Производные нуклеозиддифосфатов
В клетке нуклеотиды участвуют не только в образовании нуклеиновых кислот, но и в обмене углеводов и липидов. Синтез полисахаридов требует последовательного присоединения углеводных мономеров к растущей полисахаридной цепи, и в качестве активированной формы мономеров сахаров в этом процессе используются углеводные производные нуклеозидцифосфатов. Процесс активации включает начальное фосфорилирование остатка»сахара, за которым следует вторая, катализируемая ферментом реакция, в которой фосфорилированный сахар реагирует с нуклеозидтрифосфатом с образованием гликопиранозильного эфира нуклеозиддифосфата:
Неорганический пирофосфат гидролизуется пирофосфатазой, таким образом, образование нуклеотидсахара связано с расщеплением двух макроэргических фосфатных связей. Теперь нуклеотидсахар может служить донором активированных гликозильных групп для реакций полимеризации. На рисунке 4.10 показаны некоторые из этих реакция, определяющих возможную судьбу наиболее распространенного нуклеозиддифосфатсахара растений, УДФ-глюкозы. Строение УДФ-глюкозы показано на следующем рисунке:
УДФ-глюкоза участвует в синтезе галактинола, донора галактозильного остатка при образовании стахиозы и вербаскозы, которые возникают при переносе дополнительных остатков a-D-галактозила на 6-окси-группу галактозной части рафинозы, причем последняя сама служит запасной формой галактозильных, глюкозильных и фруктозильных остатков. В растениях стахиоза и ее гомологи, по-видимому, выполняют роль антифризов. УДФ-глюкоза поставляет также предшественники для образования клеточкой стенки у растений и является предшественником в синтезе крахмала, запасного полисахарида, который служит быстрометаболизируемым запасом питательных веществ клетки. Самый распространенный пищевой сахар, сахароза, образуется всеми зелеными растениями и только ими с использованием УДФ-глюкозы и фруктозо-6-фосфата:
Сахароза прекрасно растворима в воде и химически инертна (если не считать гидролиза кислотами), в растениях она служит транспортной формой сахаров. Такая транспортная форма углеводов (дисахарид) имеет для растения то преимущество, что при перемещении дисахарида осмотический потенциал выше, чем при передвижении эквивалентного количества углерода в форме моносахарида. Нуклеотидная "ручка" в структуре нуклеотидсахаров может быть различной. Считают, что АДФ-глюкоза участвует в биосинтезе крахмала, катализируемом синтетазой крахмала, а ГДФ-глюкоза может выполнять роль донора глюкозы при образовании клеточной стенки.
В отличие от УТФ, ГТФ и АТФ производные ЦТФ участвуют главным образом не в углеводном обмене, а в биосинтезе липидов. Хотя их роль в растительных клетках изучена далеко не достаточно, эти функции приписываются двум показанным ниже производным цитидина.
ЦДФ-диглицерид участвует в биосинтезе фосфатидилсерина, фосфатидилэтанол амина, фосфатидилхолина, фосфатидилинозита и фосфатидилглицеролфосфата, а ЦДФ-холин служит интермедиатом при образовании фосфатидилхолина по другому метаболическому пути.
