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Biochemie > Purine und Pyrimidine > Flashcards

Purine und Pyrimidine Flashcards

1
Q

Was sind Purine/Pyrimidine?

A
  • chemische Strukturen, die einen grundlegenden Bestandteil von Nucleotiden in DNA und RNA bilden

–> essentiell für die Informationsspeicherung in der Zelle

–> Grundgerüst für Coenzyme, an vielen enzymatischen Prozessen beteiligt

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Q

Was ist die Definition von der Umwandlung von Ribonucleotiden in Desoxyribonucleotiden?

A
  • Reduktion von RNT zu dRNT
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Q

Was ist das Ziel der Umwandlung von RNT zu dRNT?

A
  • Bereitstellung der DNA-Bausteine dATP, dGTP, dCTP über Umwege auch dTTP
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4
Q

Welches Enzym ist bei der Umwandlung von RNT zu dRNT wichtig?

A
  • Ribonucleotidreduktase
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5
Q

Woher stammen die Reduktionsäquivalente zur Umwandlung von RNT zu dRNT?

A
  • NADPH+H+
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6
Q

Welche zwei Synthesewege gibt es im Purinstoffwechsel?

A
  • De-novo-Synthese
  • Salvage-Pathway
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7
Q

Was passiert bei der De-novo-Synthese?

A
  • Neusynthese des Purinkerns aus PRPP zu IMP

–> Danach kann IMP zu AMP/GMP synthetisiert werden

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8
Q

Wie heißt der Ausgangstoff der De-novo-Synthese?

A
  • PRPP
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9
Q

Welche Donatoren werden in der De-novo-Synthese benötigt?

A
  • 2 x Glutamin
  • Aspartat
  • Glycin
  • Hydrogenkarbonat (HCO3-)
  • 2 x THF
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10
Q

Wie ist die Energiebilanz der De-novo-Synthese?

A
  • sehr aufwendig
  • PRPP zu AMP 6 Anhydridbindungen
  • PRPP zu GMP 7 Anhydridbindungen
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11
Q

Wie heißt das Schlüsselenzym der De-novo-Synthese?

A
  • Glutamin-Phosphoribosyl-Amidotransferase
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12
Q

Worüber wird die De-novo-Synthese reguliert?

A
  • allosterische Aktivierung des Schlüsselenzyms durch PRPP
  • allosterische Hemmung durch ATP/GTP
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13
Q

Wie ist der Syntheseweg von IMP zu AMP?

A
  1. Reaktionsschritt:
    - IMP + Aspartat + GTP zu Adenylosuccinat

Enzym: Adenylosuccinatsynthetase

  1. Reaktionsschritt:

Adenylosuccinat –> AMP (Furamat wird abgespaltet)

Enzym: Adenylosuccinat-Lyase

–> an der Synthese von IMP zu AMP ist GTP beteiligt, bei IMP zu GMP, ATP

–> Aspartat dient als Aminogruppendonor

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14
Q

Wie ist der Syntheseweg von IMP zu GMP?

A
  1. Reaktionsschritt:

IMP + H2O + NAD+ zu Xanthosinmonophosphat (XMP)

Enzym: IMP-Dehydrogenase

  1. Reaktionsschritt:

XMP + ATP + Glutamin zu GMP

Enzym: Xanthylat-Aminase

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15
Q

Was passiert bei der Synthese von IMP zu AMP?

A
  • Austausch des Sauerstoffatoms am C6 Atom durch eine Aminogruppe
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16
Q

Was passiert bei der Synthese von IMP zu GMP?

A
  • Anhängen einer Aminogruppe an das C2-Atom
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17
Q

Was ist die Definition vom Salvage-Pathway?

A
  • Wiederverwertung von Purinbasen Adenin/Guanin/Hypoxanthin
18
Q

Was sind die Substrate des SP?

A

PRPP mit Adenin oder PRPP mit Guanin und Hypoxanthin

19
Q

Was entsteht beim SP?

A

PRPP+Adenin –> AMP

–> Adenin-Phosphoribosyltransferase

PRPP+Guanin –> GMP

PRPP+Hypoxanthin –> IMP

–> Hypoxanthin-Guanin-Phosphoribosyltransferase

20
Q

Wie wird der Salvage-Pathway reguliert?

A
  • durch Hemmung der Produkte
21
Q

Was passiert beim Lesch-Nyan-Syndrom?

A
  • Enzy HGPRT fehlt durch einen Gendefekt

–> Guanin und Hypoxanthin können nicht mit PRPP zu GMP/IMP umgesetzt werden, PRPP Konzetration steigt an. Schlüsselenzym der Denovo-Synthese (Glutamin-PRPP-Amidotransferase) wird aktiviert -> Purinsynthese wird gesteigert, es werden mehr Purine in Harnsäure umgewandelt –> Hyperurikämie

22
Q

Wie wird eine Hyperurikämie behandelt?

A
  • Hemmung der Harnsäure (Allopurinol hemmt Xanthinoxidase)
23
Q

Wie werden Purinnucleotide abgebaut?

A
  • da der Mensch das Purinringsystem nicht enzymatsich spalten kann, werden Purine in Harnsäure überführt und mit dem Urin ausgeschieden

–> Abbau von Purinnucleotiden zu Basen mit anschließender Oxidation des gebildeten Xanthins zu Harnsäure

24
Q

Welche Reaktionsschritte gibt es beim Abbau von Purinnucleotiden?

A
  1. Purinnucleotide werden durch hydrolytische Abspaltung des Phosphatrests zu Purinnucleoside umgewandelt

(AMP->Adenin, GMP->Guanin, XMP->Xanthosin, IMP->Inosin)

  1. Nucleoside werden duch Nucleosin-phosphorylasen phosphorylitsch in die freien Basen und Ribose-1-Phospaht gespalten

(Inosin->Hypoxanthin, Guanosin->Guanin)

  1. Hypoxanthin und Guanin –> Xanthin

Enzym: Xanthin-Oxidase/Dehydrogenase (XO)

  1. Xanthin –> Urat durch XO
25
Q

Wo ist in der De-novo-Synthese der Unterschied zwischen dem Purin- und Pyrimidinstoffwechsel?

A
  • bei Pyrimidinnucleotiden wird erst das Grundgerüst der Base aufgebaut und dann mit aktiviertem Ribosephsophat verbunden
26
Q

Was ist das besondere an der Synthese von Thymin-haltigen Desoxynucleotiden?

A
  • es müsen erst Uracil-haltige Desoxynucletide als Ausgangstoff gebildet werden
  • > katalysiert von der Ribonucleotidreduktase
  • > immer auf Basis von Diphosphaten!
27
Q

Welche Basen sind im Pyrimidinstoffwechsel enthalten?

A
  • Uracil, Cytosin, Thymin
28
Q

Was wird bei der Neusynthese von Pyrimidinen erst gebildet?

A
  • erst UMP, dann UDP und dann UTP
29
Q

Was ist das besondere an der Synthese von Thymin-haltigen Desoxynucleotiden?

Und weches Enzym spielt dabei eine Rolle?

A
  • es müssen immer erst Uracil-haltige Desoxynucleotide als Ausgangsstoff gebildet werden
  • die Ribonucleotidreduktase, da sine die Reaktion katalysiert
30
Q

Welchen Cofaktor benötigt die Thymidylatsynthase?

A

–> N5-N10-Methylentetrahydrofolat

31
Q

Was passiert in Phase 1 der De-novo-Synthese?

A
  • Neusynthese des Pyrimidingrundgerüsts aus Aspartat, Carbamoylphosphat und Übertragung auf PRPP mit nachfolgender Abspaltung von CO2 durch drei Enzymkomplexe
32
Q

Welche Donatoren und Enzyme gibt es in Phase 1 der De-novo-Synthese von Pyrimidinnucleotiden?

A

Donatoren: Glutamin, Hydrogencarbonat (HCO3-), Aspartat

Enzyme:

  • Carbamoylphospat-Synthetase 2
  • Dihydroorotatdehydrogenase (innere Mitochondrienmembran)
  • UMP-Synthase (Zytosol)
33
Q

Welche Reaktionsschritte laufen bei der Pyrimidinnucleotid Synthese ab?

A
34
Q

Wie sieht Phase 2 der Pyrimidinnucleotidsynthese aus?

A
  • Kinasen phosphorylieren unter ATP-Verbrauch UMP zu UDP zu UTP
  • aus UTP kann die CTD-Synthetase CTP aminieren
35
Q

Wie läuft die Synthese von Thymin-haltigen Desoxyribonucleotiden ab?

A
  • die “Thymidylatsyntase” bildet durch anhängen einer Methylgruppe aus dUMP -> dTMP
  • Cofaktor bei der Reaktion ist N5,N10-Methylentetrahydrofolat als Überträger der Methylgruppe
  • Nebenbei wird Dihydrofolat durch die Dihydrofolatreduktase in Tetrahydrofolat umgewandelt, Cofaktor bei der Reaktion ist NADPH+H+
36
Q

Wovon hängt die Synthesegeschwindigkeit von Thymin-haltigen Desoxyribonucleotiden ab?

A
  • sie hängt von dem Angebot an Folsäure ab
37
Q

Was macht Methotrexat?

A
  • es hemmt die Dihydrofolatreduktase kompetitiv und verhindert dadurch die Regeneration von Tetrahydrofolat

–> Hemmung der Nucleotid-Synthese

–> Hemmung der DNA-Synthese

38
Q

Wodurch wird die Pyrimidinbiosynthese gehemmt?

A
  • durch Analoga namens: OMP-Decarboxylase-Inhibitor
39
Q

Zu welchen Endprodukten werden Pyrimidinnucleotide abgebaut?

A
  • ß-Alanin
  • ß-Aminoisobutyrat
  • CO2
  • NH4+
40
Q

Was ist der Unterschied im Abbau von Pyrimidinnucleotiden im Vergleich zu Purinen?

A
  • sie können vollständig abgebaut und dem Stoffwechsel zur Energiegewinnung zur Verfügung gestellt werden
41
Q

Wie läuft der Abbau der Pyrimidinnucleotide ab?

A
  1. Nucleotide werden zu Nucleoside umgwandelt
  2. Abspaltung von Zucker zu freien Basen
  3. Pyrimidinring kann gespalten werden, CO2 und NH3 wird freigesetzt und es entstehen ß-Alanin und ß-Aminoisobutyrat

–> können nach Umwandlung zu Malony-CoA/Methylmalonyl-CoA verstoffwechselt werden

Biochemie (5 decks)

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