، 5-methylTHF (يظهر بألوان خلفية مختلفة). تظهر ذرات الكربون والنيتروجين المتبرع بها المقابلة لأعدادها في حلقات البيريميدين والبيورين بين قوسين. تشير العلامات النجمية الحمراء إلى الإنزيمات التي يتم استكشافها حاليًا كأهداف للأدوية. تعتبر الإنزيمات المميزة بعلامات النجمة البرتقالية أهدافًا محتملة للعقاقير. يمكن أن تزود دورة الفولات الخلايا بمصدر إضافي للطاقة. يتم تصنيع جزيئين من NADPH في السيتوبلازم في التفاعلات المحفزة بواسطة DHFR (تحويل DHF إلى THF) و MTHFD1 (تحويل 5،10-methylenTHF إلى 5،10-methenylTHF) ، وكذلك في الميتوكوندريا بواسطة MTHFD2L (تحويل 5 ، 10-ميثيلين THF إلى 5،10-ميثينيل THF). يتم استخدام جزيء واحد من NADPH بواسطة MTHFR الذي يربط دورة الفولات بدورة الميثيونين. أيضًا ، يمكن تصنيع ATP أثناء تحويل MTHFD1- (السيتوبلازم) أو MTHFD1L بوساطة (الميتوكوندريا) لـ 10-formylTHF إلى THF.

كما ذكر أعلاه ، لا يوجد سوى مصدران مباشران لمجموعات 1C في عملية التمثيل الغذائي للكربون الواحد & ndash serine و glycine. وبالتالي ، فإن التفاعل المركزي لدورة الفولات هو تحويل السيرين إلى الجلايسين بواسطة إنزيمات SHMT1 و SHMT2. عن طريق نقل مجموعة 1C من سيرين و THF ، يولد هذا التفاعل 5،10 ميثيلين THF & ndash أول مانح لمجموعة أحادية الكربون في دورة الفولات. مصدر آخر لـ 5،10-methyleneTHF يأتي من الانقسام الأنزيمي للجليسين بواسطة إنزيم يسمى glycine decarboxylase (GLDC) ، والذي يوجد في الميتوكوندريا.

في المقابل ، يمكن استخدام 5،10-methyleneTHF بثلاث طرق (الشكل & # 8203 (الشكل 2) .2). أولاً ، يمكن أن يكون بمثابة متبرع 1C للخطوة الأولية للتخليق الحيوي للثيميديلات ، وهو تفاعل محفز بواسطة سينثيز ثيميديلات (TS). في هذا التفاعل ، يوفر 5،10-ميثيلين THF مجموعة واحدة من الكربون للتخليق الحيوي للبيريميدين ويتأكسد إلى ثنائي هيدروفولات (DHF). في التفاعل التالي ، يقلل اختزال ثنائي هيدروفولات (DHFR) من DHF إلى THF الذي يحيط بهذه الحلقة الأيضية.

ثانيًا ، يمكن استخدام 5،10-methyleneTHF بواسطة إنزيم عصاري خلوي Methylenetetrahydrofolate reductase 1 (MTHFD1) ، أو إنزيمات ترادفية ميتوكوندريا اختزال Methylenetetrahydrofolate MTHFD2L / MTHFD2 ، لتوليد 10 فورميل THF. 10-فورميل THF هو مانح 1C لتفاعلين التخليق الحيوي البيورين المحفز بواسطة إنزيم ثلاثي الوظائفي من إنزيم الفوسفوريبوزيل جلايسيناميد فورميل ترانسفيراز / سينثيتاز / فوسفوريبوسيلامينيميدازول سينثيتاز (GART) وكلاهما ثنائي الوظيفة 5-أمينو إيميدازول. بدوره تولد THF.

ثالثًا ، يتم استخدام 5،10-methyleneTHF بواسطة Methylentetrahydrofolatereductase (MTHFR) لتوليد methylTHF. هذا الأخير يتبرع بمجموعة الميثيل إلى الهوموسيكتين مما يؤدي إلى تكوين الميثيونين و THF. بهذه الطريقة تقترن دورة حمض الفوليك بدورة الميثيونين. أخيرًا ، يتم تحويل THF إلى 5،10-ميثيلين THF بواسطة SHMT1 و SHMT2 وبالتالي إحاطة دورة الفولات.

دورة الميثيونين

ذراع آخر لعملية التمثيل الغذائي 1C هو دورة الميثيونين (الشكل & # 8203 (الشكل 3) .3). يبدأ بتخليق الميثيونين من الحمض الاميني والميثيل THF المحفز بواسطة سينثيز الميثيونين (MS). بعد ذلك ، يصنع ميثيونين أدينيل ترانسفيراز (MAT) SAM ، المتبرع الرئيسي لمجموعات الميثيل في الخلية. بعد إزالة الميثيل ، يتم تحويل SAM إلى S-adenosylhomocysteine ​​(SAH). أخيرًا ، يتوسط S-adenosyl homocysteine ​​hydrolase (SAHH) إزالة adenylation من SAHH مما يؤدي إلى homocysteine ​​والدوران الكامل للدورة.

تقترن دورة الفولات بدورة الميثيونين

أثناء دورة حمض الفوليك ، يقلل MTHFR من 5،10 ميثيلين THF إلى 5 ميثيل THF. بعد ذلك ، تبرع 5-methylTHF بمجموعته الكربونية لتحويل homo-cysteine ​​(hcystein) إلى methionine بواسطة methionine synthase (MS) ، ومن ثم بدء دورة الميثيونين. بدوره ، يتم استخدام الميثيونين بواسطة ميثيونين أدينوسيل ترانسفيراز (MAT) لتوليد S-adenosylmethionine (SAM) & ndash المتبرع الرئيسي لمجموعات الميثيل للحمض النووي والبروتينات المثيلة. وبالتالي ، يتم استخدام SAM بواسطة ميثيل ترانسفيرازات مختلفة ، مما يؤدي إلى S-adenosylhomocysteine ​​بعد إزالة الميثيل. أخيرًا ، يتوسط S-adenosylhomocysteine ​​hydrolase (SAHH) إبادة S-adenosylhomocysteine ​​إلى hcysteine ​​، مع إحاطة دورة الميثيونين. يمكن استخدام الهوموسيستين بواسطة سينثاز السيستاثيونين (CBS) ، والذي يحوله إلى السيستاثيونين. بدوره ، يعتبر السيستاثيونين ركيزة لسيستاثيونين جاما لياز (CTH) ، والتي تستخدمه لتخليق السيستين. السيستين مطلوب لتخليق البروتينات وكذلك لتوليد التوراين والجلوتاثيون ، وهذا الأخير هو أحد الجزيئات المهمة لاستتباب الأكسدة والاختزال.


البيولوجيا الجزيئية للتخليق الحيوي للنيوكليوتيدات في البيريدين في الإشريكية القولونية. استنساخ وتوصيف جينات تصنيع الكينولينات nadA و nadB

تم استنساخ وتمييز الجينين ، nadA و nadB ، المسئولين عن التخليق الحيوي للكينولينات من الأسبارتات وفوسفات ثنائي هيدروكسي أسيتون في الإشريكية القولونية. الكينولينات (بيريدين -2 ، 3-ديكاربوكسيلات) هو سلف التخليق الحيوي لحلقة بيريدين NAD. تم تحديد الجين nadA بالتكامل في ثلاث سلالات متحولة nadA مختلفة. قدم تحليل التسلسل ترميز إطار قراءة مفتوح 840 نقطة أساس لبروتين 31،555-Da. تم تحديد الجين nadB من خلال التكميل في سلالة متحولة nadB ونشاط L-aspartate oxidase لمنتجها الجيني. أظهر تحليل التسلسل ترميز إطار قراءة مفتوح 1620 نقطة أساس لبروتين 60306-Da. لكل من الجينات ، تم تعيين مناطق المروج ومواقع ربط الريبوسوم بالمقارنة مع تسلسل الإجماع. تمت تنقية منتج الجين nadB ، L-aspartate oxidase ، إلى التجانس وتم تحديد تسلسل N-terminal المكون من 19 حمضًا أمينيًا. تبين أن الإنزيم خاص بـ L-aspartate. نواقل عدد النسخ العالية ، التي تحمل إما الجين nadA أو nadB أو nadA + nadB ، زادت إنتاج الكينولينات بمقدار 1.5 ضعفًا و 2.0 ضعفًا و 15 ضعفًا على التوالي. يبدو أن كلا المنتجين الجينيين يحدان بنفس القدر من المعدل في تخليق الكينولينات.


تفاعلات إنقاذ البيورين

ليست كل النيوكليوتيدات في الخلية مصنوعة من الصفر. بدائل تركيبات de novo هي مسارات الإنقاذ. تبدأ تفاعلات الإنقاذ لصنع نيوكليوتيدات البيورين بربط الريبوز بقواعد البيورين باستخدام الفوسفوريبوزيل بيروفوسفات (PRPP).

يُعرف الإنزيم الذي يحفز هذا التفاعل باسم Hypoxanthine / guanine phosphoribosyltransferase (HGPRT - الشكل 6.175) وهو مثير للاهتمام من منظور إنزيمي وكذلك طبي. أولاً ، يكون الإنزيم قادرًا على تحفيز كل من تفاعلين الإنقاذ المهمين التاليين - تحويل الهيبوكسانثين إلى IMP أو الجوانين إلى GMP.

HGPRT قادرة على ربط مجموعة متنوعة من الركائز في موقعها النشط وحتى يبدو أنها تربط ركائز غير طبيعية ، مثل الأسيكلوفير بشكل تفضيلي على ركائزها الطبيعية.

من منظور طبي ، يؤدي انخفاض مستويات HGPRT إلى فرط حمض يوريك الدم ، وهي حالة يزداد فيها تركيز حمض اليوريك في الجسم. يرتبط النقص الكامل لـ HGPRT بمتلازمة ليش-نيهان ، وهو مرض وراثي نادر في تركيز حمض البوليك المرتفع في جميع أنحاء الجسم ويرتبط بالاضطرابات العصبية المصاحبة الشديدة.

يحدث انخفاض إنتاج HGPRT بشكل متكرر عند الذكور وله نتيجة أقل (النقرس) من الغياب التام. ومن المثير للاهتمام ، أنه تم ربط النقرس بانخفاض احتمالية الإصابة بالتصلب المتعدد ، مما يشير إلى أن حمض البوليك قد يساعد في الوقاية من المرض أو تخفيفه.

يتم تحفيز التعبير عن HGPRT بواسطة HIF-1 ، وهو عامل نسخ يتم إجراؤه في الأنسجة عندما يكون الأكسجين محدودًا ، مما يشير إلى دور HGPRT في ظل هذه الظروف.

الإنزيم المعروف باسم adenine phosphoribosyltransferase (APRT) يحفز التفاعل المقابل لـ HGPRT لإنقاذ قواعد الأدينين.


سوء فهم حول التخليق الحيوي للنيوكليوتيدات - علم الأحياء

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يجوز إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من قبل المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


يتم توصيل كاتابوليس الأحماض الأمينية المتشعبة في العضلات بدورة نوكليوتيد البورين

أحماض أمينية متفرعة السلسلة (BCAA) 1 1 الاختصارات المستخدمة هي: BCAA ، أحماض أمينية متفرعة السلسلة BCKA ، أحماض كيتونية متفرعة السلسلة. تلعب دورًا مهمًا في إنتاج الجلوتامين لأن النتيجة الصافية لعملية التمثيل الغذائي في العضلات هي نقل النيتروجين الأميني (في شكل أسبارتات) من بروتينات العضلات إلى دورة نيوكليوتيدات البيورين. تشكل BCAAs (فالين ، إيزولوسين ، وليوسين) حوالي 35٪ من الأحماض الأمينية الأساسية في بروتينات العضلات وحوالي 40٪ من الأحماض الأمينية مسبقة التشكيل التي تتطلبها الثدييات [16]. لأن العضلات هي عضو رئيسي لنقل هذه الأحماض الأمينية ، فإن BCAAs هي مصدر رئيسي للنيتروجين الأميني لإنتاج كل من الألانين والجلوتامين في العضلات. يتم استخدام الغلوتامات المتولدة من نقل الأحماض الأمينية المتفرعة السلسلة لاحقًا لتوليد الأسبارتات عن طريق نقل أكسالات الأسيتات ، وهو تفاعل محفز بواسطة أسبارتات أمينوترانسفيراز (الشكل 3). كما تمت مناقشته سابقًا (الشكل 2) ، من المرجح أن تتكون أوكسالات الأسيتات من فومارات. عندما يدخل الأسبارتات في دورة نيوكليوتيدات البيورين ، فإن النيتروجين الأميني الخاص به يترك الدورة مثل الأمونيا ، والتي تستخدم لتخليق الجلوتامين الذي يترك العضلات.

الألانين ، الذي يتكون من نقل الجلوتامات مع البيروفات ، يترك العضلات وينتقل إلى الكبد حيث يتحول إلى الجلوكوز. يتوافق هذا الرأي مع قياسات الفرق الشرياني الوريدي [14] المشار إليها سابقًا ويقدم رؤية متكاملة للعلاقة بين تقويض البروتين في العضلات ودورة نوكليوتيد البيورين.

ينتج عن نقل الأحماض الأمينية المتشعبة تكوين كميات كبيرة من الأحماض الكيتونية المتفرعة السلسلة (BCKAs) (حمض ألفا كيتويزوكابرويك ، وحمض ألفا كيتوإيزوفاليريك ، وحمض ألفا كيتو- β- ميثيل فاليريك). ثم تتأكسد BCKAs في العضلات [17 ، 18] أو تنطلق من العضلات وتتأكسد لاحقًا في الكبد ، بدءًا من عمل مركب BCKA dehydrogenase. في الواقع ، لا يعزز تمرين التحمل تقويض البروتين في العضلات فحسب ، بل يعزز أيضًا أكسدة أحماض ألفا كيتو المتفرعة السلسلة [18 ، 19]. أكسدة BCKAs للفالين و isoleucine (بمعنى آخر. α-ketoisovaleric acid and α-keto-β-methylvaleric acid) in muscle generates propionyl-CoA, which upon carboxylation and subsequent isomerization enters the tricarboxylic acid cycle as succinyl-CoA. This “feed in” can lead to the formation of fumarate and subsequently oxalacetate and in this manner can perform an anaplerotic function to the tricarboxylic acid cycle.


Misunderstanding about nucleotide biosynthesis - Biology

مقدمة
Nucleotides play a variety of important roles in all cells. They are the activated precursors of DNA and RNA. ATP, an adenine nucleotide, is a universal currency of energy in biological systems. GTP is an essential carrier of chemical energy. Adenine nucleotides are components of the coenzymes NAD+, NADP+, FMN, FAD and Coenzyme A. UDP-Glucose in Glycogen synthesis and CDP-diacylglycerol in Phosphoglyceride synthesis are the nucleotide derivatives that act as activated intermediates. Cyclic AMP is a ubiquitous mediator for the action of many hormones. All cells can synthesize nucleotides from simple building blocks (de novo synthesis) or by the recycling of pre-formed bases (Salvage pathway). Nucleotides are phosphate esters of pentoses in which a nitrogenous base is linked to C1&rsquo of the sugar residue. A nucleotide without the phosphate group is known as a nucleoside. The major purine components of nucleic acids are adenine and guanine residues. The major pyrimidine residues are those of Cytosine, Uracil and Thymine. Pyrimidines are bound to ribose through N 1 atoms.

Synthesis of purine ribonucleotides
IMP is synthesized from ribose 5-phosphate. There are 11 reactions in the formation of IMP. IMP is converted to GMP and AMP with the help of ATP and GTP respectively. Nucleoside monophosphates are converted to nucleoside diphosphates by base specific monophosphate kinases. Purine nucleotide synthesis is regulated by feedback inhibitor &ndash AMP, GMP and IMP. An important regulatory factor is the availability of PRPP. Salvage pathway for purines is observed in RBC and the brain. Free purines are salvaged by APRTase and HGPRTase enzymes

Synthesis of pyrimidine ribonucleotides
Pyrimidine ring is synthesized as free pyrimidine and then it is incorporated into the nucleotide. 6 reactions are involved in the synthesis of UMP. UDP and UTP are synthesized from UMP with the help of ATP. CTP is formed by adding an amino group from glutamine. Pyrimidine can also be salvaged using PRPP. In orotic aciduria, excretion of large amount of orotic acid is observed. It results from the deficiency of either orotate phospho ribosyl transferase or OMP decarboxylase.

Formation of deoxyribonucleotides
Ribonucleotide reductase catalyzes the synthesis of deoxyribonucleotide. The reductant is NADPH. Thioredoxin transfers electrons from NADPH for reduction of 2&rsquo-OH of ribose. dTMP is formed by thymidylate synthase by methylation of deoxy uridine monophosphate.

Degradation of nucleotides
Nucleotides of a cell undergo continuous turnover. Purines are catabolized and the end product is uric acid. Gout is a disease characterized by elevated levels of uric acid in body fluids. Sodium urate crystals are precipitated in the joints and soft tissues to cause painful arthritis. In Lesch-Nyhan syndrome, HGPRT deficiency occurs, leading to excessive uric acid production through PRPP accumulation. Gout is treated by allopurinol administration. Animal cells degrade pyrimidine nucleotides to their component bases by dephosphorylation, deamination and glycosidic bond cleavages to give rise to carbon dioxide, ammonia, &beta-alanine and &beta-amino isobutyrate.

Nucleotide Coenzymes
Nucleotides are the components of many enzyme cofactors. Adenosine is a part of their structure in a variety of enzyme cofactors serving a wide range of chemical functions. Coenzyme A is synthesized from pantothenic acid and ATP.

Nucleotides play a variety of important roles in all cells. They are the activated precursors of DNA and RNA. ATP, an adenine nucleotide, is a universal currency of energy in biological systems. GTP is an essential carrier of chemical energy. Adenine nucleotides are components of the coenzymes NAD+, NADP+, FMN, FAD and Coenzyme A. IMP is synthesized from ribose 5-phosphate. There are 11 reactions in the formation of IMP. Nucleoside monophosphates are converted to nucleoside diphosphates by base specific monophosphate kinases. Purine nucleotide synthesis is regulated by feedback inhibitor &ndash AMP, GMP and IMP. Recycling of purines formed by the degradation of nucleotides is possible. Pyrimidine ring is synthesized as free pyrimidine and then it is incorporated into the nucleotide. Nucleotides of a cell undergo continuous turnover. Uric acid is the breakdown product of purine nucleotide. Gout is a disease characterized by elevated levels of uric acid in body fluids. Pyrimidines on degradation give rise to carbon dioxide, ammonia, &beta-alanine and &beta-amino isobutyrate.

  • Concept map depicting nucleotide synthesis from purines/pyrimidines.
  • Structures are shown with examples and animated.
  • Tabulation of nitrogenous bases, nucleosides and nucleotides.
  • Formation of IMP is explicitly shown with animated structures.
  • Flow chart of various compounds like UMP is described.
  • Degradation of purines and pyrimidines is discussed in detail.

Synthesis of Purine Ribonucleotides

  • Synthesis of inosine monophosphate
  • Synthesis of adenine and guanine ribonucleotides
  • Regulation of purine nucleotide biosynthesis
  • Salvage pathway for purines

Synthesis of Pyrimidine Ribonucleotides

  • Synthesis of uridine monophosphate
  • Synthesis of UTP and CTP
  • Regulation of pyrimidine nucleotide biosynthesis

Formation of Deoxyribonucleotides

Degradation of Nucleotides

شاهد جميع الدروس الـ 24 في علم الأحياء بالكلية ، بما في ذلك دروس المفاهيم والتدريبات على حل المشكلات وأوراق الغش:
Teach Yourself Biochemistry Visually in 24 Hours

© 2014 مركز التعلم السريع. الخصوصية | الصفحة الرئيسية | ترتيب | معاينة | مراجعة | حول | اتصل
بقاء الكيمياء ، بقاء الأحياء ، بقاء الفيزياء و
Mathematics Survival Publishing هي أقسام شركة Rapid Learning Inc.


شاهد الفيديو: تضاعف حمض DNA (ديسمبر 2022).