nucleotide metabolism - كلية الطب · 2020-01-22 · page 2 nucleotide metabolism...
TRANSCRIPT
Nucleotide Metabolism
الفريق الطبي األكاديمي
لكــية الطب البرشي
البلقاء التطبيقية / املركز
6102/6166أ حياها و من
Done By :- Yousef Qandeel
Page 1
Nucleotide metabolism و من أحياها
6102/6166
Nucleotide Metabolism
و الخطوات الرئيسية فيها "بدون ما cycleمالحظة : اهم اشي تركزوا على المركبات الموجودة بأكثر من
" تنسوا باقي المركبات
Two types of pathways lead to nucleotides: the de novo pathways and
the salvage pathways.
De novo synthesis of nucleotides begins with their metabolic precursors:
amino acids, ribose 5-phosphate, CO2, and NH3.
Salvage pathways recycle the free bases and nucleosides released from
nucleic acid breakdown.
pentose phosphate pathwayبطلع من Ribose 5-phosphateللتذكٌر :
Salvage and de Novo Pathways
Salvage pathway تصنٌع .عبارة عن خطوتٌن فمطPRPP و اضافته للbase سابما الموجودة
Page 2
Nucleotide metabolism و من أحياها
6102/6166
The purine ring structure is built up one or a few atoms at a time,
attached to ribose throughout the process.
Ribose اساسً فٌها و بنبً علٌها بالً المكونات
The pyrimidine ring is synthesized as orotate, attached to ribose
phosphate, and then converted to the common pyrimidine nucleotides
required in nucleic acid synthesis.
Although the free bases are not intermediates in the de novo pathways,
they are intermediates in some of the salvage pathways.
de Novo Pathway for Purine Nucleotide Synthesis
The synthesis of the purine ring is more complex. The only major
component is glycine, which donates C-4 and C-5, as well as N-7. All of
the other atoms in the ring are incorporated individually. C-6 comes
from HCO3– (or CO2) Amide groups from glutamine provide the atoms N-
3 and N-9. The amino group donor for the inclusion of N-1 is aspartate,
which is converted into fumarate in the process, in the same way as in
the urea cycle . Finally, the carbon atoms C-2 and C-8 are derived from
formyl groups in N10- formyl-tetrahydrofolate
Page 3
Nucleotide metabolism و من أحياها
6102/6166
The Purine Ring System Is Assembled on Ribose Phosphate
PRPP = Phosphoribosyl pyrophosphate
و الناتج pyrophosphateو بنحذف Glutamine + ammoniaبنضاف الها
amine-1-phosphoribosyl-5
Glutamine phosphoribosyl amidotransferase catalyzes this reaction.
De novo purine biosynthesis, like pyrimidine biosynthesis, requires
PRPP, but for purines, PRPP provides the foundation on which the bases
are constructed step by step. The initial committed step is the
displacement of pyrophosphate by ammonia, rather than by a
preassembled base, to produce 5-phosphoribosyl-1-amine, with the
amine in the β configuration.
PRPP لل )االساس( هو الماعدةsynthesis purine ring و علٌه رح نضٌف بالً المركبات عكس
بنضاف فً مراحل متمدمة و ما بكون هو االساس او الماعدة PRPPبحٌث انه pyrimidineصنع ال
Page 4
Nucleotide metabolism و من أحياها
6102/6166
de Novo Purine Biosynthesis
IMPعن تكوٌن الدكتور حكى انه الخطوات مش مهم نحفظها و فً شوٌة مالحظات نعرفها
purine de novoو هً فٌدٌو بشرح صنع
https://www.youtube.com/watch?v=VXWyWzbigrg
-: مالحظات
1- ATP + Gly بتفاعلوا مع phosphoribosyle amine اللً نتج من ازالة(
pyrophosphate منPRPP ًبواسطة االمونٌا فinitial step ) و ٌنتج
glycineamide ribonucleotide بحٌث ٌضافC-4 & C-5 & N-7 بواسطةglycine
و فً C-8 بحٌث ٌضٌف كمان ذرة كربون tetrahydrofolate (folic acid)بتفاعل -2
IMPلتكوٌن C-8التفاعالت المادمة رح ٌضٌف ذرة كربون ثانٌة
بعد هاي الخطوة بتصٌر الحلمة مغلمة -4
5- HCO3 C-6بتضٌف ذرة كربون CO 2او -
*5 ATP molecules will be consumed
Page 5
Nucleotide metabolism و من أحياها
6102/6166
Inosinate Formation
IMP ًاول مركب ٌنتج فpurine synthesis
Generating AMP and GMP
Page 6
Nucleotide metabolism و من أحياها
6102/6166
حسب حاجة الخلٌة و AMPاو GMPممكن ٌمر بأحد اتجاهٌن اما انه ٌصنع IMPبعد ما تكّون
ATP or GTPلتكوٌن phosphorylationباالخٌر بصٌر
الى IMPبحّول Adenylosuccinate synthetaseاول اشً االنزٌم AMPفً حالة انتاج
adenosuccinaate 1و بستهلن فً هذه العملٌة GTP+aspartate بعدها االنزٌم
adenosuccinate lyase بحّوله الىAMP عن طرٌك ازالةfumarate
NADHو بنتج XMPالى IMPبحّول IMP dehydrogenaseبالبداٌة االنزٌم GMPاما انتاج
و بستهلن GMP synthetaseبواسطة االنزٌم GMP( و من ثم صناعة ATP 3)اللً بتعطٌنا
2 ATP تحوٌل(ATP AMP 2ٌعتبر مثل استهالن ATP )+ glutamine+H2O
feedbackبصٌر الزم نعمل اٌماف لصنعهم بطرٌمة AMP & GMPبعد ما ٌصنع الجسم كمٌة من
inhibition بحٌثAMP & GMP او اشكالهم االخرى بتولف عمل اول انزٌم
glutamine phosphoribosyl amidotransferase او بوّلف احد االنزٌمٌن اللً بشتغلوا على
IMP حسب حاجة الجسم )فً حال زٌادةGTP رح ٌوّلف االنزٌم اللً بصنعه عشان ما ٌنتج كمٌة اكثر
و هكذا( كما هو موّضح بالصورة GMPمن
Page 7
Nucleotide metabolism و من أحياها
6102/6166
Xanthine oxidase ٌة بتشتغل علٌه و بتعملوداالالنه انزٌم مهم
Inhbiton for synthesis of uric acid
Note that: - Degradation of purine is uric acid and not urea
*Urea comes from the degradation (catabolism) of protein in the liver then
goes to the kidney for excretion
Page 8
Nucleotide metabolism و من أحياها
6102/6166
هو الناتج االخٌر و ٌخرج uric acid و ٌكون ال ال ٌحصل فً االنسان pathwayفً هذا ال التكملة
pathwayالثدٌات االخرى ٌكمل هذه ال معظم ًاما ف urineمن الجسم مع ال
Page 9
Nucleotide metabolism و من أحياها
6102/6166
الخالٌا بترّجع ال RNAاو DNAو تحطٌم ا للخلٌةموت بعد ما ٌصٌر salvage pathwayالفً
base اللً بطلع و بتضٌفه لPRPP لتكوٌنnucleotide base بدون ما ٌروحوا مرة اخرى
urineمع ال للكلٌة و ٌطلعوا خارج الجسم
و ما بتكون جاهزة baseبنصنع ال de novoالتصنٌع اما
Page 10
Nucleotide metabolism و من أحياها
6102/6166
Salvage pathway
اشٌاء كثٌرة من المركبات اللً نتجت من موت الخلٌه و من برجع بصنع بعد موت خلٌة منه الجسم
فً انزٌم برجع بصنع الهٌموغلوبٌن عشان hemeغلوبٌن و و ٌصٌر ما تتحطم بعد هٌموغلوبٌنال ها
purine & pyrimidineو نفس االشً لل ٌصٌر فً نمص فٌهم
Salvage Pathways Economize Intracellular Energy Expenditure
salvageاما فً ATPلمجموعة من بصٌر فً استهالن de novo synthesisحالة ً ف
pathway ما فً لذلن بوّفر على الخلٌة استهالنATP
Two salvage enzymes with different specificities recover purine bases.
Adenine phosphoribosyltransferase catalyzes the formation of adenylate
Page 11
Nucleotide metabolism و من أحياها
6102/6166
whereas hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (HGPRT)
catalyzes the formation of guanylate as well as inosinate (inosine
monophosphate, IMP), a precursor of guanylate and adenylate
Pyrimidine Nucleotides Are Made from Aspartate, PRPP, and
Carbamoyl Phosphate
The common pyrimidine ribonucleotides are cytidine 5-monophosphate
(CMP; cytidylate) and uridine 5-monophosphate (UMP; uridylate), which
contain the pyrimidines cytosine and uracil. De novo pyrimidine
nucleotide Biosynthesis proceeds in a somewhat different manner from
purine nucleotide synthesis; the six-membered pyrimidine ring is made
first and then attached to ribose 5-phosphate.
In the first step of the carbamoyl phosphate synthesis pathway,
bicarbonate is phosphorylated by ATP to form carboxyphosphate and
ADP. Ammonia then reacts with carboxyphosphate to form carbamic
acid and inorganic phosphate.
Page 12
Nucleotide metabolism و من أحياها
6102/6166
Carbamoyl phosphate reacts with aspartate to form carbamoylaspartate
in a reaction catalyzed by aspartate
**Carbamoyl phosphate is also an intermediate in the Urea cycle
Transcarbamoylase . Carbamoylaspartate then cyclizes to form
dihydroorotate which is then oxidized by NAD+ to form orotate.
Orotate reacts with PRPP to form orotidylate, a pyrimidine nucleotide.
This reaction is driven by the hydrolysis of pyrophosphate. The enzyme
that catalyzes this addition, pyrimidine phosphoribosyltransferase,
Page 13
Nucleotide metabolism و من أحياها
6102/6166
-:اعادة
هو الفترة اللً بضٌف فٌها purine & pyrimidine synthesisبٌن الفرق
ribose-5-phosphate ًبحٌث فpurine synthesis ًبكون هو االساس او الماعدة الل
باالخٌر pyrimidine synthesisببنً علٌها و بضٌف بالً المركبات علٌه اما فً
ribose-5-psohphate بنضاف للحلمة اللً تكّونت
End product for purine catabolism = uric acid
Xanthine oxidase مثل بشتغل علٌه بعض االدوٌة عشان ٌعملواallopurinol
inhibition for uric acid synthesis
Rich source for purine is و االسمان الحمص + organ's meat )المعالق(
من الدكتور بما انه المحاضرة ملخبطة و مش معروف شو ندرس منها ظة مالح
ا م ,ها فهم و انتبهوا لالساسٌاتدب بدها تركٌز و ,االمور لٌست صعبة ,ة"ال تتخٌلوا انه االمور صعب pyrimidine ringو purine ringاهم اشً اٌش المكونات اللً داخلة بال حتخترعوا اشً جدٌد
فٌهم amino acidو اهم main component in purine &pyrimidine ringsانو ال
& purineو اعرفوا الفرق بٌن بنضٌف المركبات واحد واحد ٌعنً de novo synthesisبعدٌن
pyrimidine synthesis مع الend-product for purine in humans "