Weitere Zusatzliteratur

Synthese und Abbau der Pyrimidinbasen

Die Biosynthese der Pyrimidine erfolgt in 3 Phasen:

1. Durch die cytoplasmatische Carbamoylphosphat-Synthetase II wird Carbamoylphosphat gebildet:

Carbamoylphosphat-Synthetase II

Carbamoylphosphat, das ein grosses Gruppenübertragungspotential hat, reagiert mit Aspartat zu Carbamoyl-Aspartat, das in einer Gleichgewichtsreaktion zu Dihydroorotat zyklisiert (Enzym: Aspartat-Transcarbamoylase). Dieses wird zu Orotat dehydriert (Enzym: Dihydroorotase).


2. Orotat reagiert mit 5-Phosphoribosyl-1-Diphosphat (PRPP) zum Orotidin-5'-Phosphat welches zum Uridin-5'-Phosphat (UMP) decarboxyliert wird.

3. Phosphorylierung zum UTP durch Kinasen

Die anderen Nukleotide (CTP und TTP) bzw. deren Desoxyribose-Derivate dCTP und dTTP für die DNA gehen aus Uridin-Derivaten hervor!

Abbau: der Ring wird partiell hydriert und zwischen N-3 und C-4 hydrolytisch geöffnet. Da jedoch bei der Synthese zwischen Orotsäure und Uridin CO2 abgespalten wurde, erscheint als Abbauprodukt nicht Asparaginsäure sondern Alanin. Frei werdendes NH3 wird im Harnstoffzyklus zu Harnstoff weiter metabolisiert und so ausgeschieden.

Synthese und Abbau der Purine

Die Biosynthese der Purine verläuft wesentlich umständlicher als diejenige der Pyrimidine. Die Synthese beginnt am Ribose-5-Phosphat-Teil des Nucleotids:

Ribose-5-Phosphat + ATP -> 5-Phosphoribosyl-1-Pyrophosphat (PRPP)

Die Synthese des Purinrinsystems beginnt mit einem NH3-Transfer:

Glutamin-Phosphoribosyl-PP-Amido-Transferase
PRPP + Glutamin + H2O -> 5-Phosphoribosyl-1-amin + Glutamat + PP

Diese Reaktion ist limitierend für die gesamte Purinsynthese und wird durch AMP und GMP gehemmt (Endprodukthemmung). Phosphoribosylamin wird darauf in mehreren Schritten in Inosinmonophosphat, und dieses in die Adenosin- und Guanosinmonophosphat überführt.

Abbau: Der Abbau wird in zwei Schritte unterteilt:

1. Von den Nukleotiden wird zuerst Phosphat (durch eine Phosphatase) und darauf der Riboserest durch eine Nucleosidphosphorylase abgespalten.

2. Auf die freien Purine und Nukleoside wirken nun zwei Enzyme: Desaminasen, die Amino-Purine in Oxy-Purine verwandeln und Xanthinoxidasen, die Hypoxanthin über Xanthin in Harnsäure ueberfuehren, welche ausgeschieden werden kann. Bei den meisten Säugern wird Harnsäure durch Uricase noch weiter zu Allantoin abgebaut. Dieser Schritt ist aber beim Menschen nicht möglich, da das Enzym Uricase fehlt.

Stoffwechsel der Zucker

Die Zucker für die Nucleosid-Synthese können auf zwei Wegen bereitgestellt werden, nämlich auf einem oxidativen und einem nicht-oxidativen Weg:

a) oxidativer Weg (Hexosemonophosphat-Weg):

b) zweiter Weg (Zuckerumwandlungen):