การเผาผลาญไพริมิดีน
การสังเคราะห์ไพริมิดีนเกิดขึ้นทั้งในร่างกายและผ่านการสังเคราะห์อินทรีย์[ 1 ]
การสังเคราะห์ไพริมิดี นโดยโนโว่
| ขั้นตอน | เอนไซม์ | สินค้า | |
| 1 | คาร์บาโมอิลฟอสเฟตซินเทส II [ 2 ] | คาร์บาโมอิลฟอสเฟต | นี่คือขั้นตอนที่มีการควบคุมในกระบวนการสังเคราะห์ไพริมิดีนในสัตว์ |
| 2 | แอสปาร์ติกทรานส์คาร์บาโมอิลเลส ( แอสปาร์เทตคาร์บาโมอิลทรานสเฟอเรส ) [ 2 ] | กรดคาร์บาโมอิลแอสปาร์ติก | หมู่ฟอสเฟตถูกแทนที่ด้วยแอสปาร์เทต นี่คือขั้นตอนที่มีการควบคุมในกระบวนการสังเคราะห์ไพริมิดีนในแบคทีเรีย |
| 3 | ไดไฮโดรออโรเทส[ 2 ] | ไดไฮโดรออโรเทต | การเกิดวงแหวนและการขาดน้ำ |
| 4 | ไดไฮโดรออโรเทตดีไฮโดรจีเนส[ 3 ] (เอนไซม์ไมโทคอนเดรียเพียงชนิดเดียว) | โอโรเทต | จากนั้นไดไฮโดรออโรเทตจะเข้าสู่ไมโทคอนเดรียซึ่งจะถูกออกซิไดซ์โดยการกำจัดไฮโดรเจนออกไป ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนเดียวในไมโทคอนเดรียในกระบวนการสังเคราะห์วงแหวนนิวคลีโอไทด์ |
| 5 | โอโรเทตฟอสโฟริโบซิลทรานสเฟอเรส[ 4 ] | โอเอ็มพี | PRPPบริจาคกลุ่ม Ribose |
| 6 | OMP ดีคาร์บอกซิเลส[ 4 ] | ยูเอ็มพี | การดีคาร์บอกซิเลชัน |
| ยูริดีน-ไซทิดีนไคเนส 2 [ 5 ] | ยูดีพี | กระบวนการฟอสฟอริเลชัน ใช้ ATP เป็นตัวกลาง | |
| นิวคลีโอไซด์ไดฟอสเฟตไคเนส | ยูทีพี | กระบวนการฟอสฟอริเลชัน ใช้ ATP เป็นตัวกลาง | |
| ซีทีพี ซินเทส | ซีทีพี | มีการใช้ กลูตามีนและ ATP |
การสังเคราะห์ไพริมิดีนแบบ de Novo นั้น ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยผลิตภัณฑ์ของยีน 3 ตัว ได้แก่ CAD, DHODH และ UMPS เอนไซม์ 3 ตัวแรกของกระบวนการนี้ล้วนถูกเข้ารหัสโดยยีนเดียวกันในCADซึ่งประกอบด้วยคาร์บาโมอิลฟอสเฟตซินเทส II , แอสปาร์เทตคาร์บาโมอิลทรานสเฟอ เร สและได ไฮโดรออโร เทส ไดไฮโดรออโรเทตดีไฮโดรจีเนส (DHODH)แตกต่างจากCADและUMPS ตรง ที่เป็นเอนไซม์แบบโมโนฟังก์ชันและอยู่ภายในไมโทคอนเดรีย UMPS เป็นเอนไซม์แบบไบฟังก์ชันซึ่งประกอบด้วยออโรเทตฟอสโฟริโบซิลทรานสเฟอเรส (OPRT)และออโรทิดีนโมโนฟอสเฟตดีคาร์บอกซิเลส (OMPDC)ทั้ง CAD และ UMPS อยู่รอบๆ ไมโทคอนเดรียในไซโทซอล[ 6 ]ในเชื้อรามีโปรตีนที่คล้ายกันอยู่แต่ขาดฟังก์ชันไดไฮโดรออโรเทส: โปรตีนอีกตัวหนึ่งเร่งปฏิกิริยาขั้นตอนที่สอง
ในสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ( แบคทีเรีย อา ร์เคีย และ ยูคาริโอตาอื่นๆ) ขั้นตอนสามขั้นตอนแรกจะดำเนินการโดยเอนไซม์ที่แตกต่างกันสามชนิด[ 7 ]
การสลายไพริมิดีน
ไพริมิดีนจะถูกย่อยสลายในที่สุดให้กลายเป็นCO₂ H₂Oและยูเรีย ไซ ซีนสามารถถูกย่อยสลายเป็นยูราซิลซึ่งสามารถถูกย่อยสลายต่อไปเป็นN- คาร์ บาโมอิล-β-อะลานีนและจากนั้นเป็นβ-อะลานีน , CO₂ แอมโมเนียโดยเอนไซม์ β- ยูรีโดโพรพิโอเนสไทมีนจะถูกย่อยสลายเป็นβ-อะมิโนไอโซ บิวทิเรต ซึ่งสามารถถูกย่อยสลายต่อไปเป็นสารตัวกลางจนนำไปสู่กระบวนการวัฏจักรกรดซิตริก ในที่สุด
β-อะมิโนไอโซบิวทิเรตทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้คร่าวๆ สำหรับอัตราการหมุนเวียน ของ DNA [ 8 ]
การควบคุมการสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์ไพริมิดีน
ผ่านการยับยั้งแบบป้อนกลับเชิงลบ ผลิตภัณฑ์สุดท้ายUTP และUDPจะป้องกันไม่ให้เอนไซม์ CAD เร่งปฏิกิริยาในสัตว์ ในทางกลับกันPRPPและATPทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นเชิงบวกที่ช่วยเพิ่มกิจกรรมของเอนไซม์[ 9 ]
เภสัชบำบัด
การปรับเปลี่ยนการเผาผลาญไพริมิดีนทางเภสัชวิทยามีประโยชน์ในการรักษา และสามารถนำไปใช้ในการรักษามะเร็งได้[ 10 ]
สารยับยั้งการสังเคราะห์ไพริมิดีนใช้ในการรักษาโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์และโรคข้ออักเสบสะเก็ดเงิน ที่มีอาการปานกลางถึงรุนแรง รวมถึง โรค ปลอกประสาทเสื่อมแข็งตัวอย่างเช่นเลฟลูโนไมด์และเทริฟลูโนไมด์ (สารออกฤทธิ์ของเลฟลูโนไมด์)
การสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์ไพริมิดีนก่อนกำเนิดสิ่งมีชีวิต
เพื่อให้เข้าใจว่าชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไร จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับเส้นทางเคมีที่ช่วยให้เกิดการสร้างองค์ประกอบพื้นฐานของชีวิตภายใต้สภาวะก่อนชีวภาพ ที่เป็นไปได้ สมมติฐาน โลกของ RNAระบุว่าในซุปดั้งเดิมมีไพริมิดีนและพิวรีนไรโบนิวคลีโอไทด์ ที่ลอยอยู่ ซึ่งเป็นโมเลกุลพื้นฐานที่รวมกันเป็นอนุกรมเพื่อสร้างRNAโมเลกุลที่ซับซ้อนเช่น RNA ต้องเกิดขึ้นจากโมเลกุลขนาดเล็กที่มีปฏิกิริยาถูกควบคุมโดยกระบวนการทางกายภาพและเคมี RNA ประกอบด้วยไพริมิดีนและพิวรีน นิวคลีโอไทด์ ซึ่งทั้งสองอย่างจำเป็นสำหรับการถ่ายทอดข้อมูลที่เชื่อถือได้ และด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นสำหรับการคัดเลือกโดยธรรมชาติและวิวัฒนาการ แบบดาร์วิน Becker และคณะแสดงให้เห็นว่าไพริมิดีนนิว คลีโอไซด์ สามารถสังเคราะห์ได้จากโมเลกุลขนาดเล็กและไรโบสโดยขับเคลื่อนด้วยวัฏจักรเปียก-แห้งเท่านั้น[ 11 ]
ลิงก์ภายนอก
- ภาพรวมของมหาวิทยาลัยควีนแมรีแห่งลอนดอน