概述核苷三磷酸的代謝
鑒于它們在細胞中的重要性,核苷三磷酸的合成和降解受到嚴格的控制。本概述著重于人類核苷三磷酸代謝,但該過程在物種間是相當保守的。三磷酸核苷不能被很好地吸收,因此所有的核苷三磷酸鹽通常是從頭合成的。ATP和GTP(嘌呤)的合成不同于CTP、TTP和UTP(嘧啶)的合成。嘌呤和嘧啶合成都使用磷酸核糖焦磷酸(PRPP)作為起始分子。
NTPS到DNTPS的轉化只能在二磷酸鹽形式進行。通常,NTP將一個磷酸鹽除去以成為NDP,然后通過核糖核苷酸還原酶的酶轉化為DNDP,然后添加磷酸鹽以提供DNTP。
1、嘌呤合成
一個稱為次黃嘌呤的氮基被直接組裝到PRPP上。這導致一個核苷酸,稱為肌苷一磷酸(IMP)。然后將IMP轉化為AMP或GMP的前體。一旦形成AMP或GMP,它們就可以被ATP磷酸化到它們的二磷酸和三磷酸形式。
嘌呤合成受腺嘌呤或鳥嘌呤核苷酸對IMP形成的變構抑制,AMP和GMP也競爭性地抑制IMPs的前體形成。
2、嘧啶合成
由PrPP合成了一個稱為乳清酸的氮基。在OrOTATE后,共價連接到PRPP。這導致了一個叫做ORATE單磷酸(OMP)的核苷酸。OMP轉化為UMP,然后由ATP磷酸化至UDP和UTP。UTP可以通過脫氨基反應轉化為CTP。TTP不是核酸合成的底物,因此它不在細胞中合成。相反,DTTP由DUDP或DCDP間接轉化為它們的脫氧核糖形式。
嘧啶合成受ODP和UTP合成的乳清酸酯的變構抑制調節。PRPP和ATP也是奧特酸合成的變構激活劑。
3、核糖核苷酸還原
Ribonucleotide reductase(RNR)是負責將NTPS轉化為DNTPS的酶。由于DNTPS被用于DNA復制,RNR的活性受到嚴格的調控。重要的是要注意RNR只能處理NDPs,因此NTPs在轉化為DNDPS之前首先被脫磷至NDPs。DNDPS然后典型地重新磷酸化。RNR有2個亞基和3個位點:催化位點、活性(A)位點和特異性(S)位點。催化位點是NDP與DNDP反應發生的部位,活性位點決定酶是否活性,特異性位點決定哪種反應發生。催化位點。
活性位點可結合ATP或DATP。當與ATP結合時,RNR是活性的。當ATP或DATP結合到S位點時,RNR將催化CDP和UDP合成DCDP和DUDP。DCDP和DUDP可以間接地生成DTTP。結合到S位點的DTTP將催化從GDP中合成DGDP,并且DGDP與S位點的結合將促進ADP合成DADP。DADP然后磷酸化,得到DATP,DATP可結合A位點并使RNR關閉。