Purinový nukleotidový cyklus - Purine nucleotide cycle - Wikipedia

The purinový nukleotidový cyklus je metabolická cesta ve kterém amoniak a fumarát jsou generovány z aspartát a inosinmonofosfát (IMP) za účelem regulace hladin adeninových nukleotidů, jakož i pro usnadnění uvolňování amoniaku z aminokyselin.[1] Tuto cestu poprvé popsal John Lowenstein, který nastínil její význam v procesech včetně katabolismu aminokyselin a regulace toku prostřednictvím glykolýza a Krebsův cyklus.[1][2][3]

Obrys

Cyklus se skládá ze tří enzymem katalyzovaný reakce. První fází je deaminace purinu nukleotid Adenosinmonofosfát (AMP) inosin monofosfát (IMP), katalyzovaný enzymem AMP deamináza:

AMP + H2O → IMP + NH4+

Druhou fází je vznik adenylosukcinát z IMP a aminokyseliny aspartát, který je spojen s energeticky příznivou hydrolýzou GTP a katalyzován enzymem adenylosukcinát syntetáza:

Aspartát + IMP + GTP → Adenylosukcinát + HDP + Pi

Nakonec je adenylosukcinát štěpen enzymem adenylosukcinát lyáza k uvolnění fumarátu a regeneraci výchozího materiálu AMP:

Adenylosukcinát → AMP + fumarát

Nedávná studie, kterou provedli Sridharan et al. (AJP Cell Physiology, 2008, 295: C29-C37) ukázal, že aktivace HIF-1α umožňuje kardiomyocytům udržovat potenciál mitochondriální membrány během anoxického stresu využitím fumarátu produkovaného adenylosukcinát lyázou jako alternativního terminálního akceptoru elektronů místo kyslíku. Tento mechanismus by měl pomoci zajistit ochranu v ischemickém srdci.

Výskyt

K tomuto cyklu dochází v kosterní sval cytoskopické oddělení myocytů. Tato reakce pomáhá zbavit se AMP produkovaného po následující reakci.

ATP → ADP + Pi (využití ATP pro Svalová kontrakce )

2 ADP → ATP + AMP (katalyzováno adenylylkináza / myokináza)

K cyklu purinových nukleotidů dochází během namáhavého cvičení, hladovění nebo hladovění, když dochází zásoby ATP.

Důsledky

1) Syntéza fumarát

Fumarát je meziproduktem cyklu TCA a vstupuje do mitochondrií přeměnou na malát a využitím malátový raketoplán kde se přeměňuje na kyselinu oxaloctovou (OAA). OAA buď vstupuje do TCA cyklus nebo se přeměňuje na aspartát v mitochondriích. Aspartát může znovu vstoupit do purinového nukleotidového cyklu.

Kyselina oxalooctová + glutamát ↔ α-ketoglutarát + aspartát (katalyzovaný aspartátaminotransferázou)

2) Syntéza amoniaku (vznik amoniaku)

The glutamát produkovaný OAA, jak je uvedeno výše, získá NH3 stát se glutaminem a vstoupit do oběhu, aby se dostal do ledvin. V ledvinách je glutamin dvakrát deaminován za vzniku glutamátu a poté α-ketoglutarátu. Tyto NH3 molekuly neutralizují organické kyseliny (kyselina mléčná a ketolátky ) produkovaný ve svalech.

Reference

  1. ^ A b Lowenstein J.M. (1972). "Produkce amoniaku ve svalech a jiných tkáních: purinový nukleotidový cyklus". Fyziologické recenze. 52 (2): 382–414. doi:10.1152 / fyzrev.1972.52.2.382. PMID  4260884.
  2. ^ Salway, J. G. (2004). Metabolismus v kostce (3. vyd.). Malden, Massachusetts: Blackwell Pub. ISBN  1-4051-0716-2. OCLC  53178315.
  3. ^ Voet, Donald (2011). Biochemie. Voet, Judith G. (4. vydání). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. ISBN  978-0-470-57095-1. OCLC  690489261.