Biochemie des Stoffwechsels - StV Biologie Salzburg

Zusammenfassung: Biochemie des Stoffwechsels August 2012
1. de-novo Synthese
Unterschied zwischen Purinen und Pyrimidinen
Purine werden so erzeugt, dass bis auf Glycin lauter Einzelatome an Ribose angehängt werden.
Pyrimidine wiederum werden als Orotat synthetisiert, an Ribose gebunden und dann
umgewandelt. In der Synthese wird Asparaginsäure verwendet.
� Gemeinsam haben sie die Vorstufe PRPP (Phospho-Ribosyl-Pyrophosphat)
� NH2-Donoren sind Glutamin und Aspartat
� bei Synthese sind große Enzymkomplexe beteiligt
� Menge an freien Nucleotiden ist gering, daher muss Synthese ständig laufen
Purin-Synthese für AMP/GMP
Ausgangsstoff für die Endprodukte ist Inosinat. Dieses wird über mehrere Reaktionsschritte
erzeugt, wobei Enzymkomplexe mehrere nicht aufeinander-folgende Reaktionen katalysieren.
Endprodukt ist ein Inosinat. Abhängig davon, ob AMP oder GMP syntetisiert werden soll,
werden unterschiedliche Richtungen eingeschlagen.
AMP-Weg: Asparaginsäure wird als Aminogruppendonor verwendet. GTP versorgt die
Transaminierungsreaktion mit Energie. Es entsteht Adenylsuccinat. Die Seitenkette wird in Form
von Fumarat abgespalten und der Stickstoff bleibt am Ring.
GMP-Weg: eine OH-Gruppe wird an den Ring angefügt und anschließend oxidiert (Elektronen
stammen von NAD + ). Unter ATP-Verbrauch wird dann der Sauerstoff durch Glutamin
substituiert.
Pyrmidin-Synthese
Ausgangsstoff ist Carbamoyl-Phosphat, welches mit Aspartat verbunden wird. Unter
Wasserabspaltung kommt es zum Ringschluss. Ein Enzym oxidiert das Intermediat zu Orotat.
Anschließend wird unter Energieverbrauch der Zucker angehängt. Nach Abspaltung eines
Kohlendioxids haben wir nun UMP. Dieses kann nun zu UTP phosphoryliert werden und durch
Oxidation zu CTP umgebaut werden. Endprodukt CTP ist ein allosterischer Inhibitor für die
Enzyme die anfänglich arbeiten.
Reduktion von Ribonucleotiden zu Desoxyribonucleotide (irreversibel!)
Reduktion erfolgt am C2 der D-Ribose. Die Substrate sind Ribonucleosiddiphosphate.
Zwischenprodukte sind radikal. Enzym: Ribonucleotid-Reduktase.
Thymidylat-Synthese 1
CDP wird durch die Reduktase zu dCDP und durch eine Kinase zu dCTP. Eine Desaminase
wandelt es zu dUTP um. Die Phosphase werden entfernt. Eine Thymidylat-Synthase macht aus
dem dUMP ein dTMP. Bei UDP als Edukt werden die selben Schritte, mit Ausnahme der
Desaminse-Reaktion durchgeführt. Die Methyl-Gruppe des Thymins kommt von Methylen-
Tetrahydrofolat, welches zu 7,8-Dihydrofolat wird (Regeneration durch Dihydrofolat-Reduktase).
Universität Salzburg 22 / 37