Презентация на тему: Метаболизм нуклеотидов

Метаболизм нуклеотидов
Вопросы из билетов по теме
Структура темы
Структура нуклеотида (АТФ)
Классификация азотистых оснований
Метаболизм нуклеотидов
Синтез пуринов
Два пути синтеза нуклеотидов
Синтез de novo
Синтез de novo : источники атомов пуринового кольца
Особенности синтеза
Синтез
1-я реакция: образование фосфорибозилпирофосфата ( ФРПФ = ФРДФ )
Метаболизм нуклеотидов
Синтез АМФ и ГМФ из ИМФ
Регуляция синтеза de novo
Регуляторные ферменты
Запасной путь синтеза (путь спасения)
Метаболизм нуклеотидов
Рреакция, катализируемая АФРТ ( аденинфосфорибозилтрансфераза )
Первая реакция, катализируемая ГГФРТ ( гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансфераза ): превращение гипоксантина в ИМФ
Метаболизм нуклеотидов
Распад пуринов
Метаболизм нуклеотидов
Распад пуринов
Нарушения метаболизма пуринов
Метаболизм нуклеотидов
Синтез пиримидинов
Источники атомов пиримидинового кольца:
Метаболизм нуклеотидов
Начало синтеза пиримидинов: образование карбамоилфосфата
Метаболизм нуклеотидов
Метаболизм нуклеотидов
Полифункциональные ферменты синтеза пиримидинов
Регуляция
Регуляция синтеза пиримидинов
Нарушения: оротацидурия
Распад пиримидинов
Метаболизм нуклеотидов
Распад пиримидинов
Синтез дезоксирибонуклеотидов
Основные пути синтеза ведут к появлению только РИБОнуклеотидов (для РНК )
Фермент рибонуклеотидредуктаза:
Схема реакции, катализируемой рибонуклеотидредуктазой : НДФ ( нуклеотиддифосфат ) превращается в дНДФ ( дезоксинуклеотиддифосфат )
Синтез дТМФ
1/45
Средняя оценка: 5.0/5 (всего оценок: 3)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (2198 Кб)
1

Первый слайд презентации: Метаболизм нуклеотидов

Изображение слайда
2

Слайд 2: Вопросы из билетов по теме

Биосинтез и распад пиримидиновых нуклеотидов. Источники атомов пуринового кольца. Распад пуриновых нуклеотидов. Гиперурикемия и подагра.

Изображение слайда
3

Слайд 3: Структура темы

Классификация нуклеотидов Пуриновые нуклеотиды Синтез Распад Нарушения распада и синтеза: подагра Пиримидиновые нуклеотиды Синтез Распад Нарушения синтеза Синтез дезоксирибонуклеотидов

Изображение слайда
4

Слайд 4: Структура нуклеотида (АТФ)

Изображение слайда
5

Слайд 5: Классификация азотистых оснований

Пурины: Аденин Гуанин Пиримидины Урацил Цитозин Тимин пиримидин пурин У пуринов 2 кольца: 6-членное 5- членное У пиримидинов 1 кольцо: 6-членное Азотистые основания – гетероциклические соединения, содержащие азот, то есть у них в кольце есть атом, отличный от углерода.

Изображение слайда
6

Слайд 6

Азотистые основания Нуклеозиды (азотистое основание) + (рибоза или дезоксирибоза ) Нуклеотиды (азотистое основание) + (рибоза или дезоксирибоза ) + (фосфат) пурины Аденин Аден озин Дезоксиаден озин Аденозинмонофосфат Аденозиндифосфат Аденозинтрифосфат ДезоксиАденозинмонофосфат ДезоксиАденозиндифосфат ДезоксиАденозинтрифосфат Гуанин Гуан озин Дезоксигуан озин Гуан озин монофосфат Гуан озин дифосфат Гуан озин трифосфат ДезоксиГуан озин монофосфат ДезоксиГуан озин дифосфат ДезоксиГуан озин трифосфат пиримидины Урацил Ур идин Дезоксиур идин Ур идин монофосфат Ур идин дифосфат Ур идин трифосфат ДезоксиУр идин монофосфат ДезоксиУр идин дифосфат ДезоксиУр идин трифосфат Цитозин Цит идин Дезоксицит идин Цит идин монофосфат Цит идин дифосфат Цит идин трифосфат ДезоксиЦит идин монофосфат ДезоксиЦит идин дифосфат ДезоксиЦит идин трифосфат Тимин Тим идин Дезокситим идин Тим идин монофосфат Тим идин дифосфат Тим идин трифосфат ДезоксиТим идин монофосфат ДезоксиТим идин дифосфат ДезоксиТим идин трифосфат

Изображение слайда
7

Слайд 7: Синтез пуринов

Изображение слайда
8

Слайд 8: Два пути синтеза нуклеотидов

de novo ( с нуля ) : из простых предшественников Запасной путь ( путь спасения): из ранее синтезированных азотистых оснований

Изображение слайда
9

Слайд 9: Синтез de novo

Изображение слайда
10

Слайд 10: Синтез de novo : источники атомов пуринового кольца

Глутамин (амидный азот) Глицин ТГФК (одноуглеродный фрагмент) Аспартат (азот аминогруппы) СО2

Изображение слайда
11

Слайд 11: Особенности синтеза

Пуриновое кольцо строится постепенным добавлением новых атомов в строго определенном порядке Пуриновое кольцо строится на рибозе (т.е. рибоза присутствует в структуре всех промежуточных веществ метаболического пути) Инозинмонофосфат (ИМФ) – предшественник всех пуринов, первый пуриновый нуклеотид (хотя он не встречается в ДНК и почти не встречается в РНК, минорный нуклеотид) АМФ и ГМФ образуются из ИМФ

Изображение слайда
12

Слайд 12: Синтез

1-я реакция: образование ФРПФ ( фосфорибозилпирофосфат ) из рибозо-5-фосфата (см. пентозофосфатный путь) и АТФ. Фермент: ФРПФ-синтаза (регуляторный фремент ) Далее путем последовательного добавления атомов кольца строится ИМФ ( инозинмонофосфат ) Для образования АМФ из ИМФ нужны: ГТФ (источник энергии) аспартат(источник N ) Для образования ГМФ из ИМФ нужны: АТФ (источник энергии) Глутамин (источник N ) АМФ и ГМФ затем фосфорилируются специальными киназами (с затратой АТФ) с образованием нуклеотидтрифосфатов (АТФ и ГТФ)

Изображение слайда
13

Слайд 13: 1-я реакция: образование фосфорибозилпирофосфата ( ФРПФ = ФРДФ )

Фермент: фосфорибозилпирофосфатсинтетаза ( ФРПФсинтаза ) Это регуляторный фермент синтеза пуриновых нуклеотидов Рибозо-5-фосфат ФРПФ

Изображение слайда
14

Слайд 14

Дальнейшие стадии синтеза, до ИМФ

Изображение слайда
15

Слайд 15: Синтез АМФ и ГМФ из ИМФ

Изображение слайда
16

Слайд 16: Регуляция синтеза de novo

Основной регуляторный фермент: ФРПФ - синтетаза Другие регуляторные ферменты: глутамин-фосфорибозиламидотрансфераза, ИМФ-дегидрогеназа, аденилосукцинатсинтаза ФРПФ - синтетатза ингибируется всеми пуриновыми нуклеотидами (АТФ, АДФ, АМФ, ГТФ, ГДФ, ГМФ) Это позволяет не производить нуклеотиды в избытке – принцип отрицательной обратной связи

Изображение слайда
17

Слайд 17: Регуляторные ферменты

ФРПФ - синтетаза амидотрансфераза ИМФ-дегидрогеназа Аденилосукцинатсинтаза

Изображение слайда
18

Слайд 18: Запасной путь синтеза (путь спасения)

Изображение слайда
19

Слайд 19

Функция: использовать уже синтезированные азотистые основания и нуклеозиды Основные ферменты: ГГФРТ ( гипоксантингуанинфосфорибозилтрансфераза ) и АФРТ ( аденозинфосфорибозилтрансфераза ) Действие ферментов основано на том, что они присоединяют пуриновое азотистое основание ( аденин, гуанин или гипоксантин ) к рибозе (из ФРПФ)

Изображение слайда
20

Слайд 20: Рреакция, катализируемая АФРТ ( аденинфосфорибозилтрансфераза )

Изображение слайда
21

Слайд 21: Первая реакция, катализируемая ГГФРТ ( гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансфераза ): превращение гипоксантина в ИМФ

Изображение слайда
22

Слайд 22

Вторая реакция, катализируемая ГГФРТ ( гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансфераза ): превращение гуанина в ГМФ

Изображение слайда
23

Слайд 23: Распад пуринов

Изображение слайда
24

Слайд 24

Конечным продуктом распада является мочевая кислота (содержит пуриновое кольцо, т.е. сама является пурином) При распаде АТФ и ГТФ удаляются фосфаты и рибоза Аденин превращается сначала в гипоксантин, потом в ксантин и мочевую кислоту Гуанин сначала превращается в ксантин, потом мочевую кислоту Превращение « гипоксантин → ксантин → мочевая кислота» катализируется одним и тем же ферментом ( ксантиноксидаза )

Изображение слайда
25

Слайд 25: Распад пуринов

На схеме не показано, как сначала АТФ и ГТФ дефосфорилируются и превращаются в аденозин и гуанозин

Изображение слайда
26

Слайд 26: Нарушения метаболизма пуринов

Изображение слайда
27

Слайд 27

Гиперурикемия : повышение содержания мочевой кислоты в крови Мочевая кислота плохо растворима в воде. Накапливаясь в синовиальной жидкости, она образует кристаллы и повреждает клетки, что приводит к воспалению сустава (подагра) Причина гиперурикемии : избыточный синтез пуринов, который приводит к их усиленному распаду с образованием мочевой кислоты Причина усиления синтеза пуринов: недостаточность запасных путей синтеза (пути спасения) (синдром Леша-Нихона ) Дефектный ответ ФРПФ-синтетазы на ингибирование нуклеотидами или суперактивация ФРПФ-синтетазы Заболевания, при которых наблюдается гиперурикемия : подагра (подагрический артрит) синдром Леша-Нихона Для лечения подагры используется ингибитор ксантиноксидазы - аллопуринол

Изображение слайда
28

Слайд 28: Синтез пиримидинов

Изображение слайда
29

Слайд 29: Источники атомов пиримидинового кольца:

Аспартат Карбамоилфосфат : Глутамин (амидный азот) СО2

Изображение слайда
30

Слайд 30

Сначала синтезируется свободное азотистое основание, затем оно прикрепляется к рибозе первое азотистое основание – оротовая кислота ( оротат ), из него потом синтезируются УМФ и ЦМФ Ферменты синтеза являются полифункциональными – у них имеется несколько активных центров, которые катализируют последовательные реакции метаболического пути. Всего в метаболическом пути синтеза УМФ 6 реакций, но катализируют их 3 белка

Изображение слайда
31

Слайд 31: Начало синтеза пиримидинов: образование карбамоилфосфата

глутамин глутамат карбамоилфосфат 1

Изображение слайда
32

Слайд 32

2 3 Синтез пиримидинов: продолжение 4 5

Изображение слайда
33

Слайд 33

Синтез пиримидинов: окончание 6 7 8

Изображение слайда
34

Слайд 34: Полифункциональные ферменты синтеза пиримидинов

Реакции 1, 2 и 3 катализируются одним ферментом, у которого есть 3 активных центра Реакции 5 и 6 катализируются одним ферментом, у которого есть 2 активных центра Таким образом, всего в синтезе пиримидинов принимают участие 2 полифункциональных фермента

Изображение слайда
35

Слайд 35: Регуляция

Регуляторный фермент: карбамоилфосфатсинтетаза II ( часть полифункционального фермента, катализирующего 3 первые реакции синтеза ) Ингибируется УМФ и ЦТФ (по принципу отрицательной обратной связи)

Изображение слайда
36

Слайд 36: Регуляция синтеза пиримидинов

Изображение слайда
37

Слайд 37: Нарушения: оротацидурия

Причина: мутации в ферменте УМФ-синтаза Следствия: гиперпродукция оротата Мегалобластная анемия Нарушения умственного развития, двигательной активности, работы сердца, ЖКТ, иммунитета Образование камней не синтезируются все пиримидиновые нуклеотиды Лечение: необходим прием уридина

Изображение слайда
38

Слайд 38: Распад пиримидинов

Изображение слайда
39

Слайд 39

Конечные продукты распада УМФ и ЦМФ: СО2 Аммиак β - аланин Конечные продукты распада дТМФ : СО2 Аммиак β -аминоизомасляная кислота ( β - аминоизобутират ) β - аланин и β -аминоизомасляная кислота могут превращаться в малонил-КоА и сукцинил-КоА, соответственно β - аланин входит в состав дипептида карнозина и пантотеновой кислоты (вит. В3)

Изображение слайда
40

Слайд 40: Распад пиримидинов

На схеме не показано, как от ЦТФ, УТФ и дТТФ отщепляются фосфаты и рибоза, в результате чего образуются свободные азотистые основания цитозин, урацил и тимин

Изображение слайда
41

Слайд 41: Синтез дезоксирибонуклеотидов

Изображение слайда
42

Слайд 42: Основные пути синтеза ведут к появлению только РИБОнуклеотидов (для РНК )

1. Путь синтеза пиримидинов de novo позволяет клетке синтезировать только рибо нуклеотиды УТФ и ЦТФ. 2. Путь синтеза пуринов de novo позволяет клетке синтезировать только рибо нуклеотиды АТФ и ГТФ. Поэтому только этих двух путей недостаточно для синтеза ДНК, так как: нужен Т Нужны дезокси рибонуклеотиды

Изображение слайда
43

Слайд 43: Фермент рибонуклеотидредуктаза:

Синтезирует дезоксирибонуклеотиды ( дАДФ, дГДФ, дГДФ, дУДФ ) из соответствующих рибонуклеотидов Для этого он катализирует превращение рибозы в дезоксирибозу в их составе (ОВР) В этой реакции в качестве кофермента используется тиоредоксин (белок) Для последующего восстановления тиоредоксина нужен НАДФН (из пентозофосфатного пути) Синтез дТМФ (ТМФ) происходит из дУДФ

Изображение слайда
44

Слайд 44: Схема реакции, катализируемой рибонуклеотидредуктазой : НДФ ( нуклеотиддифосфат ) превращается в дНДФ ( дезоксинуклеотиддифосфат )

НДФ дНДФ Восстановленный тиоредоксин Окисленный тиоредоксин

Изображение слайда
45

Последний слайд презентации: Метаболизм нуклеотидов: Синтез дТМФ

Зелеными стрелками показано превращение дУМФ в дТМФ Красными стрелками показано использование ТГФК, загруженной одноуглеродным фрагментом (источник метильной группы) и ее последующая регенерация

Изображение слайда