Обмен нуклеопротеинов. Нарушения обмена нуклеотидов

Нуклеотиды и их производные выполняют многообразные функции в организме, участвуя:

- в синтезе нуклеиновых кислот и нуклеиновых коферментов,

- в реакции запасания и использования энергии,

- в образовании активных форм сахаров, азотистых оснований, сульфатов метионина,

- в трансдукции сигналов в клетку гормонов, факторов роста, нейромедиаторов и других регуляторных молекул.

Практически все клетки организма способны к синтезу нуклеотидов. Кроме того, источниками нуклеотидов служат нуклеиновые кислоты пищи и собственных тканей организма.

Нуклеиновые кислоты пищи в кишечнике гидролизуются под действием нуклеаз панкреатического сока – ДНКазы и РНКазы. Продуктами гидролиза являются мононуклеотиды и олигонуклеотиды. Фосфодиэстеразы кишечника расщепляют олигонулеотиды до мононуклеотидов. Последние при участии фосфатаз гидролизуются с образованием нуклеозида и фосфорной кислоты.

90% пуриновых нуклеотидов синтезируются de novo из простых предшественников. В формирование пуринового кольца принимают участие аминокислоты Асп, Гли, Глн, СО₂, и два одноуглеродных производных тетрагидрофалата: метинил-Н₄-фолат и формил-Н₄-фолат. Сборка пуринового кольца осуществляется на остатке 5-фосфорибозил-1-амина. 5- фосфорибозил-1-амин образуется путем аминирования глутамина фосфорибозилдифосфата (ФРДФ), источником которого является пентозофосфатный путь углеводного обмена. Результатом серии реакций является образование первого пуринового нуклеотида инозин-5- монофосфата (ИМФ). ИМФ является родоначальником синтеза АМФ и ГМФ. В регуляции биосинтеза пуриновых нуклеотидов реакция образования 5-фосфорибозиламина является лимитирующей стадией. Фермент, катализирующий эту реакцию, ингибируется АМФ и ГМФ. Кроме того, эта метаболическая цепь регулируется в месте ее разветвления. Высокая концентрация ГМФ или АМФ ингибирует реакцию своего образования из ИМФ.

Пуриновые нуклеотиды синтезируются «запасным путем» («путь спасения») из азотистых оснований и фосфорибозилпирофосфата (ФРПФ). При этом используются азотистые основания, образующиеся в процессе катаболизма нуклеиновых кислот. Два фермента катализируют эти реакции: аденозилфосфорибозилтрансфераза катализирует образование АМФ из аденина и ФРПФ; гипоксантинфосфорибозилтрансфераза приводит к образованию из гуанина и ФРПФ ГМФ. Или из гипоксантина и ФРПФ ИМФ. В результате снижается образование конечных продуктов обмена пуринов – мочевой кислоты.