Биосинтез пуринов (часть 1)

В клетке пурины синтезируются в форме соответствующих нуклеозидмонофосфатов. Ниже показаны источники атомов углерода и азота в пуриновом кольце:

На рисунке 4.1 показана предполагаемая последовательность реакций синтеза пуринов, опирающаяся на обнаружение ферментов, катализирующих начальные реакции этого пути, и результаты исследований с изотопной меткой и ингибиторами метаболизма.
Исходным материалом для синтеза пурина служит 5'-фосфорибозил-1-пирофосфат (ФВПФ), образуемый при пирсфосфорилировании рибозо-5'-фосфата за счет АТФ. ФРПФ подвергается затем амнннрованню, в ходе которого пирофосфатную группу замещает аминогруппа глутамина или аспарагина (в клетках растений последний служит наиболее активным донором аминогруппы). Аминогруппа образующегося при этом 5'-фосфорибозиламина взаимодействует с карбоксильной группой глицина, образуя амидную связь между глицином и аминосахаром, что приводит к появлению глицинамидрибонуклеотида. В этой реакции гидролизуется АТФ. Глицинамидрибонуклеотид формилируется затем метилентетрагидрофолатом, и продукт этой реакции, формилглицинамидрибонуклеотид, подвергается аминированию в АТФ-зависимой реакции, в ходе которой амидный азот глутамина служит источником амидиновой группы формилглицинамидинрибонуклеотида.

Образуемый в этой реакции аминирования формилглицинамидинрибонуклеотид после замыкания кольца с удалением воды превращается в 5-аминоимидазолрибонуклеотид, интермедиат, уже содержащий пятичленный имидазольный фрагмент пуринового кольца. Затем происходит синтез шестичленного фрагмента пуринового кольца в реакции карбоксилирования и следующей за ней сложной реакции введения N-1 атома пуринового кольца, в ходе которой аспарагиновая кислота используется для синтеза интермедиата 5-аминоимидазол-4-N-сукцинкарбоксамидрибонуклеотида, а затем при удалении углеродного скелета аспартата в виде фумарата образуется 5-аминоимидазол-4-карбоксамидрибонуклеотид. Начальный этап этой реакции, когда аминогруппа аспартата взаимодействует с карбоксильной группой 5-аминоимидазол-4-карбоксилирибонуклеотида, происходит с использованием АТФ. Два заключительных этапа биосинтеза пурина — это реакция формулирования с участием 10-формилтетрагидрофолата и реакция дегидратации, в результате которой замыкается кольцо с образованием исходного для синтеза других нуклеотидов рибонуклеотида инозин-5'-монофосфата. Пуриновым основанием этого рибонуклеотида является гипоксантин.