Cyklus purínových nukleotidov
Cyklus purínových nukleotidov je metabolická dráha, v ktorej sa tvorí amoniak a fumarát (z aspartátu) a inozínmonofosfát (IMP) za účelom regulácie koncentrácie adenínových nukleotidov a sprostredkovania uvoľnenia amoniaku z aminokyselín.[1] Ako prvý popísal túto dráhu Lowenstein a zároveň ukázal jej dôležitosť v procesoch ako sú katabolizmus aminokyselín a regulácia toku v glykolýze a citrátovom cykle.[1][2][3]
Reakcie[upraviť | upraviť zdroj]
Cyklus je zložený z troch reakcií katalyzovaných enzýmami. V prvom kroku sa deaminuje purínový nukleotid adenozínmonofosfát (AMP) za vzniku inozínmonofosfátu (IMP), čo katalyzuje enzým AMP deamináza:
- AMP + H2O → IMP + NH4+
V druhom kroku vzniká adenylosukcinát z IMP a aminokyseliny aspartátu, čo je spojené s energeticky výhodnou hydrolýzou GTP. Túto reakciu katalyzuje enzým adenylosukcinátsyntáza:
- aspartát + IMP + GTP → adenylosukcinát + GDP + Pi
Nakoniec sa adenylosukcinát štiepi na fumarát za obnovenia AMP. Reakciu katalyzuje adenylosukcinátlyáza:
- adenylosukcinát → AMP + fumarát
Nedávna štúdia ukázala, že aktivácia HIF-1α umožňuje kardiomyocytom udržať mitochondriálny membránový potenciál počas anoxického stresu využitím fumarátu tvoreného adenylosukcinátlyázou ako alternatívneho akceptoru elektrónov namiesto kyslíku. Tento mechanizmus by mohol poskytnúť ochranu pred ischemickou srdcovou chorobou.[4]
Cyklus v rámci svalov[upraviť | upraviť zdroj]
Tento cyklus prebieha v cytozolickej časti myocytov kostrových svalov. Táto reakcia pomáha zbaviť sa AMP produkovaného nasledujúcimi reakciami:
- ATP → ADP + Pi (využitie ATP na sťah svalu)
- 2 ADP → ATP + AMP (katalyzované adenylátkinázou)
Cyklus purínových nukleotidov prebieha pri namáhavom cvičení, postení alebo hladovaní, keď sa znižujú zásoby ATP.
Následky cyklu[upraviť | upraviť zdroj]
Syntéza fumarátu[upraviť | upraviť zdroj]
Fumarát je intermediát citrátového cyklu a vstupuje do mitochondrie po konverzii na malát a využití malátového člnku. V mitochondrii sa premieňa na oxalacetát, ktorý potom vstupuje do citrátového cyklu alebo sa premieňa na aspartát priamo v mitochondrii. Aspartát môže znovu vstúpiť do cyklu purínových nukleotidov.
- oxalacetát + glutamát ↔ α-ketoglutarát + aspartát (katalyzované aspartátaminotransferázou)
Syntéza amoniaku[upraviť | upraviť zdroj]
Glutamát reaguje s amoniakom, vďaka čomu sa z neho stáva glutamín. Ten vstupuje do krvného riečišťa a dostáva sa do obličiek. V obličkách sa glutamín dvakrát deaminuje za vzniku glutamátu a potom α-ketoglutarátu. Tieto molekuly amoniaku neutralizujú organické kyseliny (kyselinu mliečnu a ketolátky) produkované v svaloch.
Referencie[upraviť | upraviť zdroj]
- ↑ a b Ammonia Production in Muscle and Other Tissues: the Purine Nucleotide Cycle. Physiological Reviews, 1972, s. 382–414. DOI: 10.1152/physrev.1972.52.2.382. PMID 4260884.
- ↑ SALWAY, J. G.. Metabolism at a glance. 3rd. vyd. Malden, Mass. : Blackwell Pub, 2004. Dostupné online. ISBN 1-4051-0716-2.
- ↑ VOET, DONALD. Biochemistry. 4th. vyd. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2011. Dostupné online. ISBN 978-0-470-57095-1.
- ↑ Sridharan et al. (AJP Cell Physiology, 2008, 295:C29-C37)
Zdroj[upraviť | upraviť zdroj]
Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Purine nucleotide cycle na anglickej Wikipédii.