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概述核苷三磷酸的代谢

2022.10.05

  鉴于它们在细胞中的重要性,核苷三磷酸的合成和降解受到严格的控制。本概述着重于人类核苷三磷酸代谢,但该过程在物种间是相当保守的。三磷酸核苷不能被很好地吸收,因此所有的核苷三磷酸盐通常是从头合成的。ATP和GTP(嘌呤)的合成不同于CTP、TTP和UTP(嘧啶)的合成。嘌呤和嘧啶合成都使用磷酸核糖焦磷酸(PRPP)作为起始分子。

  NTPS到DNTPS的转化只能在二磷酸盐形式进行。通常,NTP将一个磷酸盐除去以成为NDP,然后通过核糖核苷酸还原酶的酶转化为DNDP,然后添加磷酸盐以提供DNTP。

  1、嘌呤合成

  一个称为次黄嘌呤的氮基被直接组装到PRPP上。这导致一个核苷酸,称为肌苷一磷酸(IMP)。然后将IMP转化为AMP或GMP的前体。一旦形成AMP或GMP,它们就可以被ATP磷酸化到它们的二磷酸和三磷酸形式。

  嘌呤合成受腺嘌呤或鸟嘌呤核苷酸对IMP形成的变构抑制,AMP和GMP也竞争性地抑制IMPs的前体形成。

  2、嘧啶合成

  由PrPP合成了一个称为乳清酸的氮基。在OrOTATE后,共价连接到PRPP。这导致了一个叫做ORATE单磷酸(OMP)的核苷酸。OMP转化为UMP,然后由ATP磷酸化至UDP和UTP。UTP可以通过脱氨基反应转化为CTP。TTP不是核酸合成的底物,因此它不在细胞中合成。相反,DTTP由DUDP或DCDP间接转化为它们的脱氧核糖形式。

  嘧啶合成受ODP和UTP合成的乳清酸酯的变构抑制调节。PRPP和ATP也是奥特酸合成的变构激活剂。

  3、核糖核苷酸还原

  Ribonucleotide reductase(RNR)是负责将NTPS转化为DNTPS的酶。由于DNTPS被用于DNA复制,RNR的活性受到严格的调控。重要的是要注意RNR只能处理NDPs,因此NTPs在转化为DNDPS之前首先被脱磷至NDPs。DNDPS然后典型地重新磷酸化。RNR有2个亚基和3个位点:催化位点、活性(A)位点和特异性(S)位点。催化位点是NDP与DNDP反应发生的部位,活性位点决定酶是否活性,特异性位点决定哪种反应发生。催化位点。

  活性位点可结合ATP或DATP。当与ATP结合时,RNR是活性的。当ATP或DATP结合到S位点时,RNR将催化CDP和UDP合成DCDP和DUDP。DCDP和DUDP可以间接地生成DTTP。结合到S位点的DTTP将催化从GDP中合成DGDP,并且DGDP与S位点的结合将促进ADP合成DADP。DADP然后磷酸化,得到DATP,DATP可结合A位点并使RNR关闭。

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