Биосинтез пиримидинов

Если пуриновое кольцо образуется в ходе превращений производных рибозо-5'-фосфата (т.е. по пути нуклеотидных интермедиатов), то синтез пиримидинового кольца, напротив, предшествует присоединению рибозо-5'-фосфата с образованием нуклеотида. Синтез пиримидинов начинается с образования карбомоилфосфата, активированного донора карбамоильной группы, из глутамина, бикарбоната и АТФ в реакции, которую катализирует фермент карбамоилфосфатсинтетаза:

Карбамоилфосфат и аспартат служат предшественниками в синтезе пиримидина, поставляя атомы C и N, как показано на следующей схеме:

Начальным этапом биосинтеза пиримидинов является карбамоилирование аспартата в необратимой реакции конденсации, катализируемой ферментом аспартаттранскарбамоилазой (рис. 4.4). Продукт этой реакции - N-карбамоиласпартат подвергается легкообратимой дегидратации с образованием дигидрооротата, который, в свою очередь, окисляется в НАД-зависимой реакции с образованием первого настоящего производного пиримидина на этом пути — оротата. Этот свободный пиримидин присоединяет затем рибозо-5'-фосфат от ФРПФ и превращается в пиримидиновый нуклеотид оротидилат, который подвергается декарбоксилированию с образованием базового пиримидиннуклеотида УМФ (уридилата).

В растительных тканях обнаружены все ферменты, необходимые для образования УМФ из карбамоилфосфата и аспартата. Образованный уридилат может далее фосфорилироваться киназами (УМФ-киназа, нуклеозиддифосфаткиназа) с образованием УТФ (рис. 4,4), который, в свою очередь, аминируется по С-6 в реакции, осуществляющейся с использованием АТФ и глутамина в качестве донора аминогруппы, продуктом этой реакции является второй пиримидиннуклеотид ЦТФ.
Регуляция синтеза пиримидиннуклеотидов. Биосинтез пиримидиннуклеотидов контролируется ретроингибированием двух ферментов, катализирующих два первых этапа биосинтетического пути, — карбамоилфосфатсинтетазы и аспартаттранскарбамоилазы (рис. 4.4). Оба фермента угнетаются множеством нуклеотидов, среди которых самым мощным ингибитором является УМФ. В отличие от аспартаттранскарбамоилазы, которую ингибируют только пиримидиновые нуклеотиды УМФ, ЦМФ, УДФ и УТФ, карбамоилфосфатсингетазу из проростков гороха угнетают не только УМФ, УДФ и УТФ, но и пуриновые аденин- и гуаниннуклеотиды.