Odzyskiwanie nukleotydów
Ścieżka ratunkowa to ścieżka , w której produkt biologiczny jest wytwarzany z półproduktów w ścieżce degradacji własnej lub podobnej substancji. Termin ten często odnosi się w szczególności do odzyskiwania nukleotydów , w którym nukleotydy ( puryna i pirymidyna ) są syntetyzowane ze związków pośrednich w ich szlaku degradacji.
do odzyskiwania zasad i nukleozydów , które powstają podczas degradacji RNA i DNA . Jest to ważne w niektórych narządach, ponieważ niektóre tkanki nie mogą przejść syntezy de novo . Ocalone produkty można następnie przekształcić z powrotem w nukleotydy. Ścieżki ratunkowe są celem opracowywania leków, a jedną z nich nazywa się antyfolanami .
Szereg innych biologicznie ważnych substancji, takich jak metionina i nikotynian , ma własne ścieżki odzyskiwania części cząsteczki.
Podłoża
Szlak odzyskiwania nukleotydów wymaga odrębnych substratów:
Pirymidyny
Fosforylaza urydyny lub fosforylaza pirymidynowo-nukleozydowa zastępuje wolny fosforan fosforanu rybozy 1-fosforanu z atomem węgla , tworząc urydynę nukleozydową . Kinaza urydynowa (inaczej kinaza urydynowo-cytydynowa ) może następnie fosforylować węgiel 5' tego nukleozydu do monofosforanu urydyny (UMP). Kinaza UMP/CMP ( EC 2.7.4.14 ) może fosforylować UMP do difosforanu urydyny , który Kinaza difosforanowa nukleozydu może fosforylować do trójfosforanu urydyny .
Fosforylaza tymidynowa lub fosforylaza pirymidynowo-nukleozydowa dodaje 2-deoksy-alfa-D-rybozo-1-fosforan do tyminy , z wiązaniem tyminy na anomerycznym węglu dezoksyrybozy, tworząc dezoksynukleozyd tymidynę . Kinaza tymidynowa może następnie fosforylować węgiel 5' tego związku do monofosforanu tymidyny (TMP). Kinaza tymidylanowa może fosforylować TMP do difosforanu tymidyny , która to kinaza difosforanowa nukleozydu może fosforylować do trójfosforanu tymidyny .
Nukleozydy cytydyna i deoksycytydyna mogą być odzyskiwane wzdłuż szlaku uracylowego przez deaminazę cytydynową , która przekształca je odpowiednio w urydynę i dezoksyurydynę . Alternatywnie, kinaza urydynowo-cytydynowa może je fosforylować do monofosforanu cytydyny (CMP) lub monofosforanu dezoksycytydyny (dCMP). Kinaza UMP/CMP może fosforylować (d)CMP do difosforanu cytydyny lub difosforanu dezoksycytydyny , przy czym kinaza difosforanu nukleozydu może fosforylować do trifosforanu cytydyny lub trójfosforan dezoksycytydyny .
Puryny
Fosforybozylotransferazy dodają aktywowany rybozo-5-fosforan ( pirofosforan fosforybozylu , PRPP) do zasad, tworząc monofosforany nukleozydów. Istnieją dwa rodzaje fosforybozylotransferazy: fosforybozylotransferaza adeninowa (APRT) i fosforybozylotransferaza hipoksantynowo-guaninowa (HGPRT). HGPRT jest ważnym enzymem w metabolizmie szlaku purynowego, a jego niedobór jest związany z zespołem Lescha-Nyhana .
Pasożyt Plasmodium falciparum opiera się wyłącznie na ścieżce odzyskiwania puryn, jeśli chodzi o wymagania dotyczące nukleotydów purynowych. Zatem enzymy stanowiące szlak ratunkowy puryn u pasożyta są potencjalnymi celami do odkrywania leków. 5´nukleotydazy katalizują hydrolizę mononukleotydów purynowych do odpowiednich nukleozydów i fosforanów. Nukleozydy są wychwytywane w komórce przez transportery i kierowane przez szlak ratunkowy. Jeśli nukleozydem jest adenozyna, działa na niego deaminaza adenozynowa w celu przekształcenia go w inozynę. Na ten metabolit z kolei działa fosforylaza nukleozydów purynowych i jest przekształcany w hipoksantynę. Na hipoksantynę oddziałuje HGXPRT (fosforybozylotransferaza hipoksantynowo-guaninowo-ksantynowa) w pasożytach w celu przekształcenia odpowiedniej nukleozasady odpowiednio w jej monofosforan nukleotydu (tj. IMP, GMP lub XMP). Jeśli jest to IMP, jest on następnie przetwarzany przez syntazę adenylobursztynianu i liazę adenylobursztynianu, w dwuetapowym procesie, w celu przekształcenia go odpowiednio w sAMP i AMP. Wręcz przeciwnie, dehydrogenaza IMP i syntetaza GMP mogą również oddziaływać na IMP w celu przekształcenia go w GMP.
| zasad jądrowych | Enzym | Nukleotyd |
| hipoksantyna | fosforybozylotransferaza hipoksantynowo-guaninowa (HGPRT) | CHOCHLIK |
| guanina | fosforybozylotransferaza hipoksantynowo-guaninowa (HGPRT) | GMP |
| adenina | fosforybozylotransferaza adeninowa (APRT) | AMP |
Biosynteza kwasu foliowego
Kwas tetrahydrofoliowy i jego pochodne są wytwarzane szlakami ratunkowymi z GTP.
Inne ścieżki ratunkowe
Odzysk L-metioniny to ścieżka, która regeneruje metioninę z jej dalszych produktów. Wariant szlaku wykorzystuje metylotioadenozynę (MTA), tworząc tzw. cykl MTA wraz z reakcją syntezy. To działanie polegające na recyklingu siarki występuje u ludzi i wydaje się być powszechne wśród organizmów tlenowych.
Odzyskiwanie nikotynianu to proces regeneracji dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego z kwasu nikotynowego . Szlak ten jest ważny dla kontrolowania poziomu stresu oksydacyjnego w komórkach. Ludzki gen NAPRT koduje główny enzym w szlaku. Komórki rakowe, które mają zwiększone zapotrzebowanie na NAD, mają tendencję do zwiększania ekspresji szlaku.
Ścieżki ratunkowe istnieją również dla ceramidu , kobalaminy , składników ściany komórkowej i tetrahydrobiopteryny w różnych organizmach.