Przemiana

nukleotydów

purynowych

lokalizacja procesów,

degradacja puryn w wątrobie,

synteza nukleotydów

purynowych,

odzysk puryn

SYNTEZA

NUKLEOTYD

ÓW

PURYNOWY

CH

Synte

za de

novo

Szlaki

rezerwo

we

Fosforybozyla

cja puryn

Fosforylacj

a

nukleozydó

w

purynowyc

h

Synteza de novo

• W przeciwieństwie do syntezy

nukleotydów pirydynowych
elementy puryn przyłączane są
stopniowo do pierścienia rybozy

• Głównie w wątrobie

Ogólny schemat

Reakcja po reakcji

SYNTEZA PRPP Z RYBOZO-5-FOSFORANU

• rybozo-5-fosforan pochodzi z cyklu

pentozofosforanowego

• PRPP bierze udział także w syntezie tryptofanu

WYMIANA PIFOSFORANU NA GRUPĘ AMINOWĄ –
POWSTANIE 5-FOSFORYBOZYLO-1-AMINY

• hamowana przez

diazanorleucynę

•

cysteina na N-końcu enzymu – ułatwia hydrolizę Gln

•

Enzym przyjmuje aktywną konfigurację po

przyłączeniu i PRPP i Gln – ochrona przed
zmarnowaniem subtratów

Mg

2+

W niektórych reakcjach występuje podobny mechanizm

PRZYŁĄCZENIE GLICYNY DO GRUPY AMINOWEJ
FOSFORYBOZYLOAMINY Z POWSTANIEM RYBONUKLEOTYDU
GLICYNOAMIDU

• grupa karboksylowa glicyny aktywowana przez fosforylację

Mg

2+

PRZYŁĄCZENIE MRÓWCZANU – POWSTAJE RYBONUKLEOTYD
FORMYLOGLICYNOAMIDU

• donorem jest N

10

– formylotetrahydrofolian

• mrówczan aktywowany do formylofosforanu

FORMYLOTRANFERAZA

PODSTAWIENIE TLENU KARBONYLOWEGO GRUPĄ NH 
RYBONUKLEOTYD FORMYLOGLICYNOAMIDYNY

• hamowane przez

azaserynę

VI SYNTETAZA

Mg

2+

CYKLIZACJA – POWSTAJE RYBONUKLEOTYD 5-
AMINOIMIDAZOLU

• pomimo, że reakcja jest preferowana termodynamicznie to

jedno ATP jest użyte, żeby zablokować odwracalność tej reakcji

VII SYNTETAZA

PRZYŁĄCZENIE JONU WODOROWĘGLANOWEGO – POWSTAJE
RYBONUKLEOTYDU 5-AMINOIMIDAZOLO-4-
KARBOKSYLOWEGO

• jon wodorowęglanowy aktywowany przez fosforylację

Mg

2+

VII KARBOKSYLAZA

PRZYŁĄCZENIE RESZTY ASN DO GRUPY KARBOKSYLOWEJ IMIDAZOLU 
RYBONUKLEOTYD 5-AMINOIMIDAZOLO-4-N-
BURSZTYNYLOKARBOKSYAMIDU

• grupa karboksylowa jest najpierw fosforylowana a powstała grupa

fosforanowa jest zamieniana na grupę aminową asparaginianu

FUMARAN

8

ELIMINACJA FUMARANU Z PRZYŁĄCZONEJ RESZTY ASN  RYBONUKLEOTYD
5-AMINOIMIDAZOLO-4-KARBOKSYAMIDU

IXSYNTETAZA

LIAZA

ADENYLOBURS

ZTYNIANOWA

PRZYŁACZENIE GRUPY FORMYLOWEJ RYBONUKLEOTYD
5-FORMAMIDOIMIDAZOLO-4-KARBOKSYAMIDU

• donor – N

10

- formylotetrahydrofolian

CYKLIZACJA POŁACZONA Z UTRATĄ CZĄSTECZKI WODY –
INOZYNIAN (IMP)

FORMYLOTRANFERAZA

CYKLOHYDROLAZA IMP

AMP i GMP powstają z IMP

Mg

2+

SYNTAZA

ADENYLOBURSZTYNIANOWA

LIAZA

ADENYLOBURSZTYNIANOWA

H

2

O

TRANSAMIDYNAZA

(-) 6-MERKAPTOPURYNA

DEHYDROGENAZA IMP

(-) 6-MERKAPTOPURYNA

(-)KWAS MYKOFENOLOWY

Szlaki rezerwowe (ang.
salvage reactions)

• Wymagają dużo mniej energii niż

synteza de novo

• Ilościowo najważniejsza jest

fosforybozylacja wolnej puryny:

– Puryna + PR-PP Puryna-PR + PP

i

• Drugi mechanizm reutylizacji to

fosforylacja rybonukleozydu
przez ATP:

– PuR + ATP  PuR-P + ADP

• Wątroba, jako główne miejsce

syntezy nukleotydów purynowych
dostarcza puryny i ich nukleozydy
do reakcji rezerwowych i
zużywania w tkankach, które nie
mają zdolności do ich biosyntezy:

– W mózgu małe stężenie

amidotransferazy glutamylo-PRPP

– Erytrocyty i leukocyty nie mogą

syntetyzować 5-fosforybozyloaminy

Regulacja syntezy puryn

• przez sprzężenie zwrotne

• główny czynnik regulujący – stężenie PRPP zależne od:

• dostępności rybozo-5-fosforanu

• aktywności syntazy PRPP

• GTP jest substratem wykorzystywanym do syntezy AMP, ATP do

GMP – wzajemna zależność substratowa zapewniająca
zachowanie równowagi pomiędzy syntezą nukleotydów
adeninowych a guaninowych

1

2

3

4

Katabolizm puryn

• Puryny katabolizowane są do kwasu

moczowego (moczanu)

• Kwasy nukleinowe w przewodzie

pokarmowym rozkładane są przez
rybonukleazy, deoksyrybonukleazy i
polinukleotydazy do mononukleotydów

• Mononukleotydy są hydrolizowane do

nukleozydów przez nukleotydazy i
fosfatazy

• Te ulegają wchłonięciu lub są

rozkładane przez fosforylazy jelitowe
do zasad purynowych i
pirymidynowych

Zaburzenia

przemiany

nukleotydów

Dna (skaza) moczanowa

• Defekty genetyczne syntazy PRPP

(zwiększenie aktywności)

• Nadprodukcja i nadmierne

wydalanie katabolitów puryn

• Gdy poziom moczanu w surowicy

przekroczy limit rozpuszczalności,
w tkankach miękkich i stawach
dochodzi do krystalizacji moczanu
sodureakcja zapalnadnawe
zapalenie stawów

Hiperurykemie

• ZESPÓŁ LESCHA-NYHANA

– Brak aktywności

fosforybozylotransferazy

hipoksantynowo-guaninowej

– PRPPnadmierne wytwarzanie puryn
– Hiperurykemia z często towarzyszącą

kamicą moczanową

• CHOROBA VON GIERKEGO

– Nadmierne wytwarzanie puryn i

hiperurykemia – proces wtórny

– Wzmożona generacja rybozo-5-fosforanu

(prekursora PRPP)

– Niedobór

glukozo-6-fosfatazy

Hipourykemia

• Hipourykemia i zwiększone

wydalanie hipoksantyny i
ksantyny

• Niedobór

oksydazy ksantynowej

• Defekt genetyczny lub silne

uszkodzenie wątroby

• W ciężkim zespole niedoboru

ksantynuria i kamica
ksantynowa

• DEFICYT DEAMINAZY

ADENOZYNOWEJ

– Towarzyszy mu ciężki, złożony

deficyt immunologiczny

– Limfocyty T i B nieliczne i

niefunkcjonalne

• DEFICYT FOSFORYLAZY

NUKLEOZYDU PURYNOWEGO

– Towarzyszy mu ciężki deficyt

limfocytów T z pozornie normalną
funkcją limfocytów B

Zaburzenia przemiany
pirymidyn

• Końcowe produkty metabolizmu są

dobrze rozpuszczalne w wodziemało
widocznych zaburzeń

• W hiperurykemi związanej z PRPP

nadmierne wytwarzanie n.
pirymidynowych i wydalanie β-alaniny

• OROTOACYDURIA

– Towarzyszy zespołowi Reye’a
– Zjawisko wtórne – niezdolność

uszkodzonych mitochondriów do
zużywania karbamoilofosforanu nadmiar
kwasu orotowego

• DEFICYT ENZYMÓW W CYKLU

MOCZNIKOWYM

– Niedobór wątrobowej

ornitynotranskarbamoilazy mitochondrialnej

– Niewykorzystany do końca karbamoilofosforan

pojawia się w cytoplaźmiestymulacja syntezy
n. pirymidynowych

– Po zjedzeniu produktu o wysokiej zawartości

azotu pojawia się lekka orotoacyduria

• Analog puryny – allopurinol

współzawodniczy z kwasem orotowym o
fosforybozylację fosforybozylotransferazą
orotanową powodując orotoacydurię i
orotidynurię

• 6-azaurydyna ulegając konwersji do 6-

azaurydylanu, kompetycyjnie hamuje
dekarboksylazę orotydynalanu -
wydalanie kwasu orotowego i orotydyny