., 38, 235—292

(1973), посвященной тимидилат-синтетазе. 6 Horowitz J., Ои C.-N., Ishag М., Ofehand J., Bierbaum J., JMB, 88, 301 —

312 (1974).

б. Повторное использование оснований

Точно так же, как оротовая кислота превращается в рибонуклеотид на стадии г, рис. 14-29, с PRPP могут реагировать и другие свободные пиримидиновые и пуриновые основания, давая в качестве продуктов мо-норибонуклеотиды и PPi. Эти реакции составляют путь регенерации, при помощи которого пуриновые и пиримидиновые основания, освободившиеся при распаде нуклеиновых кислот, могут быть использованы повторно. Однако следует отметить, что тимин обычно повторно не используется. Тем не менее для биохимиков одним из важных экспериментальных приемов является введение радиоактивного тимина или тимидина в состав ДНК в живом организме. Тимидин быстро фосфорилируется в dTTP действующими последовательно киназами. Другой важной реакцией повторного использования пиримидинов является превращение цито-зина в урацил путем гидролитического дезаминирования аналогично тому, как это происходит на стадии м, рис. 14-29.

2. Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов и нуклеозидов

Нуклеоэид

(14-52)

замннированием в урацил в ходе реакции, рассмотренной в предыдущем разделе. Катаболизм урацила включает в качестве первой стадии восстановление под действием NADPH согласно уравнению (14-53). Конечным продуктом реакции является р-аланин, который путем окислительВ клетках (как и в пищеварительном канале) нуклеиновые кислоты постоянно подвергаются атаке со стороны различных нуклеаз. Например, существенным фактором в регуляции синтеза белков является разрушение— как правило, довольно быстрое — информационных РНК-Хотя ДНК сама по себе очень устойчива, нуклеазы призваны вырезать поврежденные сегменты из одиночных цепей, что является важной частью процесса репарации ДНК (гл. 15, разд. 3,2). Таким образом, наблюдается активное расщепление полинуклеотидов на мононуклеоти-ды, гидролизуемые далее фосфатазами до нуклеозидов. Нуклеозиды превращаются в свободные основания под действием нуклеозидфосфорилаз [уравнение (14-52)]. Дальнейший распад цитозина начинается его деного расщепления может превращаться в полуальдегид малоновой чшс лоты и в малонил-СоА (рис. 9-6): он может быть также использован Kai предшественник в биосинтезе пантотеновой кислоты и кофермента / (рис. 14-10), а также в биосинтезе пептидов кариоз и на1) ({3-аланилгисти дина) и его Ы2-метилпроизводного, ансерина, Высокие концентраци:

О

HN'

О ^N^ Н Н

5,6- дигидроурацил

О ^

" н2о

H2N—С—NH —СН2СН;—СОО /3- Уреадолропинат

NH/ + СОг + H2N+—СН2СН2 —СОО- (14-53)

/3- Алании

этих пептидов обнаружены в мышцах. Их функции неизвестны, но, воз можно, они имеют отношение к сильному буферному действию произ водных гистидина в интервале значений рН между 6 и 7.

Путь расщепления тимина аналогичен показанному в уравнение (14-53), но сопровождается образованием р-аминоизобутирата. Послед ний может окислительным путем превращаться в метилмалонат [уравие ние (14-54)]), который может быть использован в реакциях метилмало нильного пути (рис. 9-6).

СН3 СН3

H3N+—СН2—СН—СОО- -*? -ООС—СН—СОО- (14-54;

3. Биосинтез пуринов

Первые убедительные эксперименты, пролившие свет на процесс био синтеза пуринов, были проведены на голубях, активно образующие мочевую кислоту. Эксперименты с использованием изотопной метки по зволили расшифровать сложную схему происхождения пуринов, пока занную на вставке в левом верхнем углу рис. 14-31. Два атома углерод* поступают из глицина, один — из С02 и два — из формиата. Один ато\ азота происходит из глицина, два — из глутамина и один — из аспартата. В случае аденина группа 6-NH2 тоже происходит из аспартата.

Весь путь биосинтеза, идущего с участием ферментов, которые уда лось выделить и охарактеризовать, представлен на рис. 14-31. Первая «определяющая стадия» в синтезе пуринов — это реакция PRPP с глу тамином, приводящая к образованию фосфорибозиламина (стадия а) Здесь мы сталкиваемся еще с одним примером аминирования за счет глутамина. Пирофосфат вытесняется аммиаком, отщепляющимся от глутамина (стр. 97). Аминогруппа образующегося при этом промежуточного соединения присоединяется обычным путем к глицину (ста Дня б), и полученный продукт формилируется 5,10-метенилтетрагидро фолиевой кислотой. При образовании последней используется свободный формиат согласно схеме, приведенной на вставке рис. 14-31.

J) Не путать с иарнитином (гл. 9, разд. А.6). .

Ш Гяавй 14W

л л СР* Глицин

Аспартат Q у у- ^

I ЦГ^*—Формиат Глутамин

Рибозо-ь'-Ъ

V-рибозил

N

? Аденилосукцинат

м ^ (Румарат

AMP

(Аденозин—5'-манофосдтат)

t-рибозил

II Н

q Т-рибозил

РИС. 14-31. Биосинтез пуриновых нуклеотидов из рпбозо-5'-фосфата.

На стадии г (рис. 14-31) осуществляется второе аминирование 34* счет глутамина — возможно, путем аминолиза промежуточного енолфосУ фата. Циклизация при участии АТР и таутомеризация (стадия д) заверстают образование