Биосинтез дезоксирибонуклеотидов (часть 2)

Тимидилатсинтетаза катализирует примечательную реакцию образования ТМФ из дУМФ, в которой метилентетрагидрофолат служит не только донором одноуглеродных остатков, но и источником электронов. Это вызвано тем обстоятельством, что входящая в состав дУМФ метильная группа более восстановлена, чем метиленовая группа тетрагидрофолатного производного, в результате два электрона, необходимых для реакции восстановления, поставляются молекулой тетрагидрофолата в форме гидрид-иона (Н-), и этот водород становится компонентом метальной группы ТМФ:

В этой реакции тетрагидрофолатное производное окисляется до дигидрофолатного и, поскольку тетрагидрофолат легче осуществляет одноуглеродный перенос, чем дигидрофолат, клетке для продолжения реакции необходимо регенерировать тетрагидрофолат. Эту регенерацию обеспечивает фермент дигидрофолатредуктаза, использующий в качестве восстановителя НАДФН:

Регуляция биосинтеза дезоксирибонуклеотидов. Рибонуклеотидредуктазу регулируют несколько механизмов обратной связи, призванных обеспечить синтез предшественников ДНК, дезоксирибонуклеотидтрифосфатов, а количествах, не превышающих потребность для синтеза ДНК. В своей основе такая регуляция обеспечивается тем, что избыток одного дезоксирибонуклеотида ингибирует восстановление всех рибонуклеозиддифосфатов рибонуклеотидредуктазон. Предполагают, что у бактериального фермента есть два аллостерических центра, один из которых контролирует общую активность фермента, а другой регулирует субстратную специфичность. Если рибонуклеотидредуктаза растений регулируется подобно бактериальному ферменту, присоединение дАТФ к первому центру должно означать, что в клетке избыток дезоксирибонуклеозидтрифосфатов, и снижать таким образом общую каталитическую активность фермента. Связывание АТФ с этим центром снимает ретроингибирование. Связывание со вторым центром дАТФ или АТФ должно приводить к усиленному восстановлению пиримидиннуклеотидов ЦДФ и УДФ, а связывание ТТФ — ускорять восстановление ГДФ и угнетать дальнейшее восстановление пиримидиновых рибонуклеозиддифосфатов. Увеличение содержания дГДФ и его последующее связывание со вторым аллостерическим центром должно стимулировать восстановление АДФ. Такая сложная система регуляции призвана обеспечить образование в необходимых количествах всех четырех дезоксирибонуклеозидтрифосфатов для синтеза ДНК в клетке.