METABOLISMUS NUKLEOTIDŮ

Podobné dokumenty
Metabolismus purinů a pyrimidinů

Metabolismus aminokyselin - testík na procvičení - Vladimíra Kvasnicová

Metabolismus aminokyselin. Vladimíra Kvasnicová

Metabolismus aminokyselin 2. Vladimíra Kvasnicová

Intermediární metabolismus. Vladimíra Kvasnicová

NUKLEOTID U. Tomáš Kučera.

Základní stavební kameny buňky Kurz 1 Struktura -7

Biochemie jater. Vladimíra Kvasnicová

3 N. Číslování. 1,3-diazin

Intermediární metabolismus CYKLUS SYTOST-HLAD. Vladimíra Kvasnicová

Intermediární metabolismus - SOUHRN - Vladimíra Kvasnicová

Dýchací řetězec (DŘ)

Přehled energetického metabolismu

Metabolismus lipoproteinů. Vladimíra Kvasnicová

Odbourávání a syntéza glukózy

Obecný metabolismus.

Propojení metabolických drah. Alice Skoumalová

Nukleové kyseliny. obecný přehled

POLYPEPTIDY. Provitaminy = organické sloučeniny bez vitaminózního účinku, které se v živočišném těle mění působením ÚV záření nebo enzymů na vitaminy.

Metabolismus pentóz, glykogenu, fruktózy a galaktózy. Alice Skoumalová

Chemie nukleotidů a nukleových kyselin. Centrální dogma molekulární biologie (existují vyjímky)

ENZYMY A NUKLEOVÉ KYSELINY

Struktura a funkce nukleových kyselin

14. Detoxikace amoniaku. ornithinový cyklus, odbourání nukleotidů

Typy nukleových kyselin. deoxyribonukleová (DNA); ribonukleová (RNA).

Metabolismus xenobiotik. Vladimíra Kvasnicová

Metabolismus krok za krokem - volitelný předmět -

Glykolýza Glukoneogeneze Regulace. Alice Skoumalová

DUM č. 6 v sadě. 22. Ch-1 Biochemie

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin D a Y a vzorce adenosinu a thyminu

Integrace metabolických drah v organismu. Zdeňka Klusáčková

Nukleové kyseliny Milan Haminger BiGy Brno 2017

Struktura nukleových kyselin Vlastnosti genetického materiálu

6. Nukleové kyseliny

sloučeniny C, H, O Cukry = glycidy = sacharidy staré názvy: uhlohydráty, uhlovodany, karbohydráty

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Projekt SIPVZ č.0636p2006 Buňka interaktivní výuková aplikace

Metabolismus aminokyselin II. Močovinový cyklus

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Metabolismus dusíkatých látek

Nukleosidy, nukleotidy, nukleové kyseliny, genetická informace


Regulace metabolických drah na úrovni buňky

Test pro přijímací řízení magisterské studium Biochemie Napište vzorce aminokyselin Q a K

Exprese genetické informace

Proteiny krevní plazmy SFST - 194

CZ.1.07/2.2.00/ Obecný metabolismus. Energetický metabolismus (obecně) (1).

Sylabus pro předmět Biochemie pro jakost

Klinický detektivní příběh Glykémie

Nukleové kyseliny Replikace Transkripce, RNA processing Translace

Mechanismy hormonální regulace metabolismu. Vladimíra Kvasnicová

Energetický metabolizmus buňky

Struktura sacharidů a nukleových kyselin

Biochemie jater. Eva Samcová

Metabolismus bílkovin. Václav Pelouch

Důležité termíny enzymologie Kurz 2 / 210. Vladimíra Kvasnicová

Struktura lipidů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

a) Primární struktura NK NUKLEOTIDY Monomerem NK jsou nukleotidy

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Metabolismus mikroorganismů

Obecný metabolismus.

NUKLEOVÉ KYSELINY. Složení nukleových kyselin. Typy nukleových kyselin:

REPLIKACE A REPARACE DNA

Citrátový cyklus. Tomáš Kučera.

Metabolismus aminokyselin SOUHRN. Vladimíra Kvasnicová

Enzymy. Vladimíra Kvasnicová

Didaktické testy z biochemie 2

Regulace metabolických drah na úrovni buňky. SBT 116 Josef Fontana

METABOLISMUS SLOUČENINY S MAKROERGNÍMI VAZBAMI

Rychlost chemické reakce je dána změnou Gibbsovy energie a aktivační energií: Tudíž zrychlení reakce pomocí katalýzy může být vyjádřeno:

Metabolismus lipidů. Vladimíra Kvasnicová. doporučené animace:

Metabolizmus aminokyselin I

Pentosový cyklus. osudy glykogenu. Eva Benešová

Předmět: KBB/BB1P; KBB/BUBIO

Vrozené (metabolické) choroby

Kofaktory enzymů. T. Kučera. (upraveno z J. Novotné)

Enzymologie. Věda ležící na pomezí fyz. ch. a bioch. Zabývá se problematikou biokatalyzátorů.

9. Citrátový cyklus, oxidační dekarboxylace pyruvátu a anaplerotické dráhy

Nukleové kyseliny příručka pro učitele. Obecné informace:

Štěpení lipidů. - potravou přijaté lipidy štěpí lipázy gastrointestinálního traktu

Struktura, vlastnosti a funkce sacharidů Vladimíra Kvasnicová

Procvičování aminokyseliny, mastné kyseliny

Metabolismus lipidů. (pozn. o nerozpustnosti)

Redoxní děj v neživých a živých soustavách

Biochemie. ochrana životního prostředí analytická chemie chemická technologie Forma vzdělávání: Platnost: od do

BILIRUBIN a IKTERUS. Vznik a metabolismus bilirubinu:

Kapitoly z bioorganické chemie OCH/KBCH. RNDr. Lucie Brulíková, Ph.D. LS 2015/2016

Metabolismus dusíkatých látek

Oligobiogenní prvky bývají běžnou součástí organismů, ale v těle jich již podstatně méně (do 1%) než prvků makrobiogenních.

5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku. 5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku

Respirace. (buněčné dýchání) O 2. Fotosyntéza Dýchání. Energie záření teplo BIOMASA CO 2 (-COO - ) = -COOH -CHO -CH 2 OH -CH 3

Struktura sacharidů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

DYNAMICKÁ BIOCHEMIE. Daniel Nechvátal ::

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK. Anotace. Název školy: Gymnázium, Zábřeh, náměstí Osvobození 20. Číslo projektu:

Centrální dogma molekulární biologie

Gymnázium, Brno, Elgartova 3

Publikováno z 2. lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Praze (

Biosyntéza a metabolismus bílkovin

Plasma a většina extracelulární

Biochemie ledvin. (upraveno ze starší verze M. Rovenská: Biochemie ledvin) Tomáš Kučera.

Jsme tak odlišní. Co nás spojuje..? Nukleové kyseliny

Transkript:

METABOLISMUS NUKLEOTIDŮ KURZ 4-407 EVA SAMCOVÁ A VLADIMÍRA KVASNICOVÁ

PURINOVÉ BÁZE Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2

ribonukleosid deoxyribonukleosid N-glykosidová vazba Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2

ribonukleotid deoxyribonukleotid Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2

PYRIMIDINOVÉ BÁZE Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2

ribonukleosidy deoxyribonukleosid Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2

Ribonukleotidy * N-glykosidová vazba * esterová vazba * anhydridové vazby Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2

ROZDĚLENÍ NUKLEOTIDŮ purinové: obsahují adenin, guanin, hypoxanhin nebo xanthin pyrimidinové: obsahují cytosin, uracil nebo thymin ribonukleotidy (obsahují ribózu) deoxyribonukleotidy (obsahují deoxyribózu) vznikají redukcí ribonukleosid difosfátů (NADPH)

VLASTNOSTI NUKLEOTIDŮ silná absorpce UV záření (260 nm) puriny méně stabilní v kyselém prostředí než pyrimidiny polární koncové fosfátové skupiny názvy: adenylát nebo kyselina adenylová,...

DISTRIBUCE NUKLEOTIDŮ V BUŇKÁCH Z nukleotidů má v buňkách nejvyšší koncentraci ATP Distribuce se mění podle typu buněk V buňkách převažují nukleosid-5 - trifosfáty V hypoxických buňkách převládá koncentrace nukleosid-5 - di a monofosfátů Ribonukleotidy jsou ve velkém nadbytku oproti 2 deoxyribonukleotidům, kromě období DNA replikace Celková koncentrace nukleotidů v normální buňce je konstantní AMP + ADP + ATP = konst. Energetický stav buňky lze popsat ATP/(ATP+ADP+AMP) Platí i pro NADH a NAD + - důsledek přísné regulace

KDE MAJÍ PŮVOD NUKLEOTIDY POTŘEBNÉ V METABOLISMU A) V potravě B) Syntéza de novo C) Šetřící (salvage) reakce jsou hlavním zdrojem nukleotidů pro syntézu DNA, RNA a enzymových kofaktorů. Zdrojem ribosa-5-p je pentózový cyklus

NUKLEOVÉ KYSELINY Z POTRAVY SE HYDROLYZUJÍ EXTRACELULÁRNĚ NK uvolněné z nukleoproteinů jsou v trávicím traktu odbourány nukleázami (ribo-,deoxyribo- ) a polynukleotidázami na nukleosidy, které jsou buď resorbovány nebo dále degradovány střevní fosforylázou na purinové a pyrimidinové baze. Purinové baze se oxidují na kyselinu močovou, která se vstřebá a posléze vyloučí močí. Puriny a pyrimidiny z potravy člověk nepotřebuje, nevestavují se do metabolismu. Parenterálně podané látky se využijí v metabolismu, vestavují se do metabolismu

NUKLEOTIDY V METABOLISMU 1) energetický metabolismus ATP - hlavní biologický přenašeč volné energie energetická konzerva (30 kj/mol / odštěpení fosfátu) fosfotransferasové reakce (kinasy) svalová kontrakce, aktivní transport 2) monomerní jednotky RNA a DNA substráty pro syntézu: nukleosidtrifosfáty

3) mediátory metabolických procesů camp, cgmp ( druhý posel ) Cyklický adenosinmonofosfát (camp) Obrázek převzat z http://www.benbest.com/health/cycamp. gif (leden 2008)

4) součásti koenzymů NAD +, NADP +, FAD, CoA Obrázky převzaty z http://lxyang.myweb.uga.edu/bcmb8010/pic/nad+.gif a http://oregonstate.edu/instruct/bb450/stryer/ch14/slide26.jpg (leden 2008)

5) aktivace intermediátů UDP-Glc, GDP-Man CDP-cholin, ethanolamin, diacylglycerol SAM methylace PAPS sulfatace 6) allosterické efektory - regulace klíčových enzymů metabolických drah

3 -fosfoadenosin-5 -fosfosulfát (PAPS) přenáší sulfát do substrátu při konjugačních reakcích (sulfatace) Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acid-metabolism.html (leden 2007)

PRDP = 5-FOSFORIBOZYL-1-DIFOSFÁT! společný substrát pro syntézu! purinů i pyrimidinů Obrázek převzat z http://ead.univangers.fr/~jaspard/page2/cours/2n2nh3aaeturee/2figures/9aaaromatiques/8prpp.gif (leden

PRDP = 5-FOSFORIBOZYL-1-DIFOSFÁT jeho syntéza je klíčovou reakcí pro biosyntézu nukleotidů PRDP-syntetáza je cílem zpětnovazebné inhibice nukleosid di- a trifosfáty prekurzor: * ribóza-5-fosfát (pentózový c.) * ribóza-1-fosfát (fosforolýza nukleotidů)

využití: regulace syntézy nukleotidů substrát pro syntézu nukleotidů PRPP = PRDP Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2

SYNTÉZA PURINOVÝCH NUKLEOTIDŮ de novo (nová výstavba purinového kruhu) PRDP + glutamine 5-fosforibosylamin + glutamát + PP i (de novo) šetřící reakce (syntéza z bazí a nukleosidů) mnohem méně energeticky náročné než de novo syntéza PRPP + hypoxanthin (guanin) IMP (GMP) + PP i Enzym:hypoxanthin-guanin fosforibosyltransferasa PRPP + adenin AMP + PP i Enzym: adeninfosforibosyltransferasa (APRT)

SYNTÉZA PURINOVÝCH NUKLEOTIDŮ DE NOVO velká spotřeba energie (ATP) cytoplazma buněk různých tkání, hlavně játra substráty: koenzymy: * 5-fosforibozyl-1-difosfát (= PRDP = PRPP) * aminokyseliny (Gln, Gly, Asp) * deriváty tetrahydrofolátu, CO 2 * tetrahydrofolát (= kys.listová) * NAD +

Obrázek převzat z http://www.dentistry.leeds.ac.uk/biochem/mbweb/mb2/part1/aacarbon.htm (leden 2008) Folát je vitamin člověk ho nedokáže syntetizovat Bakterie folát syntetizují: sulfonamidy jsou analoga PABA antibakteriální účinek

Folát v metabolismu Obrázek převzat z http://www.prema-eu.org/folatepathway/fig1.gif (leden 2008)

SYNTÉZA PURINOVÝCH NUKLEOTIDŮ DE NOVO významné meziprodukty: 5 -fosforibozylamin inozinmonofosfát (IMP) produkty: nukleosidmonofosfáty (AMP, GMP) mezipřeměna purinových nukleotidů: přes IMP (inosinmonofosfát: báze = hypoxanthin)

SYNTÉZA PURINOVÝCH NUKLEOTIDŮ DE NOVO

IMP GMP AMP Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2

Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2

Regulace syntézy purinových nukleotidů

SYNTÉZA PYRIMIDINOVÝCH NUKLEOTIDŮ de novo (nová výstavba pyrimidinového kruhu) šetřící reakce (syntéza z bází nebo nukleosidů) substráty: a) * báze (kromě cytosinu) * PRDP b) * ribonukleosidy * ATP

SYNTÉZA PYRIMIDINOVÝCH NUKLEOTIDŮ DE NOVO kromě jedné reakce probíhá v cytoplazmě (dihydroorotátdehydrogenáza je v mitochondrii) substráty: * karbamoylfosfát (Gln,CO 2,2 ATP ) * aspartát * PRDP * derivát THF (pouze pro thymin) Karbamoylfosfát vzniká i při syntéze MOČOVINY (pouze v mitochondriích hepatocytů)

SYNTÉZA PYRIMIDINOVÝCH NUKLEOTIDŮ DE NOVO významné meziprodukty: * kyselina orotová (pyrimidinový skelet) * orotidinmonofosfát (OMP) * uridinmonofosfát (UMP) = výchozí látka pro syntézu dalších nukleotidů produkty: * cytidintrifosfát (z UTP) * deoxythimidinmonofosfát (z dump)

Syntéza pyrimidinových nukleotidů de novo Obrázek převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/nucleotide-metabolism.html (leden 2007)

Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2

Syntéza thymidinmonofosfátu Obrázek převzat z knihy Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2

Syntéza 2 -deoxyribonukleotidů

Regulace syntézy pyrimidinových nukleotidů Obrázek převzat z http://www.med.unibs.it/~marchesi/pyrimidine_synth_r eg.gif (leden 2008)

REGULACE SYNTÉZY NUKLEOTIDŮ regulační enzym aktivace inhibice glutamin-prdpamidotransferáza (puriny) karbamoylfosfát syntetáza II = cytoplazmatická (pyrimidiny) PRDP IMP, GMP, AMP (alosterická inhibice) PRDP ATP UTP

ODBOURÁVÁNÍ PURINŮ A PYRIMIDINŮ z potravy: málo využívané k resyntéze endogenní: enzymy nukleosidy) * nukleázy (štěpí nukleové kyseliny) * nukleotidázy (štěpí nukleotidy) * nukleosidfosforylázy (š. * deamináza (adenosin) * xanthinoxidáza (hypoxanthin, xanthin) inhibována allopurinolem (lék Milurit)

Odbourávání purinů Obrázek převzat z http://www.med.unibs.it/~marchesi/purine_degradatio n.gif (leden 2008) H kyselina močová

KYSELINA MOČOVÁ KETO A ENOL FORMA H N O H N O N OH N OH O N H N H HO N N H soli kyseliny močové = uráty (močany) při ph krve existuje ve formě mononatrium-urátu

Obrázek převzat z knihy: Color Atlas of Biochemistry / J. Koolman, K.H.Röhm. Thieme 1996. ISBN 0- Hyperurikémie = zvýšená koncentrace kyseliny močové (KM) v krvi Příčiny: Porucha vylučování KM Zvýšená tvorba KM a) nevyvážená strava b) porucha recyklace purinových bazí

Snímek převzat z přednášky prof. J. Racka / Kyselina močová významný metabolit a antioxidant; Novinky v klinické biochemii, Nové Hrady 13.-15.10.2006 DĚDIČNÉ PŘÍČINY HYPERURIKÉMIE ribóza-5-fosfát 5-fosforibozyl-1-pyrofosfát + PRPP-amidotransferáza AMP IMP GMP APRT adenozin inozin HGPRT guanozin adenin hypoxanthin guanin HGPRT Leschův-Nyhanův syndrom XO xanthin XO kyselina močová

ODBOURÁVÁNÍ PYRIMIDINŮ

SOUHRN: volné radikály puriny NH 3, kyselina močová - má antioxidační vlastnosti (částečně vylučována močí; poruchy: hyperurikémie, dna) normální hodnoty: sérum 220 420 µmol/l (muži) 140 340 µmol/l (ženy) moč 0,48 5,95 mmol/l pyrimidiny: C, U -alanin, CO 2, NH 3 T -aminoizobutyrát, CO 2, NH 3 Obrázky převzaty z http://www.uni-koeln.de/med-fak/biochemie/biomed/versuche/v07/abb05.gif a http://www.healerpatch.com/images/gout.jpg (leden 2008)

HLAVNÍ ROZDÍLY METABOLISMU PURINŮ A PYRIMIDINŮ puriny pyrimidiny tvorba N- glykosidové vazby v 1. kroku syntézy (syntéza začíná na PRDP) nejprve se syntetizuje pyrimidinový kruh lokalizace biosyntézy produkty odbourávání cytoplazma kyselina močová (špatně rozpustná v H 2 O), NH 3 cytoplazma + 1 enzym v mitochondrii CO 2, NH 3, -AMK (dobře rozpustné v H 2 O)