Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Metabolismus nukleotidů Kurz 4 - 104 Eva Samcová a Vladimíra Kvasnicová.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Metabolismus nukleotidů Kurz 4 - 104 Eva Samcová a Vladimíra Kvasnicová."— Transkript prezentace:

1 Metabolismus nukleotidů Kurz Eva Samcová a Vladimíra Kvasnicová

2 Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2 PURINOVÉ BÁZE

3 Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2 ribonukleosid deoxyribonukleosid N-glykosidová vazba

4 Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2 ribonukleotid deoxyribonukleotid

5 Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2 PYRIMIDINOVÉ BÁZE

6 Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2 ribonukleosidy deoxyribonukleosid

7 Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2 Ribonukleotidy * N-glykosidová vazba * esterová vazba * anhydridové vazby

8 Rozdělení nukleotidů purinové: obsahují adenin, guanin, hypoxanhin nebo xanthin pyrimidinové: obsahují cytosin, uracil nebo thymin ribonukleotidy (obsahují ribózu) deoxyribonukleotidy (obsahují deoxyribózu)  vznikají redukcí ribonukleosid difosfátů (NADPH)

9 Vlastnosti nukleotidů silná absorpce UV záření (260 nm) puriny méně stabilní v kyselém prostředí než pyrimidiny polární koncové fosfátové skupiny  názvy: adenylát nebo kyselina adenylová,...

10 Distribuce nukleotidů v buňkách ATP nejvyšší koncentrace v buňkách Distribuce se mění podle typu buněk V buňkách převažují nukleosid-5´- trifosfáty V hypoxických buňkách převládá koncentrace nukleosid-5´- di a monofosfátů Ribonukleotidy jsou ve velkém nadbytku oproti 2´- deoxyribonukleotidům, kromě období DNA replikace Celková koncentrace nukleotidů v buňce je konstantní AMP + ADP + ATP = konst. Energetický stav buňky lze popsat ATP/(ATP+ADP+AMP) Platí i pro NADH + H + a NAD +

11 Kde mají původ nukleotidy potřebné v metabolismu A) V potravě B) Syntéza de novo C) Šetřící (salvage) reakce jsou hlavním zdrojem nukleotidů pro syntézu DNA, RNA a enzymových kofaktorů. Zdrojem ribosa-5-P je pentózový cyklus

12 Nukleové kyseliny z potravy se hydrolyzují extracelulárně Endonukleázy → oligonukleotidy Fosfodiesterázy → volné nukleosidy Nukleosid fosforylázy → ribosa-1-P a volné baze Purinové baze se oxidují na kyselinu močovou, která se po vstřebání vyloučí močí. Puriny a pyrimidiny z potravy člověk nepotřebuje, nevestavují se do metabolismu. Parenterálně podané látky se využijí v metabolismu, vestavují se do metabolismu

13 Nukleotidy v metabolismu 1) energetický metabolismus ATP - hlavní biologický přenašeč volné energie – „energetická konzerva“ (30 kJ/mol / odštěpení fosfátu)  fosfotransferasové reakce (kinasy)  svalová kontrakce, aktivní transport 2) monomerní jednotky RNA a DNA  substráty pro syntézu: nukleosidtrifosfáty

14 Obrázek převzat z gif (leden 2008) gif Cyklický adenosinmonofosfát (cAMP) 3) mediátory metabolických procesů cAMP, cGMP („druhý posel“)

15 4) součásti koenzymů  NAD +, NADP +, FAD, CoA Obrázky převzaty z a (leden 2008)http://lxyang.myweb.uga.edu/bcmb8010/pic/NAD+.gif

16 5) aktivace intermediátů  UDP-Glc, GDP-Man  CDP-cholin, ethanolamin, diacylglycerol  SAM  methylace  PAPS  sulfatace 6) allosterické efektory - regulace klíčových enzymů metabolických drah

17 Obrázek je převzat z (leden 2007)http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acid-metabolism.html 3´-fosfoadenosin-5´-fosfosulfát (PAPS) přenáší sulfát do substrátu při konjugačních reakcích (sulfatace)

18 PRDP = 5-fosforibozyl-1-difosfát Obrázek převzat z angers.fr/~jaspard/Page2/COURS/2N2NH3aaetUree/2Figures/9AAaromatiques/8PRPP.gif (leden 2008)http://ead.univ- angers.fr/~jaspard/Page2/COURS/2N2NH3aaetUree/2Figures/9AAaromatiques/8PRPP.gif ! společný substrát pro syntézu ! purinů i pyrimidinů

19 PRDP = 5-fosforibozyl-1-difosfát jeho syntéza je klíčovou reakcí pro biosyntézu nukleotidů PRDP-syntetáza je cílem zpětnovazebné inhibice nukleosid di- a trifosfáty prekurzor:* ribóza-5-fosfát (pentózový c.) * ribóza-1-fosfát (fosforolýza nukleosidů)

20 využití:  regulace syntézy nukleotidů  substrát pro syntézu nukleotidů Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2 PRPP = PRDP

21 Syntéza purinových nukleotidů de novo (nová výstavba purinového kruhu) PRDP + glutamine → 5-fosforibosylamin + glutamát + PP i (de novo) šetřící reakce (syntéza z bazí a nukleosidů)  mnohem méně energeticky náročné než de novo syntéza  PRPP + hypoxanthin (guanin) → IMP (GMP) + PP i  Enzym:hypoxanthin-guanin fosforibosyltransferasa  PRPP + adenin → AMP + PP i  Enzym: adeninfosforibosyltransferasa (APRT)

22 Syntéza purinových nukleotidů de novo (I) velká spotřeba energie (ATP) cytoplazma buněk různých tkání, hlavně játra substráty:* 5-fosforibozyl-1-difosfát (= PRDP = PRPP) * aminokyseliny (Gln, Gly, Asp) * deriváty tetrahydrofolátu, CO 2 koenzymy: * tetrahydrofolát (= kys.listová) * NAD +

23 Obrázek převzat z (leden 2008)http://www.dentistry.leeds.ac.uk/biochem/MBWeb/mb2/part1/aacarbon.htm Bakterie folát syntetizují: sulfonamidy jsou analoga PABA → antibakteriální účinek Folát je vitamin – člověk ho nedokáže syntetizovat

24 Obrázek převzat z (leden 2008)http://www.prema-eu.org/folatepathway/fig1.gif Folát v metabolismu

25 významné meziprodukty:  5´-fosforibozylamin  inozinmonofosfát (IMP) produkty: nukleosidmonofosfáty (AMP, GMP) mezipřeměna purinových nukleotidů:  přes IMP (inosinmonofosfát: báze = hypoxanthin) Syntéza purinových nukleotidů de novo (II)

26 Obrázek převzat z (leden 2007)http://web.indstate.edu/thcme/mwking/nucleotide-metabolism.html Syntéza purinových nukleotidů CYTOPLAZMACYTOPLAZMA

27 Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2 AMP GMP IMP

28 Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2

29 Obrázek převzat z (leden 2008)http://www.med.unibs.it/~marchesi/purine_synth_reg.gif Regulace syntézy purinových nukleotidů

30 Syntéza pyrimidinových nukleotidů de novo (nová výstavba pyrimidinového kruhu) šetřící reakce (syntéza z bází nebo nukleosidů)  substráty: a) * báze (kromě cytosinu) * PRDP b) * ribonukleosidy * ATP

31 Syntéza pyrimidinových nukleotidů de novo (I) kromě jedné reakce probíhá v cytoplazmě (dihydroorotát-DH je v mitochondrii) substráty:* karbamoylfosfát ( Gln,CO 2,2 ATP ) * aspartát * PRDP * derivát THF (pouze pro thymin) Karbamoylfosfát vzniká i při syntéze MOČOVINY (pouze v mitochondriích hepatocytů)

32 významné meziprodukty: * kyselina orotová (pyrimidinový skelet) * orotidinmonofosfát (OMP) * uridinmonofosfát (UMP) = výchozí látka pro syntézu dalších nukleotidů produkty:* cytidintrifosfát (z UTP) * deoxythimidinmonofosfát (z dUMP) Syntéza pyrimidinových nukleotidů de novo (II)

33 Obrázek převzat z (leden 2007)http://web.indstate.edu/thcme/mwking/nucleotide-metabolism.html Syntéza pyrimidinových nukleotidů CYTOPLAZMACYTOPLAZMA mitochondrie

34 Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2

35 Obrázek převzat z knihy Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2 Syntéza thymidinmonofosfátu

36 Obrázek převzat z (leden 2008)http://www.chm.bris.ac.uk/motm/vitaminb12/ribred.gif Syntéza 2-deoxyribonukleotidů reakci katalyzuje ribonukleotid-reduktáza NADP + NADPH+H + protein

37 Obrázek převzat z eg.gif (leden 2008) eg.gif Regulace syntézy pyrimidinových nukleotidů

38 Regulace syntézy nukleotidů regulační enzymaktivaceinhibice glutamin-PRDP- amidotransferáza (puriny)  PRDP  IMP, GMP, AMP (alosterická inhibice) karbamoylfosfát syntetáza II = cytoplazmatická (pyrimidiny)  PRDP  ATP  UTP

39 Odbourávání purinů a pyrimidinů z potravy: málo využívané k resyntéze endogenní:  enzymy * nukleázy (štěpí nukleové kyseliny) * nukleotidázy (štěpí nukleotidy) * nukleosidfosforylázy (š. nukleosidy) * deamináza (adenosin) * xanthinoxidáza (hypoxanthin, xanthin) inhibována allopurinolem (lék Milurit)

40 Obrázek převzat z n.gif (leden 2008) n.gif Odbourávání purinů kyselina močová H

41 Kyselina močová keto a enol forma soli kyseliny močové = uráty (močany) při pH krve existuje ve formě mononatrium-urátu

42 Obrázek převzat z knihy: Color Atlas of Biochemistry / J. Koolman, K.H.Röhm. Thieme ISBN Hyperurikémie = zvýšená koncentrace kyseliny močové (KM) v krvi Příčiny: Porucha vylučování KM Zvýšená tvorba KM a) nevyvážená strava b) porucha recyklace purinových bazí

43 Dědičné příčiny hyperurikémie HGPRT ribóza-5-fosfát 5-fosforibozyl-1-pyrofosfát AMPIMPGMP inozinguanozinadenozin adeninhypoxanthinguanin xanthin kyselina močová HGPRT APRT PRPP-amidotransferáza XO + –– – Leschův-Nyhanův syndrom Snímek převzat z přednášky prof. J. Racka / Kyselina močová – významný metabolit a antioxidant; Novinky v klinické biochemii, Nové Hrady

44 Odbourávání pyrimidinů

45 SOUHRN:  puriny → NH 3, kyselina močová - má antioxidační vlastnosti (částečně vylučována močí; poruchy: hyperurikémie, dna) normální hodnoty: sérum220 – 420 µmol/l (muži) 140 – 340 µmol/l (ženy) moč0,48 – 5,95 mmol/l  pyrimidiny: C, U →  -alanin, CO 2, NH 3 T →  -aminoizobutyrát, CO 2, NH 3 Obrázky převzaty z a (leden 2008)http://www.uni-koeln.de/med-fak/biochemie/biomed/versuche/v07/abb05.gif volné radikály

46 Hlavní rozdíly metabolismu purinů a pyrimidinů purinypyrimidiny tvorba N- glykosidové vazby v 1. kroku syntézy (syntéza začíná na PRDP) nejprve se syntetizuje pyrimidinový kruh lokalizace biosyntézy cytoplazmacytoplazma + 1 enzym v mitochondrii produkty odbourávání kyselina močová (špatně rozpustná v H 2 O), NH 3 CO 2, NH 3,  -AMK (dobře rozpustné v H 2 O)


Stáhnout ppt "Metabolismus nukleotidů Kurz 4 - 104 Eva Samcová a Vladimíra Kvasnicová."

Podobné prezentace


Reklamy Google