Catabolism of Guanine Nucleotides and Adenine Nucleotides

00:00 Nun haben wir die de-novo-Synthese sowohl der Purine als auch der Pyrimidine abgeschlossen. Nun ist es an der Zeit, dass wir unsere Aufmerksamkeit auf die Zerlegung dieser Nukleotide richten und wie diese Teile auf andere Weise zur Herstellung von Nukleotiden genutzt werden können. Dazu gehört der Katabolismus, und ich möchte mit dem Abbau der Guanin-Nukleotide beginnen. Nukleotide in Nukleinsäuren liegen als Monophosphate vor.

00:23 Sie begannen als Triphosphate, aber während ihres Polymerisationsprozesses gingen 2 der Phosphate verloren, so dass die endgültige Nukleinsäure Monophosphate enthält. Wenn wir diese Nukleinsäuren aufspalten, egal ob es sich um RNA oder DNA handelt, erhalten wir Nukleosidmonophosphate, wie Sie hier sehen können.

00:40 Diese Reaktion wird durch Enzyme katalysiert, die als Nukleasen bekannt sind. Im Fall der abbauenden Enzyme der RNA-Spaltung sprechen wir von RNAsen, und die Enzyme, die die DNA abbauen, sind bekannt als DNAsen. Dabei entstehen Nukleosidmonophosphate, die im Falle von RNA als AMP, GMP, CMP und UMP vorhanden wären. Bei diesen Nukleosidmonophosphaten kann das Phosphat entfernt werden, und wenn das passiert, hat man am Ende nur Nukleoside. Und diese Reaktionen werden durch Enzyme katalysiert, die als Nukleotidasen bekannt sind. Schließlich können die Nukleoside in Basen und Zuker aufgespalten werden, aus denen sie bestehen. Der Zucker ist im Falle der RNA natürlich Ribose. Diese Reaktionen werden von Enzymen mit verschiedenen Namen katalysiert, und wir werden uns in diesem Moment nicht darum kümmern. Im Falle der RNA sehen wir hier also die RNAse, die die Reaktion katalysiert, und wir sehen eines der Nukleosidmonophosphate, in diesem Fall hier GMP, Guanosinmonophosphat, und die Entfernung des Phosphats ergibt dann das Nukleosid Guanosin, das durch die Nukleotidase katalysiert wird und dann schließlich, ganz unten, sehen wir die Produktion der Base Guanin und die Umwandlung des Ribose-1-Phosphat zu Ribosezucker. Das Enzym, das das Nukleosid in die Basen und Zucker zerlegt, ist bekannt als Purin-Nukleosid-Phosphorylase, und wie ich schon sagte, die verschiedenen Enzyme haben leicht unterschiedliche Bezeichnungen. Der Abbau der Adenin-Nukleotide ist ähnlich wie bei den GMP-Nukleotiden, aber wir sehen, dass es eine Reihe von anderen Möglichkeiten gibt, wie die Adenin-Nukleotide abgebaut werden können. Wir sehen zunächst einmal denselben Ausgangspunkt wie bei der RNA oder DNA , wo sie in Nukleosidmonophosphate aufgespalten sind. Im Fall von RNA ist das Enzym eine RNase und wir sehen die Produktion von AMP. AMP kann dann auf 2 verschiedenen Arten in ein Abbauprodukt umgewandelt werden; zum einen können wir Nukleoside herstellen, wie wir es zuvor mit dem Purin getan haben durch die Nukleotidase, um Adenosin zu erhalten, und das bedeutet einfach den Verlust des Phosphats von der linken Seite des AMP. Alternativ kann das Nukleosidmonophosphat aber auch desaminiert werden.

02:50 In diesem Fall wird der Base eine Aminogruppe entzogen. Das Enzym, das dies katalysiert, ist eine AMP-Desaminase. Das Produkt dieser Desaminierung ist ein anderes Nukleotid, das als Inosinsäure Säure oder IMP bezeichnet wird. Inosinsäure ist das IMP, das wir vorhin bei der Synthese am Verzweigungspunkt gesehen haben, und IMP kann in Inosin umgewandelt werden, indem das Phosphat durch die Nukleotidase entfernt wird. Also, wir sehen wie dies als Ausweichmanöver diente, um zum selben Punkt zu gelangen, und diese Seite wird in nur einer Sekunde zum selben Punkt gelangen. Um von Adenosin zu Inosin zu gelangen, ist wiederum eine einfache Desaminierung erforderlich und diese Desaminierung wird durch das Enzym Adenosindesaminase katalysiert.

03:35 Das Inosin kann in diesem Fall die Base vom Zucker abspalten, wie wir es bei den Guanosin-Nukleotiden gesehen haben, um Ribose-1-Phosphat und Hypoxanthin herzustellen. Nun, Hypoxanthin ist ein wichtiges Bergungsmolekül, und wir haben gesehen, wie wir dorthin kommen. Das Enzym, das diese Reaktion katalysiert, ist eine Purin-Nukleosid-Phosphorylase. Phosphorylasen sind Enzyme, die Phosphat verwenden, um die Bindungen zu spalten. Das Gleiche geschah mit den Guanin-Nukleotiden. Ich habe das nicht gesagt, aber wichtig ist, dass das Phosphat das Molekül ist, das die Spaltung vornimmt. Das ist es, was uns das Ribose-1-Phosphat liefert.