Jabarkan Sintesis nukleotida purina dari Nukleotida

Atom yang digunakan untuk membangun nukleotida purina berasal dari berbagai sumber:

Sintesis de novo untuk nukleotida purina dijalankan dengan prekursors yang dimasukkan ke dalam cincin purina melalui jalur 10 langkah ke senyawa perantara IMP, nukleotida dari basa hipoksantin. AMP dan GMP selanjutnya disintesis dari senyawa prenantara ini melalui jalur terpisah dua langkah. Karena itu, gugus purin pada awalnya terbentuk sebagai bagian dari ribonukleotida, dan bukan sebagai basa bebas.

Enam enzim terlibat dalam reaksi sintesis IMP. Di antara enzim itu, tiga enzim mempunyai peran multifungsi:

GART (reaksi 2, 3 dan 5)

PAICS (reaksi 6 dan 7)

ATIC (reaksi 9 dan 10)

Jalur reaksi termulai dengan pembentukan PRPP. PRPS1 adalah enzim yang mengaktifkan R5P, yang dibentuk oleh jalur pentosa fosfat, menjadi PRPP yang dibuat reaksi dengan ATP. Reaksi ini tidak biasa karena gugus pirofosforil ditransfer langsung dari ATP ke C1 dari R5P, dan senyawa yang terbentuk mempunyai konfigurasi α di C1. Reaksi ini juga berbagi dengan jalur sintesis asam amino Trp, His dan nukleotida pirimidina. Reaksi ini sangat diatur karena reaksi ini berada di dalam metabolisme utama dan memakai banyak energi.

Dalam reaksi pertama yang unik hanya untuk sintesis nukleotida purina, PPAT mengkatalisis perpindahan gugus pirofosfat (PPi) dari PRPP melalui gugus nitrogen amida disumbangkan oleh glutamina (N), glisina (N dan C), asam aspartat (N), asam folat (C1) atau karbon dioksida. Ini adalah langkah berkomitmen dalam sintesis purina. Reaksi ini terjadi dengan inversi konfigurasi di ribosa C1, yang kemudian membentuk β-5-fosforibosilamine (5-PRA) dan meneguhkan bentuk anomerik nukleotida mendatang.

Selanjutnya, glisina dimasukkan dengan energi dari hidrolisis ATP dan gugus karboksil membuat ikatan amina dengan NH2 dari sebelumnya. Satu-karbon unit dari koenzim asam folat N10-formyl-THF kemudia ditambahkan ke gugus amina dari glisina yang disubtitusi, diikuti dengan penutupan cinicin imidazole. Kemudian, gugus NH2 kedua ditransfer dari glutamina ke karbon pertama dari gugus glisina. Karboksilasi satu-karbon unit kedua dari gugus glisina ditambahkan secara bersama. Gugus karbon baru ini kemudian dimodifikasi dengan menambahkan gugus NH2 ketiga, kali ini ditransfer dari residu aspartat. Akhirnya, satu-karbon unit kedua dari formil THF ditambahkan ke gugu nitrogen dan cincin itu ditutupkan secara kovalen untuk membentuk gugus prekursor purina umum inosin monofosfat (IMP).

Inosin monofosfat dikonversi ke adenosin monofosfat melalui dua langkah. Pertama, hidrolisis GTP menyediakan energi untuk menambahkan aspartat ke IMP oleh enzim adenilosuccinate sintase, menggantikan oksigen karbonil dengan nitrogen dan membentuk senyawa perantara adenilosuccinate. Kemudia, fumarat dibelah untuk membentuk adenosin monofosfat. Langkah ini dikatalisis oleh enzim adenilosuccinate liase.

Inosin monofosfate dikonversi ke guanosin monofosfate melalui reaksi oksidasi IMP membentuk xantilat, diikuti dengan penyisipan gugus amina di C2. NAD+ adalah akseptor elektron di reaksi oksidasi ini. Transfer gugus amida didorong oleh energi dari hidrolisis ATP.