嘌呤核苷酸循环在哪里进行嘌呤核苷酸循环 _嘌呤

嘌呤核苷酸循环(嘌呤核苷酸循环发生在哪里)
合成核苷酸有两种 :从头合成和补救。碱基的从头合成是在含有磷酸核糖的条件下进行的，直接合成NMP，而不是先合成碱基再生成核苷和核苷酸。因此，核酸分解代谢产生的核苷和碱基不能直接加入到从头合成途径中，而需要特殊的酶来催化NMP才能被利用，所以称之为补救途径。
嘌呤的从头合成始于IMP的合成，IMP可转化为AMP和GMP 。IMP的合成从PRPP(磷酸核糖焦磷酸)开始，经过10步，带有咪唑环和次黄嘌呤。PRPP是由磷酸核糖焦磷酸激酶(又称PRPP合成酶)催化5-磷酸核糖和ATP生成的，相当于磷酸核糖的活化形式。
PRPP的合成引自《医学生物化学》杂志
之一步，用谷氨酰胺的氨基取代焦磷酸，在磷酸核糖上构建咪唑环。然后甘氨酸、甲基、氨基依次连接，环化生成5-氨基咪唑核苷酸(AIR) 。然后羧基化得到天冬氨酸的氨基，甲酰化，脱水，闭环生成IMP 。
第二阶段有中间产物AICAR，也是组氨酸合成过程中释放的产物，可以加入嘌呤合成途径。事实上，PRPP也是一种多用途分子，将用于合成组氨酸和色氨酸。
IMP合成途径。引自《医学生物化学》杂志
IMP可以通过得到氨基生成AMP，但是这个氨基来自天冬氨酸，所以需要生成腺苷酸琥珀酸，然后裂解释放出富马酸(富马酸) 。之一个反应由腺苷酸琥珀酸合成酶(ADS)催化，GTP提供能量。第二个反应由腺苷酸琥珀酸裂解酶(ADSL)催化。
以及ampgmp的合成。引自《医学生物化学》杂志
AMP的合成反应也是腺苷酸循环的一部分，也称为嘌呤核苷酸循环。这一循环不仅用于天冬氨酸的脱氨基，对骨骼肌也有特殊意义。骨骼肌活动加强时，需要增加三羧酸循环，但往往缺乏回补反应。此时腺苷酸循环产生的富马酸可以补充草酰乙酸的不足。
嘌呤循环。引自《医学生物化学》杂志
IMP可被次黄嘌呤核苷酸脱氢酶(IMPDH)氧化生成黄嘌呤，然后被鸟苷酸合成酶(GMPS)催化，接受谷氨酰胺的氨基，生成GMP 。
和AMPGMP的合成是相互影响的。ADS需要GTP，GMPS需要ATP 。这就造成了一个NTP的积累消耗自身来加速另一个的合成，最终使得两个途径的浓缩。这也是细胞调节核苷酸平衡的手段之一。
嘌呤的修复途径主要涉及三种酶，腺苷激酶(ADK)、腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT)和次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT) 。三种酶都催化NMP，但ADK的底物是腺苷，消耗ATP 。后两种酶的底物是相应的嘌呤，它消耗PRPP 。在一些文献中，只有后两种酶被归类为补救途径。
嘌呤代谢的治疗。引自《医学生物化学》杂志
补救措施听起来可能不重要，但却非常重要。一方面降低了从头合成和饮食需求的压力，另一方面也降低了嘌呤核苷酸降解和排泄的压力。所以缺少三种酶会导致严重的问题。
HGPRT先天缺陷导致莱希-尼汉综合征。这是X连锁隐性遗传。由于异常的补救途径，从头合成加快，所以尿酸水平上升，导致严重的痛风。不仅如此，HGPRT在大脑中的活性很高，而且严重依赖于药物。异常的补救方式会导致神经系统功能障碍，严重时甚至会出现自残。别嘌呤醇只能降低尿酸浓度，不能缓解神经系统异常，不能防止自残。所以，唯一常见的就是拔牙。
ADK也发挥了重要作用。在大脑中，腺苷可以调节神经元兴奋和神经递质释放。腺苷受体属于GPCR，参与睡眠、运动、焦虑、认知和记忆过程。腺苷失活的主要方式是ADK被星形胶质细胞吸收后催化生成AMP 。所以ADK与大脑功能密切相关。
腺苷激酶和神经系统中的腺苷代谢。引自《开放药物发现杂志》2010年1月1日；2(3): 108–118.
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