استقلاب البيريميدين

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

تحدث عملية التخليق الحيوي للبيريميدين في الجسم ومن خلال التخليق العضوي. [ 1 ]

التخليق الحيوي للبيريميدين

خطواتالإنزيماتمنتجات
1سينثاز فوسفات الكاربامويل II [ 2 ]فوسفات الكاربامويلهذه هي الخطوة المنظمة في عملية التخليق الحيوي للبيريميدين في الحيوانات.
2أسبارتيك ترانس كاربامويلاز ( أسبارتات كاربامويل ترانسفيراز ) [ 2 ]حمض الكاربامويل الأسبارتيكيتم استبدال مجموعة الفوسفات بمجموعة الأسبارتات. هذه هي الخطوة المنظمة في عملية التخليق الحيوي للبيريميدين في البكتيريا.
3ثنائي هيدروأوروتيز [ 2 ]ثنائي هيدروأوروتاتتكوين الحلقة والجفاف.
4نازعة هيدروجين ثنائي هيدروأوروتات [ 3 ] (الإنزيم الوحيد الموجود في الميتوكوندريا)أوروتاتثم يدخل ثنائي هيدروأوروتات إلى الميتوكوندريا حيث يتأكسد عن طريق إزالة ذرات الهيدروجين. هذه هي الخطوة الميتوكوندرية الوحيدة في عملية التخليق الحيوي لحلقات النيوكليوتيدات.
5أوروتات فوسفوريبوزيل ترانسفيراز [ 4 ]OMPتبرعت شركة PRPP بمجموعة ريبوز.
6إنزيم ديكاربوكسيلاز OMP [ 4 ]UMPإزالة الكربوكسيل
كيناز اليوريدين-سيتيدين 2 [ 5 ]بروتوكول UDPالفسفرة. يتم استخدام ATP.
كيناز ثنائي فوسفات النيوكليوزيدUTPالفسفرة. يتم استخدام ATP.
إنزيم سي تي بي سينثازCTPيتم استخدام الجلوتامين وATP.

تُحفز عملية التخليق الحيوي للبيريميدين من الصفر بواسطة ثلاثة منتجات جينية هي CAD وDHODH وUMPS. تُشفّر الإنزيمات الثلاثة الأولى في هذه العملية بواسطة نفس الجين في CAD ، والذي يتكون من سينثيتاز فوسفات الكاربامويل II ، وناقلة كاربامويل الأسبارتات، وديهايدروأوروتيز . على عكس CAD و UMPS، فإن ديهايدروأوروتات ديهيدروجينيز (DHODH) هو إنزيم أحادي الوظيفة ويتمركز في الميتوكوندريا. أما UMPS فهو إنزيم ثنائي الوظيفة يتكون من ناقلة فوسفوريبوزيل الأوروتات (OPRT) وديكاربوكسيلاز أحادي فوسفات الأورتيدين (OMPDC) . يتمركز كل من CAD وUMPS حول الميتوكوندريا، في السيتوسول. [ 6 ] في الفطريات ، يوجد بروتين مشابه ولكنه يفتقر إلى وظيفة ديهايدروأوروتيز: حيث يحفز بروتين آخر الخطوة الثانية.

في الكائنات الحية الأخرى ( البكتيريا ، والعتائق، وحقيقيات النوى الأخرى )، تتم الخطوات الثلاث الأولى بواسطة ثلاثة إنزيمات مختلفة. [ 7 ]

هدم البيريميدين

تُهدم البيريميدينات في نهاية المطاف إلى ثاني أكسيد الكربون والماء واليوريا . ويمكن تكسير السيتوزين إلى يوراسيل ، الذي يمكن تكسيره بدوره إلى N-كاربامويل-β-ألانين ، ثم إلى β-ألانين وثاني أكسيد الكربون والأمونيا بواسطة إنزيم β-يوريدوبروبيوناز. أما الثايمين فيُكسر إلى β-أمينوإيزوبوتيرات، الذي يمكن تكسيره بدوره إلى مركبات وسيطة تؤدي في النهاية إلى دورة حمض الستريك .

يعمل بيتا-أمينوأيزوبوتيرات كمؤشر تقريبي لمعدل دوران الحمض النووي . [ 8 ]

تنظيم عملية التخليق الحيوي لنيوكليوتيدات البيريميدين

من خلال التثبيط الارتجاعي السلبي، تمنع النواتج النهائية UTP و UDP إنزيم CAD من تحفيز التفاعل في الحيوانات. في المقابل، يعمل PRPP و ATP كعوامل إيجابية تعزز نشاط الإنزيم. [ 9 ]

العلاج الدوائي

إن تعديل استقلاب البيريميدين دوائياً له استخدامات علاجية، ويمكن تطبيقه في علاج السرطان. [ 10 ]

تُستخدم مثبطات تخليق البيريميدين في علاج التهاب المفاصل الروماتويدي النشط من متوسط ​​إلى شديد والتهاب المفاصل الصدفي ، وكذلك في علاج التصلب المتعدد . ومن الأمثلة على ذلك ليفلونوميد وتيريفلونوميد (المستقلب النشط لليفلونوميد).

التخليق الحيوي للنيوكليوتيدات البيريميدينية

لفهم كيفية نشأة الحياة ، يلزم معرفة المسارات الكيميائية التي تسمح بتكوين اللبنات الأساسية للحياة في ظل ظروف ما قبل الحياة المحتملة . تفترض فرضية عالم الحمض النووي الريبوزي (RNA) وجود نيوكليوتيدات البيريميدين والبيورين الحرة في الحساء البدائي ، وهي الجزيئات الأساسية التي تتحد لتكوين الحمض النووي الريبوزي (RNA) . لا بد أن الجزيئات المعقدة كالحمض النووي الريبوزي (RNA) قد نشأت من جزيئات صغيرة نسبيًا، خضعت تفاعليتها لعمليات فيزيائية كيميائية. يتكون الحمض النووي الريبوزي (RNA) من نيوكليوتيدات البيريميدين والبيورين ، وكلاهما ضروري لنقل المعلومات بشكل موثوق، وبالتالي للانتقاء الطبيعي والتطور الدارويني . وقد أوضح بيكر وزملاؤه كيف يمكن تصنيع نيوكليوسيدات البيريميدين من جزيئات صغيرة والريبوز ، مدفوعًا فقط بدورات الترطيب والتجفيف. [ 11 ]

مراجع

  1. ↑ القحطاني، سعد سعيد؛ كولتاي، توماس؛ إبراهيم، منتصر إي؛ بشير، عادل سمو؛ الحوفي، ساري تي إس؛ أحمد، سمرين بي إم؛ مولفيتا، داريا دي؛ كارفاليو ، تياجو إم إيه . كاردوني، روزا أنجيلا؛ ريشكين، ستيفان جويل؛ حفني، عبد الحميد؛ أحمد، محمد إ.؛ الفاروق، خالد عمر (6 يوليو 2022). "دور الرقم الهيدروجيني في تنظيم تخليق بيريميدين السرطان" . مجلة Xenobiotics . 12 (3): 158-180 . دوى : 10.3390/jox12030014 . بمك 9326563 . 
  2. 1 2 3 "Entrez Gene: CAD carbamoyl-phosphate synthetase 2, aspartate transcarbamylase, and dihydroorotase" .
  3. ↑ "Entrez Gene: DHODH dihydroorotate dehydrogenase" .
  4. 1 2 "Entrez Gene: UMPS uridine monophosphate synthetase" .
  5. ↑ "Entrez Gene: UCK2 uridine-cytidine kinase 2" .
  6. ↑ شيتراكار، آي.، كيم-هولتزابل، دي. إم.، تشو، دبليو.، فرينش، جيه. بي. (مارس 2017). "البنى ذات الرتبة الأعلى في استقلاب البيورين والبيريميدين". مجلة البيولوجيا التركيبية . 197 (3): 354-364 . doi : 10.1016/j.jsb.2017.01.003 . PMID 28115257 . 
  7. ↑ غارافيتو إم إف، نارفايز-أورتيز إتش واي، زيمرمان بي إتش (مايو 2015). "استقلاب البيريميدين: مسارات ديناميكية ومتعددة الاستخدامات في مسببات الأمراض والتطور الخلوي". مجلة علم الوراثة وعلم الجينوم = يي تشوان شيويه باو . 42 (5): 195-205 . doi : 10.1016/j.jgg.2015.04.004 . PMID 26059768 . 
  8. ↑ نيلسن إتش آر، سيولين كي إي، نيهولم كي، باليغا بي إس، وونغ آر، بوريك إي (يونيو 1974). "حمض بيتا-أمينوإيزوبيوتيريك، أداة جديدة لدراسة استقلاب الحمض النووي DNA والحمض النووي الريبي RNA في الأنسجة الطبيعية والورمية". أبحاث السرطان . 34 (6): 1381-1384 . PMID 4363656 . 
  9. ↑ جونز، م. إي. (يونيو 1980). "تخليق نيوكليوتيدات البيريميدين في الحيوانات: الجينات، والإنزيمات، وتنظيم تخليق UMP". المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 49 (1): 253-279 . doi : 10.1146/annurev.bi.49.070180.001345 . PMID 6105839 . 
  10. ↑ القحطاني، سعد سعيد؛ كولتاي، توماس؛ إبراهيم، منتصر إي؛ بشير، عادل سمو؛ الحوفي، ساري تي إس؛ أحمد، سمرين بي إم؛ مولفيتا، داريا دي؛ كارفاليو ، تياجو إم إيه . كاردوني، روزا أنجيلا؛ ريشكين، ستيفان جويل؛ حفني، عبد الحميد؛ أحمد، محمد إ.؛ الفاروق، خالد عمر (6 يوليو 2022). "دور الرقم الهيدروجيني في تنظيم تخليق بيريميدين السرطان" . مجلة Xenobiotics . 12 (3): 158-180 . دوى : 10.3390/jox12030014 . بمك 9326563 . 
  11. ↑ بيكر إس، فيلدمان جيه، ويدمان إس، أوكامورا إتش، شنايدر سي، إيوان كيه، كريسب إيه، روسا إم، أماتوف تي، كاريل تي (أكتوبر 2019). "تخليق موحد محتمل في ظروف ما قبل الحياة لريبونوكليوتيدات الحمض النووي الريبي البيريميدينية والبيورينية". مجلة ساينس . 366 (6461): 76-82 . doi : 10.1126/science.aax2747 . PMID 31604305 .