Синтез пуриновых нуклеотидов

Синтез пуриновых оснований происходит во всех клетках организма, главным образом

в печени. Исключение составляют эритроциты, полиморфноядерные лейкоциты, лимфоциты.

Условно все реакции синтеза можно разделить на 4 этапа:

1. Синтез 5'-фосфорибозиламина.

Рибозо-5-фосфат является тем якорем, на основе которого синтезируется сложный пу-

риновый цикл. Первая реакция синтеза пуринов заключается в активации углерода в первом

положении рибозо-5-фосфата, это достигается синтезом 5-фосфорибозил-1-дифосфата

(ФРДФ).

Вторая реакция – это перенос NH2-группы глутамина на активированный атом С1 рибо-

зо-5-фосфата с образованием 5-фосфорибозиламина. Указанная NH2-группа фосфорибозил-

амина уже принадлежит будущему пуриновому кольцу и ее азот будет атомом номер 9.

2. Синтез инозинмонофосфата (ИМФ). 5-фосфорибозиламин вовлекается в девять ре-

акций, и в результате образуется первый пуриновый нуклеотид – инозинмонофосфорная ки-

слота (ИМФ). В этих реакциях источниками атомов пуринового кольца являются глицин, ас-

партат, еще одна молекула глутамина, углекислый газ и производные ТГФК. В целом на син-

тез пуринового кольца затрачивается энергия 6 молекул АТФ.

3. Биосинтез мочевины – основной путь обезвреживания аммиака.

На первом этапе синтезируется карбамоилфосфат в результате конденсации ионов аммония, двуокиси углерода и фосфата (поступающего из АТФ) под действием фермента карбамоилсинтетазы. Карбамоилфосфат - это метаболически активная форма аммиака, используемая в качестве исходного продукта для синтеза ряда других азотистых соединений.

На втором этапе мочевинообразования происходит конденсация карбамоилфосфата и орнитина с образованием цитруллина; реакцию катализирует орнитинкарбамоилтрансфераза.

На следующей стадии цитруллин превращается в аргинин в результате двух последовательно протекающих реакций. Первая из них, энергозависимая, сводится к конденсации цитруллина и аспарагиновой кислоты с образованием аргининосукцината (эту реакцию катализирует аргининосукцинатсинтетаза). Аргининосукцинат распадается в следующей реакции на аргинин и фумарат при участии другого фермента - аргининосукцинатлиазы.

На последнем этапе аргинин расщепляется на мочевину и орнитин под действием аргиназы.

Эффективность работы орнитинового цикла при нормальном питании человека и умеренных физических нагрузках составляет примерно 60% его мощности. Запас мощности необходим для избежания гипераммониемии при изменении количества белка в пище. Увеличение скорости синтеза мочевины происходит при длительной физической работе или длительном голодании, которое сопровождается распадом тканевых белков. Некоторые патологические состояния, характеризующиеся интенсивным распадом белков тканей (сахарный диабет и др.) также сопровождаются активацией орнитинового цикла.

Нормальный ход метаболического превращения аммиака в мочевину имеет большое значение для организма. При серьезных нарушениях функции печени - например, при обширном циррозе или тяжелом гепатите - аммиак, являясь токсичным веществом, накапливается в крови, вызывая тяжелые клинические симптомы. Известны врожденные метаболические нарушения, связанные с недостатком одного из ферментов, участвующих в синтезе мочевины. Все нарушения синтеза мочевины вызывают аммиачное отравление.

Задача. Если с пищей человек получил 1,5 г холестерина, то синтез этого соединения в организме снижается за счет снижения активности и уменьшения количества ферментов, принимающих участие в синтезе холестерина. Описать последовательность событий, приводящих к снижению синтеза холестерина.

Статины снижают концентрацию холестерина в плазме из-за угнетения ГМГ-КоА-редуктазы, уменьшения синтеза холестерина в печени