Prof.. Sasvári Mária A pirimidin-nukleotidok nukleotidok anyagcseréje 1
A nukleobázisok szerkezete Nitrogéntartalmú, heterociklusos vegyületek; szubsztituált purin- és pirimidin-származékok purin Adenin (6-amino purin) Guanin (2-amino, 6-oxo purin) pirimidin Citozin (2-oxo, 4-amino-pirimidin) Uracil (2,4-dioxo-pirimidin) Timin (5-metil-uracil) RNS DNS 2
A pirimidin-nukleotidok nukleotidok anyagcseréje (áttekintés) de novo szintézis CTP UTP CMP UMP VÉR citidin uridin lebontás PRPP mentő reakciók CO 2, NH 3, β-alanin KoA 3
A ppirimidin-nukleotidok nukleotidok bioszintézise zise (áttekintés) de novo szintézis UMP-S Py 5,6 CAD Py 1-3 UTP UDP UMP OS H 2 OS Asp Gln CO 2 Py 4 mito CTP mentő reakciók nukleozidok 4
de novo szintézis PRPP CTP UTP C CAD Py 1-3 de novo pirimidin-szintézis zis Karbamil-P-szintetáz (citoplazmatikus) Py1 H 2 OS Asp Gln CO 2 O 1. CO 2 NH 2 C O - P karbamil-p Gln 2 ATP 2 ADP + P i Glu A Asp-transzkarbamiláz Py2 2. Asp 5
CAD Py 1-3 H 2 OA Asp Gln CO 2 de novo pirimidin-szintézis zis O COO - NH 2 C COO - N H karbamil-asp D Dihidroorotáz Py3 3. O H 2 O HN O N H COO - Dihidroorotát (H 2 OS) 6
OS H 2 OA Py 4 mito de novo pirimidin-szintézis zis Dihidroorotátdehidrogenáz Py4 4. O NAD + NADH + H + HN O COO - N H orotát (OS) 7
UMP-S Py 5,6 UMP OA UMPszintáz Orotátfoszforiboziltranszferáz Py5 de novo pirimidin-szintézis zis 5. O PRPP PP i Py6 OMP-dekarboxiláz HN O N COO - R- P Orotidilát (OMP) 6. CO 2 UMP 8
UTP UDP UMP CTP UMPkináz Pirimidin-difoszfátkináz CTP-szintetáz UMP ATP 7. ADP UDP ATP 8. ADP UTP (2,4-dioxo) Gln 9. ATP ADP + P i Glu CTP (2-oxo-4 amino) 9
A pirimidin de novo szintézis zis szabályozása sa CAD Py 1-3 CAD-komplex: egyetlen polipeptid három aktív centrum + allosztérikus helyek UTP + PRPP, ATP UMP-S Py 5,6 UMP OA UMP 10
A karbamil-foszfát szintetáz (CPS) izoenzimek összehasonlítása sa CPSI CPSII szerep ureaciklus de novo pirimidin-bioszintézis lokalizáció mitokondriális citoplazmatikus N-donor szabad NH 3 glutamin szabályzás + N-acetil-glutamát + PRPP, - UTP 11
UMP-S Py 5,6 CAD Py 1-3 UTP UDP UMP OS H 2 OS Asp Gln Py 4 mito CTP Az orotsavuriao lehetséges okai 1. UMP-szintáz-hiány Kezelés: uridintartalmú diéta 2. UMP-szintáz gátlása Allopurinol-kezelés (köszvény) 6-azauridin-kezelés (tumor) NH 3 és karbamil-p (CP) 3. Ornitin-transzkarbamiláz-hiány: A CAD-komplex felhasználja a mitokondriumból kiáramló CP-ot orotsav-túltermelés 12
de novo szintézis CTP CMP UTP UMP VÉR citidin uridin lebontás Pirimidin nukleotidok lebontása PRPP Mento reakciók CO 2, NH 3, β-alanin KoA UMP (TMP) B r -p CMP P i 5 nukleotidáz P i uridin (timidin) B r citidin deamináz citidin NH 3 H 2 O 13
lebontás Pirimidin nukleotidok lebontása uridin (timidin) P i uridin/timidin foszforiláz CO 2, NH 3, β-alanin KoA NADH ri-1-p uracil (timin) Dihidropirimidin dehidrogenáz NAD + DHP-DH dihidrouracil (dihidrotimin) Klinikai vonatkozások DHP-DH hiány (timin/uracil uria) 5-F-uracil TOXICITÁS! 14
lebontás O HN O NH dihidrouracil (dihidrotimin) +H 2 O dihidropirimidináz Deffektus: H 2 Timin/ H 2 uracil uria Neurológiai zavarok, epilepszia CO 2, NH 3, β-alanin KoA N-karbamil-β-alanin (N-karbamil-β-amino-izovajsav) O H 2 N-C-NH-CH 2 -CH 2 -COOH CO 2 + NH 3 + β-alanin +H 2 O ureidopropionáz koenzim A 15
de novo szintézis CTP UTP CMP UMP VÉR citidin uridin Pirimidin mentő reakciók PRPP Mento Mentő reakciók ATP ADP uridin UMP B r uridin-citidin-kináz B r -p citidin CMP ATP ADP citidilát-dezamináz NH 3 H 2 O 16
de novo szintézis CTP UTP PRPP CMP UMP VÉR citidin uridin Mento Mentő reakciók Gyógyszermetabolizmus uridin-citidin-kináz Széles specifitású enzim Pirimidin-nukleozidok/nukleozid-analógok intracelluláris aktiválása pl: 6-aza-uridin 6-aza-UMP HN O O N N Ribóz 6-azauridin UMP-analóg UMP-szintáz gátlása RNS/DNS-szintézis gátlása sejtosztódás gátlása 17
Dezoxinukleozidok mentő reakciói Dezoxicitidin kináz (dck) limfoid specifikus Széles szubsztrát specifitás dcit dcmp ATP ADP dade dgua dcit dck damp dgmp dcmp dump dtmp 2-klór-dAde arabinozilcit 2-klór-dAMP aracmp 18
A Cladribin a hajas sejtes leukémia gyógyszere gyszere 2-klór-2 -dezoxiadenozin (CdA, Cladribine ) hajas sejtes leukémia (HCL) 19
Módosított cukrokat tartalmazó pirimidin-analógok arabinozil-citozin (arac; AML kezelésére) 2, 3 -didezoxi-citidin 2 -dezoxi-2, 2 - -difluorcitidin (dfdc, Gemcitabine) 20
Antivirális nukleozid-analógok Acyclovir Stavudine Didanosine 9-hidroxiethoximetil-guanin, egy aciklusos nukleozid A virális DNS (RNS)-szintézis gátlószerei (herpeszvírusok, HIV: retrovirális reverz transzkriptáz gátlása) 21
Dezoxinukleozidok mentő reakciói Timidin kináz (dtk) S-fázis függő enzim Szűk szubsztrát specifitás timidin dtmp ATP ADP Herpes Simplex Vírus (HSV) dtk: széles szubsztrát specifitás Pl. aciklovír, ganciklovír (dezoxinukleozid analógok) HSV-dTK tudja csak aktiválni, humán-dtk nem HSV-dTK tartalmú sejtek elpusztulnak Felhasználás: Herpes vírus elleni gyógyszerek (Aciklovír) Öngyilkos génterápia (Ganciklovír, AIDS) 22
Nukleotid anyagcsere Összefoglalás s 1. de novo szintézis purin pirimidin szabad bázis nincs van (orotsav) PRPP alloszterikus aktivátor igen igen C 1 -THF-donor igen nem (kiv. timidin!) Asp szerepe N-donor beépül a gyűrűbe aminocsoportok eredete Asp, Gln Gln a gyűrű atomjainak eredete Gly, Asp, Gln, C 1 -THF, CO 2 Asp CO 2, Gln 23
Nukleotid anyagcsere Összefoglalás s 2. salvage (mentő) útvonal purin pirimidin főleg bázisok mentése igen nem főleg nukleozidok mentése nem igen Ko-szubsztrát- szükséglet PRPP ATP 24
Nukleotid anyagcsere Összefoglalás s 3. Lebontás purin pirimidin teljes gyűrű kiválasztása igen nem dezaminálás igen igen betegségek hiperuricemia SCID orotsavas aciduria 25