プリンヌクレオチド回路とは何ですか?

プリンヌクレオチド回路とは、ヒトの骨格筋におけるアミノ酸の脱アミノ化の方法、すなわちアミノ基転移結合カップ AMV 回路の脱酸素化を指します。アミノ基の役割では、アスパラギン酸とスルファプリンヌクレオチドを生成することができます。これにより、人体内のアデニンとグアニンヌクレオチドのレベルのバランスが維持され、人体にとって非常に重要な核酸合成のニーズが確保されます。

合成経路

体内でのヌクレオチドの合成経路は2つあります。①リボースリン酸、アミノ酸、一炭素単位、CO2などの単純な物質を原料としてヌクレオチドを合成するプロセスをデノボ合成と呼び、体内の主な合成経路です。 ②体内の遊離塩基やヌクレオシドを利用して、簡単な反応過程を経てヌクレオチドを生成する過程をサルベージ経路といいます。脳や骨髄などの一部の組織では、ヌクレオチドはこの経路を通じてのみ合成されます。プリンヌクレオチドの主なサルベージ合成経路は、ホスホリボシルトランスフェラーゼの作用下でプリン塩基と 5'-PRPP (5'-ホスホリボシルピロリン酸) の作用によるプリンヌクレオチドの形成です。

合成プロセス

プリンヌクレオチドの新規合成

1948 年という早い時期に、ブキャナンらは同位体追跡技術を使用してハトにさまざまな同位体標識化合物を与え、排泄された尿酸中の標識原子の位置を測定しました。彼らは、プリン合成の前駆体がアミノ酸 (グリシン、アスパラギン酸、グルタミン)、CO2、および 1 炭素単位 (N10-ホルミル FH4、N、N10-ホルミル FH4) であることを確認しました。

その後、ブキャナン、グリーンバーグらはプリンヌクレオチドの合成過程をさらに解明した。驚くべきことに、体内でのプリンヌクレオチドの合成は、プリン塩基の合成から始まってリボースとリン酸と結合するのではなく、リボースリン酸に基づいてプリンヌクレオチドが段階的に合成されます。プリンヌクレオチドの de novo 合成は主に細胞質で起こり、2 つの段階に分けられます。まず、イノシン一リン酸 (IMP) が合成され、次に異なる経路で AMP と GMP が生成されます。以下はプリンヌクレオチドの合成プロセスを段階的に紹介したものです。

新規合成の制御

プリンヌクレオチドの新規合成の制御

デノボ合成は、生体内でのプリンヌクレオチド合成の主な経路です。しかし、このプロセスではアミノ酸と ATP が消費されます。体には合成速度を細かく調節する機能があります。ほとんどの細胞では、プリンヌクレオチドの総量を調節するだけでなく、ATP と GTP のレベルを相対的にバランスに保つために、IMP、ATP、GTP の合成が別々に調節されています。

IMP 経路の調節は主に合成の最初の 2 つのステップ、つまり PRPP と PRA の生成を触媒することにあります。リボースリン酸ピロホスホキナーゼは、ADP と GDP によってフィードバック阻害されます。ホスホリボシルアミドトランスフェラーゼは、ATP、ADP、AMP、およびGTP、GDP、GMPによってフィードバック阻害されます。 ATP、ADP、AMP は酵素の 1 つの阻害部位に結合し、GTP、GDP、GMP は他の阻害部位に結合します。したがって、IMP 生成速度は、アデニンヌクレオチドとグアニンヌクレオチドによって独立して、また協調的に制御されます。さらに、PRPP はホスホリボシルアミドトランスフェラーゼをアロステリックに活性化することができます。

2 番目のレベルの規制は、IMP から AMP および GMP への変換に影響します。 GMP フィードバックは IMP から XMP への変換を阻害し、AMP フィードバックは IMP からアデニル酸コハク酸への変換を阻害することで、過剰な AMP と GMP の形成を防ぎます。さらに、アデニンとグアニンの合成はバランスが取れています。 GTP は IMP から AMP への変換を促進し、ATP は GMP の生成を促進して、アデニンヌクレオチドとグアニンヌクレオチドのレベルを比較的バランスのとれた状態に保ち、核酸合成のニーズを満たします。