مواضيع المحاضرة:
background image

 

14

 

  

 

2

 

Part

 

Nucleotide metabolism 

Lec. 5 

 

 

Synthesis of pyrimidine ribonucleotides

 

  shorter pathway than for purines 
  base  is  made  first,  then  attached  to  ribose-P  (unlike 

purine biosynthesis) 

  only  2  precursors  (aspartate  and  glutamine,  plus 

HCO

3

-

) contribute to the 6-membered ring 

  requires 6 steps (instead of 11 for purine) 
  the product is UMP (uridine monophosphate) 

 

Origin of atoms in pyrimidine ring

 

 

 

Step 1: synthesis of carbamoyl phosphate

 

  Condensation of glutamine, bicarbonate in the presence of 

ATP 

  Carbamoyl phosphate synthetase exists in 2 types:  

  CPS-I which is a mitochondrial enzyme and is dedicated to 

the urea cycle and arginine biosynthesis)  

  CPS-II, a cytosolic enzyme used here 

 

CPS-II is the major site of regulation in animals: UDP and

 

UTP inhibit the enzyme and ATP and PRPP activate it

 

It is the committed step in animals

 
 

Step 2: synthesis of carbamoyl aspartate

 

•  enzyme is aspartate transcarbamoylase (ATCase) 
•  catalyzes the condensation of carbamoyl phosphate with 

aspartate with the release of Pi 

•  ATCase is the major site of regulation in bacteria; it is 

activated by ATP and inhibited by CTP 

•  carbamoyl phosphate is an “activated” compound, so no 

energy input is needed at this step 

 

Step 3: ring closure to form dihydroorotate

 

  enzyme: dihydroorotase 
  forms a pyrimidine from carbamoyl aspartate 
  water is released in this process 

 


background image

 

15

 

  In E. coli, the first 3 enzymatic reactions are 

catalyzed by 3 separate proteins/enzymes 

  In animals, all 3 steps are found in a multifunctional 

enzyme (210 kD).  

  The acronym CAD is used as a name for the 

multienzyme: carbamoyl phosphate synthetase, 
aspartate transcarbamoylase and dihydroorotase 

 

dihydroorotate to orotate

4: oxidation of 

Step

 

  An irreversible reaction 
  Enzyme: dihydroorotate dehydrogenase 
  Oxidizing power is derived from quinones (thru coenzyme Q) 

 

Step 5: acquisition of ribose phosphate moiety

 

  Enzyme: orotate phosphoribosyl transferase 
  Ribose phosphate originates from PRPP 
  product is orotidine-5’-monophosphate (OMP) 
  orotate phosphoribosyl transferase is also used in salvage 

of uracil and cytosine to  their corresponding nucleotide 

 

Step 6: decarboxylation of OMP

 

  enzyme: OMP decarboxylase 
  product: uridine monophosphate (UMP) 
  In animals, steps 5 and 6 are catalyzed by a single 

polypeptide with 2 active sites 

 

 

 

Orotic aciduria

 

An inherited human disease caused by a deficiency in the 
multifunctional enzyme that catalyzes the last 2 steps in the 
pyrimidine synthesis

 

large amounts of orotic acid in urine

 

retarded growth and severe anemia

 

treat by administration (injection) of uridine and/or cytidine

 

 

Synthesis of uridine and cytidine triphosphate

 

 


background image

 

16

 

Regulation of pyrimidine nucleotide 
biosynthesis

 

 

Formation of deoxyribonucleotides

 

All pathways shown previously led to synthesis of  
ribonucleotides

 

 

Synthesis of dTMP

 

Methylation of d-UMP via N

5

,N

10

-methylene THF

 

Reaction inhibited by 5-fluorouracil (Efudex)

 

 

 

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 54 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل