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谷氨 图8·7嘧啶环合成的原料来源 嘧啶核苷酸的合成是先合成嘧啶环,然后再与磷酸核糖相连而成的。 1.尿嘧啶核苷酸(UMP)的合成,由6步反应完成:(图8·8) 2ATP+HCO+Ghrtamine+H,O carbrmoy phosphate 2ADP+ +Pi O-PO 0P-0-H0 000 HH OH OH u00 0P-0-CH0 H quinooe OHOH Urdioe momophonghate (UMP) 图8·8UMP的生物合成 (I)合成氨基甲酰磷酸(carbamoyl phosphate):嘧啶合成的第一步是生成氨基甲酰磷酸,由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ(carbamoyl phosphate synthetaseⅡ,CPS·山)催化CO2与谷氨酰胺的缩合生成。正如氨基酸代谢中所讨论的,氨基甲酰磷酸也是尿素合成的起始原料。但尿素合成 中所需氨基甲酰磷酸是在肝线粒体中由CPS·1催化合成,以NH3为氨源;而嘧啶合成中的氨基甲酰磷酸在胞液中由CPS?I催化生成,利用谷氨 酰胺提供氨源。CPS-I和CPS-Ⅱ的比较见下表8·1. (2)合成甲酰天冬氨酸(carbamoyl aspartate):由天冬氨酸氨基甲酰转移酶(aspartate transcarbamoylase,ATCase)催化天冬氨酸与氨基甲酰 磷酸缩合,生成氨基甲酰天冬氨酸(carbamoyl aspartate)。】 此反应为密啶合成的限速步骤。ATCase是限速酶,受产物的反馈抑制。不消耗 ATP,由氨基甲酰磷酸水解供能。 表8·1两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较 氨基甲酰磷酸合成璃1 氨基甲酰磷酸合成Ⅱ 分布 线粒体现肝脏) 跑液(所有细跑) 氨源 氨 谷氨酰胺 变构激活剂 N乙酰谷氨酸 无 反馈抑制剂 无 UMP(哺乳类动物) 功能 尿素合成 密啶合成 (3)闭环生成二氢乳清酸(dihydroortate):由二氢乳清酸酶(dihyolroorotase)催化氨基甲酰天冬氨酸脱水、分子内重排形成具有密啶环的二氢 乳清酸。 (4)二氢乳清酸的氧化:由二氢乳清酸还原酶(dihydroorotate dehyolrogenase)催化,二氢乳清酸氧化生成乳清酸(orotate)。此酶需FMN和非 血红素Fe2+,位于线粒体内膜的外侧面,由醌类(quinones)提供氧化能力,密啶合成中的其余S种酶均存在于胞液中。 (5)获得磷酸核糖:由乳清酸磷酸核糖转移酶催化乳清酸与PRPP反应,生成乳清酸核苷酸(orotidine-.'-monophosphate,OMP)。由PRPP水 解供能。 (6)脱羧生成UMP:由OMP脱羧酶(omp decarboxylase)催化OMP脱羧生成UMP。图8-7 嘧啶环合成的原料来源 嘧啶核苷酸的合成是先合成嘧啶环,然后再与磷酸核糖相连而成的。 1.尿嘧啶核苷酸(UMP)的合成,由6步反应完成:(图8-8) 图8-8 UMP的生物合成 (1)合成氨基甲酰磷酸(carbamoyl phosphate):嘧啶合成的第一步是生成氨基甲酰磷酸,由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ(carbamoyl phosphate synthetase Ⅱ,CPS-Ⅱ)催化CO2与谷氨酰胺的缩合生成。正如氨基酸代谢中所讨论的,氨基甲酰磷酸也是尿素合成的起始原料。但尿素合成 中所需氨基甲酰磷酸是在肝线粒体中由CPS-Ⅰ催化合成,以NH3为氮源;而嘧啶合成中的氨基甲酰磷酸在胞液中由CPS?Ⅱ催化生成,利用谷氨 酰胺提供氮源。CPS-Ⅰ和CPS-Ⅱ的比较见下表8-1。 (2)合成甲酰天冬氨酸(carbamoyl aspartate):由天冬氨酸氨基甲酰转移酶(aspartate transcarbamoylase,ATCase)催化天冬氨酸与氨基甲酰 磷酸缩合,生成氨基甲酰天冬氨酸(carbamoyl aspartate)。此反应为嘧啶合成的限速步骤。ATCase是限速酶,受产物的反馈抑制。不消耗 ATP,由氨基甲酰磷酸水解供能。 表8-1 两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较 氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ 氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ 分布 线粒体现肝脏) 胞液(所有细胞) 氮源 氨 谷氨酰胺 变构激活剂 N乙酰谷氨酸 无 反馈抑制剂 无 UMP(哺乳类动物) 功能 尿素合成 嘧啶合成 (3)闭环生成二氢乳清酸(dihydroortate):由二氢乳清酸酶(dihyolroorotase)催化氨基甲酰天冬氨酸脱水、分子内重排形成具有嘧啶环的二氢 乳清酸。 (4)二氢乳清酸的氧化:由二氢乳清酸还原酶(dihydroorotate dehyolrogenase)催化,二氢乳清酸氧化生成乳清酸(orotate)。此酶需FMN和非 血红素Fe2+,位于线粒体内膜的外侧面,由醌类(quinones)提供氧化能力,嘧啶合成中的其余5种酶均存在于胞液中。 (5)获得磷酸核糖:由乳清酸磷酸核糖转移酶催化乳清酸与PRPP反应,生成乳清酸核苷酸(orotidine-5′-monophosphate,OMP)。由PRPP水 解供能。 (6)脱羧生成UMP:由OMP脱羧酶(omp decarboxylase)催化OMP脱羧生成UMP
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