嘌呤(purine)與嘌呤代謝(purine metabolism)

編號
來源
1N
Aspartate amine
2號、8C
H4 -Folate
3號、9N
Glutamine amide
4號和5C7N
Glycine
6C
HCO3- (CO2)

資料來源:艾因夏姆斯大學

資料來源:studyblue
一、嘌呤合成(purine synthesis)
由結構來看,若能阻止H4-Folate生成,就可抑制Purine生成。此原理可應用於癌症治療,其中常用的藥物有azaserinediazanorleucine6-mercaptopurinemycophenolic acid

H4-Folate
資料來源:answers
1.嘌呤核苷酸合成de novo pathways
α-D-Ribose 5-phosphate經由PRPP synthetase轉換為PRPP後,再經由一連串的反應,最後形成inosine monophosphate(IMP)。之後有兩條路徑可走
A. 利用IMP dehydrogenase形成XMP(氧化),再利用Glutamine提供的NH2形成GMP(胺化)
B. 加入asparate利用adenylsuccinate synthetase形成adenylsuccinate,之後脫去fumarate,形成AMP。(胺化)
C.而在哺乳動物細胞內也有一些酵素會進行嘌呤核苷酸的內轉換(interconversion),先藉由轉換成IMP,再間接轉換成其他嘌呤核苷酸(而非直接互換),即:
a. AMP→IMP:藉由AMP deaminase作用
b. GMP→IMP:藉由GMP reductase作用
cGTP濃度高會促進GMP reductase將GMP→IMP,減少生成GTP;同樣地,ATP濃度高會促進AMP deaminase將AMP→IMP,減少生成ATP
如此以確保這些嘌呤核苷酸在細胞中濃度的恆定

資料來源:biomedcentral
2.嘌呤核苷酸de novo pathways的調控(regulation)
A. PRPP(5-Phostphoribosyl 1-pyrophospate)會促進PRPP Glutamyl Amidotransferase的活性,加速合成5-Phosphoribosylamine
B. 產物IMP、GMP和AMP過多時,會抑制PRPP Glutamyl Amidotransferase的活性(產物負回饋抑制作用)
C. GMP濃度很高時,會抑制IMP形成XMP;AMP濃度很高時,一樣也會抑制IMP形成Adenylosuccinate(產物負回饋抑制作用)
D. 整個調控合成過程中,只有PRPP具有促進的作用


活化PRPP Glutamyl amidotransferase
PRPP
抑制PRPP Glutamyl amidotransferase
IMPGMPAMP
E. PRPP amidotransferase的異位調控(allosteric)
a. 由於Glutamine會促進PRPP Glutamyl amidotransferase往合成的正向走,因此Glutamine的濃度越高,PRPP Glutamyl amidotransferase 的活性則越高
b. 當只有PRPP存在時,PRPP Glutamyl amidotransferase 的活性最大;若有AMP、IMP、GMP其中一個存在,活性會下降;又當AMP和IMP或AMP和GMP同時存在時,則活性降更低
3.嘌呤的Salvage pathway (purine salvage pathway)
A. 嘌呤的Salvage pathway合成是藉由phosphoribosyl transferases,即以下會介紹的兩種酶:APRT、HGPRT。
B. APRT(Adenine phosphoribosyl transferase)將已做出的腺嘌呤和PRPP相連接成為核糖核苷酸(ribonucleotide)

資料來源:4shared
C. 另外HGPRT(Hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferases)會將次黃嘌呤(Hypoxanthine)、鳥糞嘌呤(guanine)和PRPP相結合,分別轉換成IMP或GMP。而Hypoxanthine和guanine是來自於內生性或外生性的嘌呤核苷酸的降解
資料來源:密西根大學
2.嘌呤核苷酸Salvage pathway的調控 (regulation)
A. Salvage pathways的調控主要都是靠產物的負回饋
B. IMP和GMP會對HGPRT產生產物負回饋
C. AMP也會對APRT產生產物負回饋。
D. 由於IMP的合成消耗glycine、glutamine、四氫葉酸的衍生物(tetrahydrofolate derivatives)、aspartate以及ATP,控制這些物質也可達到調控salvage pathway的作用

參見:核苷酸合成(Nucleotide synthesis)
二、嘌呤分解(purine catabolism)
核苷酸(nucleotide)
核苷(Nucleoside)
Xanthine(氧化)
尿酸
AMP
Adenosine-->inosine
Hypoxanthine
xanthine
Uric acid
GMP
guanosine
guanine

資料來源:生物化學網頁

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