Cyklus purínových nukleotidov

Cyklus purínových nukleotidov je metabolická dráha, v ktorej sa tvorí amoniak a fumarát (z aspartátu) a inozínmonofosfát (IMP) za účelom regulácie koncentrácie adenínových nukleotidov a sprostredkovania uvoľnenia amoniaku z aminokyselín. Ako prvý popísal túto dráhu Lowenstein a zároveň ukázal jej dôležitosť v procesoch ako sú katabolizmus aminokyselín a regulácia toku v glykolýze a citrátovom cykle.

 Reakcie 
náhľad|300x300bod|Reakcie cyklu purínových nukleotidov. Enzýmy katalyzujúce reakcie sú AMP deamináza (1), adenylosukcinátsyntáza (2) a adenylosukcinátlyáza (3).
Cyklus je zložený z troch reakcií katalyzovaných enzýmami. V prvom kroku sa deaminuje purínový nukleotid adenozínmonofosfát (AMP) za vzniku inozínmonofosfátu (IMP), čo katalyzuje enzým AMP deamináza:

 AMP + H2O → IMP + NH4+

V druhom kroku vzniká adenylosukcinát z IMP a aminokyseliny aspartátu, čo je spojené s energeticky výhodnou hydrolýzou GTP. Túto reakciu katalyzuje enzým adenylosukcinátsyntáza:

 aspartát + IMP + GTP → adenylosukcinát + GDP + Pi

Nakoniec sa adenylosukcinát štiepi na fumarát za obnovenia AMP. Reakciu katalyzuje adenylosukcinátlyáza:

 adenylosukcinát → AMP + fumarát

Nedávna štúdia ukázala, že aktivácia HIF-1α umožňuje kardiomyocytom udržať mitochondriálny membránový potenciál počas anoxického stresu využitím fumarátu tvoreného adenylosukcinátlyázou ako alternatívneho akceptoru elektrónov namiesto kyslíku. Tento mechanizmus by mohol poskytnúť ochranu pred ischemickou srdcovou chorobou.Sridharan et al. (AJP Cell Physiology, 2008, 295:C29-C37)

 Cyklus v rámci svalov 
Tento cyklus prebieha v cytozolickej časti myocytov kostrových svalov. Táto reakcia pomáha zbaviť sa AMP produkovaného nasledujúcimi reakciami:

 ATP → ADP + Pi (využitie ATP na sťah svalu)
 2 ADP →  ATP + AMP (katalyzované adenylátkinázou)

Cyklus purínových nukleotidov prebieha pri namáhavom cvičení, postení alebo hladovaní, keď sa znižujú zásoby ATP.

 Následky cyklu 

 Syntéza fumarátu 
Fumarát je intermediát citrátového cyklu a vstupuje do mitochondrie po konverzii na malát a využití malátového člnku. V mitochondrii sa premieňa na oxalacetát, ktorý potom vstupuje do citrátového cyklu alebo sa premieňa na aspartát priamo v mitochondrii. Aspartát môže znovu vstúpiť do cyklu purínových nukleotidov.

 oxalacetát + glutamát ↔ α-ketoglutarát + aspartát (katalyzované aspartátaminotransferázou)

 Syntéza amoniaku 
Glutamát reaguje s amoniakom, vďaka čomu sa z neho stáva glutamín. Ten vstupuje do krvného riečišťa a dostáva sa do obličiek. V obličkách sa glutamín dvakrát deaminuje za vzniku glutamátu a potom α-ketoglutarátu. Tieto molekuly amoniaku neutralizujú organické kyseliny (kyselinu mliečnu a ketolátky) produkované v svaloch.

 Referencie 

 Zdroj 

Kategória:Puríny
Kategória:Nukleotidy
Kategória:Látková premena