Biosynthesis of Purine

ప్యూరిన్ యొక్క బయోసింథసిస్

లక్ష్యం

•       ఈ ఉపన్యాసం ముగింపులో, విద్యార్థి చేయగలరు

•       ప్యూరిన్ న్యూక్లియోటైడ్‌ల బయోసింథసిస్‌ను వివరించండి

•       నివృత్తి మార్గాన్ని వివరించండి

•       ప్యూరిన్ న్యూక్లియోటైడ్‌ల క్షీణతను వివరించండి 

•       లోపభూయిష్ట ప్యూరిన్ జీవక్రియ యొక్క పరిణామాలను చర్చించండి

ప్యూరిన్ న్యూక్లియోటైడ్ల బయోసింథసిస్

•       ప్యూరిన్ న్యూక్లియోటైడ్ బయోసింథసిస్ కోసం రెండు ప్రధాన మార్గాలు

•       అనేక సమ్మేళనాలు న్యూక్లియోటైడ్ల ప్యూరిన్ రింగ్‌కు దోహదం చేస్తాయి

•       ప్యూరిన్ యొక్క N ¹ అస్పార్టేట్ నుండి తీసుకోబడింది

•       C ₂ & C ₈ N ¹⁰ -Formyl THF నుండి ఉత్పన్నమవుతాయి

•       గ్లూటామైన్ నుండి N ³ &N ⁹

•       గ్లైసిన్ నుండి C ₄ , C ₅ & C ₇

•       C ₆ నేరుగా CO _{2 నుండి వస్తుంది}

•       ప్యూరిన్ సంశ్లేషణ యొక్క ప్రధాన ప్రదేశం కాలేయంలో ఉంది

•       ప్యూరిన్లు వాస్తవానికి రిబోన్యూక్లియోటైడ్లుగా సంశ్లేషణ చేయబడతాయి

•       ప్యూరిన్ న్యూక్లియోటైడ్‌ల సంశ్లేషణ PRPPతో ప్రారంభమవుతుంది మరియు పూర్తిగా ఏర్పడిన మొదటి న్యూక్లియోటైడ్, IMPకి దారితీస్తుంది.

•       జతచేయబడిన రైబోస్ మోయిటీ లేని ప్యూరిన్ బేస్ హైపోక్సాంథైన్

•        ప్యూరిన్ బేస్ రైబోస్‌పై అనేక అమిడోట్రాన్స్‌ఫేరేస్ మరియు ట్రాన్స్‌ఫార్మైలేషన్ రియాక్షన్‌ల ద్వారా నిర్మించబడింది.

•       IMP యొక్క సంశ్లేషణకు ATP యొక్క ఐదు మోల్స్, గ్లుటామైన్ యొక్క రెండు మోల్స్, గ్లైసిన్ యొక్క ఒక మోల్, ఒక మోల్ CO ₂ , ఒక మోల్ అస్పార్టేట్ మరియు రెండు మోల్స్ ఫార్మేట్ అవసరం.

1. ప్యూరిన్ న్యూక్లియోటైడ్ సంశ్లేషణకు కాలేయం ప్రధాన అవయవం
2. కార్బోహైడ్రేట్ జీవక్రియ ద్వారా పొందిన రైబోస్ 5P ప్యూరిన్ న్యూక్లియోటైడ్‌ల సంశ్లేషణకు పూర్వగామి. ఇది PRPP సింథటేజ్ సమక్షంలో ATPతో చర్య జరిపి ఫాస్ఫోరిబోసిల్ పైరోఫాస్ఫేట్ (PRPP)ని ఏర్పరుస్తుంది.
3. పైరోఫాస్ఫేట్ స్థానంలో గ్లుటామైన్ దాని అమైడ్‌ను PRPPకి బదిలీ చేస్తుంది మరియు β -5-ఫాస్ఫోరిబోసిల్ అమైన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది
4. ఫాస్ఫోరిబోసిల్ అమైన్ ATP సమక్షంలో గ్లైసిన్‌తో చర్య జరిపి గ్లైసిన్ అమైడ్ రైబోసీ-5-ఫాస్ఫేట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.  
5. N ¹⁰ ఫార్మిల్ THF ఫార్మైల్ సమూహాన్ని దానం చేస్తుంది & ఫార్మిల్ గ్లైసిన్ అమైడ్ రిబోసిల్ -5- ఫాస్ఫేట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది
6. గ్లుటామైన్ రెండవ అమైడ్ సమూహాన్ని ఫార్మైల్ గ్లైసిన్ అమైడ్ రిబోసిల్ -5-ఫాస్ఫేట్‌గా ఏర్పరుస్తుంది
7. 5-అమినో-ఇమిడాజోల్ రైబోసిల్ -5-ఫాస్ఫేట్‌ను అందించడానికి ఇమిడాజోల్ రింగ్ ATP ఆధారిత ప్రతిచర్యలో మూసివేయబడుతుంది.
8. అమినో ఇమిడాజోల్ కార్బాక్సిలేట్ రిబోసిల్ -5-ఫాస్ఫేట్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి Co _{2 యొక్క విలీనం జరుగుతుంది}
9. అస్పార్టేట్   ఘనీభవించి అమినో ఇమిడాజోల్-4- సక్సినైల్ కార్బాక్సమైడ్ రైబోసిల్ -5-ఫాస్ఫేట్ ఏర్పడుతుంది
10. ఫ్యూమరేట్ యొక్క అడెనోసక్సినేట్లేస్ క్లీవ్స్ మరియు అస్పార్టేట్ యొక్క అమైనో సమూహం మాత్రమే అమైనో ఇమిడాజోల్ -4- కార్బాక్సమైడ్ రిబోసిల్ -5-ఫాస్ఫేట్‌ను అందించడానికి నిలుపుకుంది.

11. N ¹⁰ -Formyl THF 5 ఫార్మైల్ అమినో ఇమిడాజోల్ -4- కార్బాక్సమైడ్ రిబోసిల్-5-పాస్ఫేట్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక కార్బన్ మోయిటీని విరాళంగా ఇస్తుంది. ఈ ప్రతిచర్యతో ప్యూరిన్స్ రింగ్ యొక్క అన్ని కార్బన్ & నైట్రోజన్ పరమాణువులు పొందబడతాయి
12. ఫార్మైల్ అమినో ఇమిడాజోల్ -4- కార్బాక్సమైడ్ రైబోసిల్-5- ఫాస్ఫేట్ సైక్లోహైడ్రోలేస్ ద్వారా ఉత్ప్రేరకమవుతుంది మరియు ఇనోసిన్ మోనోఫాస్ఫేట్‌ను ఏర్పరచడానికి H _{2 O అణువును తొలగించడంతో మూసివేసే రింగ్‌కు దారితీస్తుంది.}
13. IMP అనేది GMP & AMP ఏర్పడటానికి తక్షణ పూర్వగామి
14. అస్పార్టేట్ అడెనైల్     సక్సినేట్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి GTP సమక్షంలో IMPతో ఘనీభవిస్తుంది, ఇది AMPని ఏర్పరుస్తుంది.
15. IMP NAD ఆధారిత డీహైడ్రోజనేషన్‌కు లోనవుతుంది, ఇది AMP మరియు గ్లుటామైన్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, ఆపై XMPతో కలిపి GMPని ఏర్పరుస్తుంది.

•       IMP (పేరెంట్ న్యూక్లియోటైడ్) కణాలలో పేరుకుపోదు కానీ ఇతర ప్యూరిన్ న్యూక్లియోసైడ్ మోనోఫాస్ఫేట్‌లుగా వేగంగా మార్చబడుతుంది AMP (అడెనోసిన్ మోనోఫాస్ఫేట్) & GMP (గ్వానోసిన్ మోనోఫాస్ఫేట్)

•       IMP ప్యూరిన్ బయోసింథసిస్ కోసం ఒక బ్రాంచ్ పాయింట్‌ను సూచిస్తుంది, ఎందుకంటే ఇది రెండు విభిన్న ప్రతిచర్య మార్గాల ద్వారా AMP లేదా GMP గా మార్చబడుతుంది.

•       AMPకి దారితీసే మార్గానికి GTP రూపంలో శక్తి అవసరం; GMPకి దారితీసేందుకు ATP రూపంలో శక్తి అవసరం

నివృత్తి మార్గం

•       సాల్వేజ్ పాత్‌వేలో పాల్గొన్న ఫాస్ఫోరిబోసిల్ ట్రాన్స్‌ఫేరేసెస్ ఫ్రీ బేస్‌లను న్యూక్లియోటైడ్‌లుగా మారుస్తాయి

•       ప్యూరిన్‌లను నేరుగా సంబంధిత న్యూక్లియోటైడ్‌లుగా మార్చవచ్చు

•       ప్యూరిన్ బయోసింథసిస్ యొక్క నియంత్రణ PRPP, PRPP సింథేస్ మరియు రైబోస్ -5-ఫాస్ఫేట్ యొక్క కణాంతర సాంద్రత లభ్యతపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ప్యూరిన్ న్యూక్లియోటైడ్ల క్యాటాబోలిజం

లోపభూయిష్ట ప్యూరిన్ జీవక్రియ యొక్క లోపాలు

1. హైపర్యూరిసెమియా:

•       యూరిక్ యాసిడ్ అనేది ప్యూరిన్ జీవక్రియ యొక్క తుది ఉత్పత్తి

•       సీరంలో సాధారణ సాంద్రత పురుషులలో 2.5 -7mg / dl & మహిళల్లో 1.5-6mg/dl

•       సీరం స్థాయి పెరుగుదలను హైపర్‌యూరిసెమియా అంటారు

2. గౌట్:

•       యూరిక్ యాసిడ్ యొక్క అధిక ఉత్పత్తికి సంబంధించిన జీవక్రియ వ్యాధులు, ఇక్కడ సోడియం యూరేట్ యొక్క స్ఫటికాలు కీళ్ల వంటి మృదు కణజాలంలో పేరుకుపోతాయి. ఇటువంటి డిపాజిట్‌ను టోఫీ అని పిలుస్తారు మరియు గౌటీ ఆర్థరైటిస్‌కు దారితీస్తుంది

•       స్త్రీలలో కంటే పురుషులలో సర్వసాధారణం

•       గౌట్ రెండు రకాలు:

•       ప్రాథమిక గౌట్: యూరిక్ యాసిడ్ (అల్లోపురినాల్ మొదలైన వాటి ద్వారా చికిత్స) అధికంగా ఉత్పత్తి కావడం వల్ల జీవక్రియలో పుట్టుకతో వచ్చే లోపం.

•       ప్రైమరీ గౌట్ యొక్క హైపర్యూరిసెమియా అనేది ప్యూరిన్ల అధిక ఉత్పత్తి మరియు యూరిక్ యాసిడ్ యొక్క మూత్రపిండ నిలుపుదల కారణంగా ఏర్పడుతుంది.

•       అధిక ప్యూరిన్ సంశ్లేషణ హైపోక్సాంథైన్-గ్వానైన్ ఫాస్ఫోరిబోసిల్ ట్రాన్స్‌ఫేరేస్ లోపం వల్ల వస్తుంది

•       సెకండరీ గౌట్ : యూరిక్ యాసిడ్ యొక్క సంశ్లేషణ పెరుగుదల లేదా విసర్జన తగ్గడానికి కారణమయ్యే వివిధ వ్యాధుల కారణంగా

•       న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాల క్షీణత (అందుకే ఎక్కువ యూరిక్ యాసిడ్ ఏర్పడటం) వివిధ క్యాన్సర్లలో (లుకేమియా, పాలిసిథెమియా, లింఫోమాస్ మొదలైనవి) సోరియాసిస్ మరియు పెరిగిన కణజాల విచ్ఛిన్నం (గాయం, ఆకలి మొదలైనవి) గమనించవచ్చు.

•       మూత్రపిండ పనితీరులో బలహీనతతో సంబంధం ఉన్న రుగ్మతలు యూరిక్ యాసిడ్ పేరుకుపోవడానికి కారణమవుతాయి, ఇది గౌట్‌కు దారితీయవచ్చు

 సారాంశం:

•       న్యూక్లియోటైడ్‌ల యొక్క రెండు ప్రధాన వనరులు సాల్వేజ్ పాత్‌వే మరియు డి నోవో బయోసింథసిస్

•       ప్యూరిన్ న్యూక్లియోటైడ్‌లు న్యూక్లియోటైడేస్, న్యూక్లియోటైడ్ ఫాస్ఫోరైలేస్, డీమినేస్ & క్శాంథైన్ ఆక్సిడేస్ ద్వారా బయోడిగ్రేడేడ్ అవుతాయి.

•       యూరిక్ యాసిడ్ అనేది క్షీరదాలలో ప్యూరిన్ బయోడిగ్రేడేషన్ యొక్క తుది ఉత్పత్తి

•       లోపభూయిష్ట ప్యూరిన్ జీవక్రియ క్లినికల్ వ్యాధికి దారితీస్తుంది