피리미딘 대사

Pyrimidine metabolism

피리미딘 생합성은 신체와 유기 합성을 [1]통해 모두 일어난다.

피리미딘의 데노보 생합성

순서 효소 상품들
1 카르바모일인산합성효소II[2] 인산카르바모일 이것은 동물에서 피리미딘 생합성의 조절된 단계이다.
2 아스파르트전달효소(아스파르트산카르바모일전달효소)[2] 카르바모일아스파르트산 인산기는 아스파르트산염으로 대체된다.이것은 박테리아에서 피리미딘 생합성의 조절된 단계이다.
3 디히드로오로타아제[2] 디히드로오로틴산염 링 형성과 탈수.
4 디히드로오로산탈수소효소[3](유일한 미토콘드리아 효소) 회전하다 그리고 나서 디히드로오로테이트는 미토콘드리아로 들어가 수소의 제거를 통해 산화된다.이것은 뉴클레오티드 고리 생합성의 유일한 미토콘드리아 단계이다.
5 오로틴산포스포리보실전달효소[4] OMP PRPP는 Ribose 그룹을 기부합니다.
6 OMP탈탄산화효소[4] UMP 탈탄산화
우리딘글리시딘인산화효소2[5] UDP 인산화.ATP가 사용됩니다.
뉴클레오시드2인산인산화효소 UTP 인산화.ATP가 사용됩니다.
CTP합성효소 CTP 글루타민과 ATP가 사용된다.

피리미딘의 De Novo 생합성은 CAD, DHDH 및 UMPS의 3가지 유전자 생성물에 의해 촉매된다.이 과정의 처음 세 가지 효소는 모두 카르바모일 인산합성효소 II, 아스파르트산 카르바모일전달효소 및 디히드로오로타아제로 구성된 CAD의 동일한 유전자에 의해 코드화된다.CAD 및 UMPS와 달리 디히드로오로산탈수소효소(DHODH)는 단기능성 효소이며 미토콘드리아에 국재되어 있다.UMPS는 오로틴산 포스포리보실전달효소(OPRT)와 오로티딘 일인산탈카르복실화효소(OMPDC)로 구성된 2관능성 효소이다.CAD와 UMPS는 둘 다 세포 내 [6]미토콘드리아 주위에 국소화되어 있다.균류에는 비슷한 단백질이 존재하지만 디히드로오로타아제 기능이 결여되어 있다: 다른 단백질이 두 번째 단계를 촉매한다.

다른 유기체들(박테리아, 고세균, 그리고 다른 진핵생물들)에서, 처음 세 단계는 세 가지 다른 [7]효소에 의해 이루어진다.

피리미딘 이화 작용

피리미딘은 궁극적으로 CO, HO2 및 요소로 분해된다2.시토신은 유라실로 분해될 수 있으며, 유라실은 N-카르바모일-β-알라닌으로 분해될 수 있으며, 베타-우레이도프로피오나제에 의해 베타-알라닌, CO2, 암모니아로 분해될 수 있다.티민은 β-aminoisobutyrate로 분해되며, 이는 다시 중간체로 분해되어 결국 구연산 회로로 이어질 수 있다.

β-aminoisobutyrate는 DNA [8]교체율에 대한 대략적인 지표 역할을 한다.

피리미딘뉴클레오티드생합성조절

음의 피드백 억제를 통해 최종 생성물인 UTP와 UDP는 동물에서 효소 CAD가 반응을 촉매화하는 것을 방지한다.반대로, PRPP와 ATP는 효소의 [9]활성을 증가시키는 양의 효과인자로 작용한다.

약물 요법

피리미딘 대사를 약리학적으로 조절하는 것은 치료적 용도를 가지며 암 [10]치료에서 실행될 수 있다.

피리미딘 합성 억제제는 다발성 경화증뿐만 아니라 활성 중간에서 중증 류마티스 관절염 및 건선성 관절염에 사용된다.예를 들어 Leflunomide와 Teriflunomide가 있습니다.

피리미딘뉴클레오티드의 생물전합성

생명체가 어떻게 생겨났는지를 이해하기 위해서는 그럴듯한 사전 생물 조건 하에서 생명체의 핵심 구성 요소를 형성할 수 있는 화학적 경로에 대한 지식이 필요하다.RNA 세계 가설은 원시 수프에는 프리플로팅 피리미딘과 퓨린 리보뉴클레오티드가 존재했다고 주장하는데, 이는 RNA를 형성하기 위해 직렬로 결합하는 기본 분자들이다. RNA와 같은 복잡한 분자는 반응성이 물리 화학 작용에 의해 지배되는 비교적 작은 분자에서 생겨났을 것이다.RNA는 피리미딘과 퓨린 뉴클레오티드로 구성되며, 둘 다 신뢰할 수 있는 정보 전달에 필요하며, 따라서 자연 선택과 다윈의 진화에 필요하다.Becker 등은 피리미딘 뉴클레오시드가 작은 분자와 리보오스로부터 어떻게 습식 [11]건조 사이클에 의해서만 합성될 수 있는지를 보여주었다.

레퍼런스

  1. ^ Alqahtani, Saad Saeed; Koltai, Tomas; Ibrahim, Muntaser E.; Bashir, Adil H. H.; Alhoufie, Sari T. S.; Ahmed, Samrein B. M.; Molfetta, Daria Di; Carvalho, Tiago M. A.; Cardone, Rosa Angela; Reshkin, Stephan Joel; Hifny, Abdelhameed; Ahmed, Mohamed E.; Alfarouk, Khalid Omer (6 July 2022). "Role of pH in Regulating Cancer Pyrimidine Synthesis". Journal of Xenobiotics. 12 (3): 158–180. doi:10.3390/jox12030014.
  2. ^ a b c "Entrez Gene: CAD carbamoyl-phosphate synthetase 2, aspartate transcarbamylase, and dihydroorotase".
  3. ^ "Entrez Gene: DHODH dihydroorotate dehydrogenase".
  4. ^ a b "Entrez Gene: UMPS uridine monophosphate synthetase".
  5. ^ "Entrez Gene: UCK2 uridine-cytidine kinase 2".
  6. ^ Chitrakar I, Kim-Holzapfel DM, Zhou W, French JB (March 2017). "Higher order structures in purine and pyrimidine metabolism". Journal of Structural Biology. 197 (3): 354–364. doi:10.1016/j.jsb.2017.01.003. PMID 28115257.
  7. ^ Garavito MF, Narváez-Ortiz HY, Zimmermann BH (May 2015). "Pyrimidine Metabolism: Dynamic and Versatile Pathways in Pathogens and Cellular Development". Journal of Genetics and Genomics = Yi Chuan Xue Bao. 42 (5): 195–205. doi:10.1016/j.jgg.2015.04.004. PMID 26059768.
  8. ^ Nielsen HR, Sjolin KE, Nyholm K, Baliga BS, Wong R, Borek E (June 1974). "Beta-aminoisobutyric acid, a new probe for the metabolism of DNA and RNA in normal and tumorous tissue". Cancer Research. 34 (6): 1381–4. PMID 4363656.
  9. ^ Jones ME (June 1980). "Pyrimidine nucleotide biosynthesis in animals: genes, enzymes, and regulation of UMP biosynthesis". Annual Review of Biochemistry. 49 (1): 253–79. doi:10.1146/annurev.bi.49.070180.001345. PMID 6105839.
  10. ^ Alqahtani, Saad Saeed; Koltai, Tomas; Ibrahim, Muntaser E.; Bashir, Adil H. H.; Alhoufie, Sari T. S.; Ahmed, Samrein B. M.; Molfetta, Daria Di; Carvalho, Tiago M. A.; Cardone, Rosa Angela; Reshkin, Stephan Joel; Hifny, Abdelhameed; Ahmed, Mohamed E.; Alfarouk, Khalid Omer (6 July 2022). "Role of pH in Regulating Cancer Pyrimidine Synthesis". Journal of Xenobiotics. 12 (3): 158–180. doi:10.3390/jox12030014.
  11. ^ Becker S, Feldmann J, Wiedemann S, Okamura H, Schneider C, Iwan K, Crisp A, Rossa M, Amatov T, Carel T.피리미딘과 퓨린 RNA 리보뉴클레오티드의 생화학적으로 타당한 통합 전 합성.과학.2019년 10월 4일;366(6461):76-82.doi:10.1126/science.aax2747.PMID 31604305

외부 링크