Paths to Guanine and Adenine Nucleotides

00:00 IMP, erinnern Sie sich, ist das Molekül, das die Abzweigung zu der Synthese der Adenosin- Nukleotide oder der Guanosin-Nukleotide bildet. Wir werden diese Reaktionen nachvollziehen, und diese beiden Nukleotidgruppen werden hier im Detail beschrieben. Vom IMP ausgehend, in Richtung der Herstellung der Adenosin-Nukleotide wird als erstes Molekül das Adenylosuccinat gebildet.

00:22 Adenylosuccinat wird aus IMP durch eine Transaminierungsreaktion hergestellt, und wir werden in nur einer Sekunde sehen, wie das geht. Die Quelle für dieses Amin ist Asparaginsäure. Diese Reaktion erfordert Energie und die Energie stammt aus der Hydrolyse von GTP unter Bildung von GDP. Nun erscheint diese Energiequelle etwas seltsam, wir sehen GTP statt ATP, warum ist das so? Der Grund dafür ist, dass GTP ein Guanosin-Nukleotid ist und wenn die Zelle versucht Adenosin-Nukleotide herzustellen, wird sie höchstwahrscheinlich nicht genug davon haben. Sie konnte also kein ATP verwenden um Adenosin-Nukleotide herzustellen. Sie benutzt das andere Purin, GTP, als ihre Energiequelle. Wir werden sehen, dass das Gleiche mit der GTP-Synthese hier oben passiert.

01:13 Das Enzym, das diese Reaktion katalysiert, ist die Adenylosuccinat-Synthetase, und wir werden später sehen, daß dies ein wichtiges Enzym ist, das die Menge der gebildeten Adenosinnukleotide kontrolliert. Nun, Adenylosuccinat kann in AMP umgewandelt werden, indem einfach ein Molekül Fumarat abgespalten wird. Sie werden sich vielleicht daran erinnern, wie bei der Beschreibung der Synthese des Harnstoffzyklus, dass das Aufsetzen der Asparaginsäure auf das Molekül und die anschließende Entfernung von Fumarat zu einem Nettotransfer eines Amins auf das Molekül führt. Dies ist also eine seltsame Transaminierung, wie wir sie im Harnstoffzyklus sehen, aber das Ergebnis ist, dass das Molekül ein Amin erhalten hat. Auf diese Weise stellen wir dieses AMP her. Um von AMP zu Adenosindiphosphat zu gelangen ist eine einfache Reaktion, die durch ein Enzym namens Adenylat-Kinase katalysiert wird, die Energie in Form von ATP benötigt, und die Umwandlung von ADP in ATP erfordert die Wirkung eines Enzyms bekannt als Nukleosiddiphosphokinase oder NDPK, wie man sie nennt. NDPK stellt sich als ein sehr flexibles und brauchbares Enzym dar, weil es die Phosphorylierungen oder die Addition von Phosphatresten zu allen Diphosphaten bewerkstelligt, egal ob es sich um Purine, Pyrimidine, Desoxyribonukleotide handelt, das spielt keine Rolle. Alle Diphosphate werden in einer Reaktion in Triphosphate umgewandelt, katalysiert durch NDPK. Damit ist die Synthese zu den Adenosin-Nukleotiden abgeschlossen.

02:50 Verfolgen wir nun die Synthese zur Herstellung der Guanosin-Nukleotide. Bei diesen Reaktionen sehen wir, es geht jetzt aufwärts, dass das IMP in XMP umgewandelt wird. Dies ist Xanthinmonophosphat, das ist das, wofür das X steht, und der erste Schritt dieses Prozesses ist eigentlich eine Oxydation. Wir sehen, dass NAD Elektronen gewinnt und zu NADH wird, und XMP ist auch ein resultierendes Produkt. Das katalysierende Enzym dieser Reaktion ist die IMP-Dehydrogenase, und auch sie ist ein wichtiges Enzym der Regulierung. XMP wird in GMP umgewandelt, und das erfordert Energie, und raten Sie mal, die Energie kommt von ATP.

03:31 In diesem Fall wird ATP in AMP gespalten, was bedeutet, dass viel Energie benötigt wird, um dies zu erreichen. Ein Pyrophosphat wird bei diesem Prozess abgespalten. Wir sehen auch, dass Glutamin in Glutamat umgewandelt wird und du erinnerst dich an die Vorlesungen, die ich über Transaminierung gehalte habe, dass dies die 2 Dinge sind, die an der Transaminierung von Stoffen beteiligt sind. Wir sehen also, dass die Transaminierung genau hier stattfindet. GMP wird durch die GMP-Kinase in GDP umgewandelt, und GDP wird durch was in GTP umgewandelt? NDPK.