Metabolismo dei nucleotidi

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1 rof. Giorgio Sartor Metabolismo dei nucleotidi 1: introduzione 2: biosintesi de-novo delle purine 3: biosintesi de-novo delle pirimidine 4: catabolismo delle purine 5: catabolismo delle pirimidine 6: sintesi deossiribonucleotidi 7: regolazione della sintesi dt 8: nucleotidi come coenzimi V.0.1 Copyright gsartor by Giorgio Sartor Versione 0.2 may All rights reserved. Coenzimi nucleotidici AD() +/ AD() Si ottengono dalla nicotinamide(vit. B3) la quale viene trattata come una base azotata FAD/FAD 2 Si ottiene dal FM (Vit. B2) che a sua volta deriva dal GT CoA Si ottiene dall acido pantotenico (Vit. B5) - 2 1

2 - 3 Coenzimi nucleotidici La sintesi di coenzimi nucleotidi avviene in due fasi: 1. Fosforilazione della parte catalitica ad opera di una chinasi (EC X): icotiamide ribonucleotide per il AD + Flavina ribonucleotide per il FAD e antotenato, poi successivamente legato alla cisteina e decarbossilato, per il CoA 2. Coniugazione del derivato fosforilato con AT rilasciando i attraverso l azione di un adenililtransferasi (EC X)

3 AD() +/ AD() AD + nicotinamide adenindinucleotide Acido nicotinico 2 icotinamide icotinamide Dinucleotide Adenina AD + /AD = - AD + /AD = AD() +/ AD() e - ( - ) 2 AD + AD Trasporta DUE elettroni e un TE ( - ) per molecola eazione catalizzata dalle DEIDGEASI (EC 1.1.x.x) - 6 3

4 AD() +/ AD() 2 + AD() e - ( - ) AD + /AD = - AD + /AD = AD() 2-7 AD() +/ AD() Come funziona il AD + Stato ossidato Stato ridotto - 8 4

5 AD + /AD AD + /AD + 2 EC EC icotinamide riboside chinasi AT AD + 2 EC icotinamide-nucleotide adenililtransferasi AT i AD+ AD EC AD + chinasi AT + 2 AD

6 icotinamide-nucleotide adenililtransferasi (EC ) icotinamide/nicotinato mononucleotide (M/ am)adenililtransferasi (MAT) è un indispensabile per la sintesi di AD + e AD +. La MAT umana possiede specificità per entrambi i substrati M i am, partecipando quindi sia alla sintesi de-novo che al recupero del AD + La struttura cristallina della MAT umana mostra una struttura esamerica barrel-like con il segnale di localizzazione nucleare esterno all esamero, ciò supporta il ruolo funzionale di interazione con le proteine nucleari di trasporto icotinamide-nucleotide adenililtransferasi (EC ) 1KQ

7 Forma ossidata FAD 3 C 3 C Base di Shiff ridotta ibosio in forma aperta 2-13 FAD/FAD/FAD 2 3 C e- e C.C C C 3 C 3 C 3 FAD FAD FAD z La flavina può accettare un elettrone per formare il radicale FAD che può accettare un secondo elettrone per formare FAD 2. oiché può accettare o donare uno o due elettroni, i nucleotidi flavinici hanno un ruolo importante per trasferire elettroni tra coppie redox a due elettroni (AD() + /AD() + + ) e quelle a un elettrone (Fe +++ /Fe ++ )

8 FAD/FAD 2 3 C C 3 FAD (ossidato) FAD z (ridotto) 3 C + ' + C 3 ' Fe ++ Fe +++ Fe C.C+ Fe ++ C 3 FAD (semiridotto) - 15 FAD

9 FAD C 3 EC iboflavina chinasi C 3 C 3 AT AD C 3 C 3 C 3 2 EC FAD sintasi i AT - 17 iboflavina chinasi (EC ) In eucarioti l enzima è monofunzionale mentre in alcuni batteri possiedono un enzima con attività bifunzionale (EC e FAD sintasi EC ) er l attività è richiesto uno ione bivalente (Mg 2+, Mn 2+ o Zn 2+ ). In Bacillus subtilis, l AT può essere rimpiazzato da un altro donatore di fosfato (AT > dat > CT > UT)

10 iboflavina chinasi (EC ) 1B0-19 FAD sintasi (EC ) Altamente specifica per AT, richiede Mg 2+ 2WSI

11 Gli acili e Coenzima A gli acetili C 3 Vengono trasportati dal coenzima A (CoA) acido pantotenico 3'-fosfo-AM S C 3 C 3 2 β-mercaptoetilamina - 21 Gli acili e Coenzima A gli acetili C 3 Vengono trasportati dal coenzima A (CoA) acido pantoico β-alanina 3'-fosfo-AM S C 3 C 3 2 β-mercaptoetilamina

12 Trasporto di acili Attraverso la formazione di un legame tioestere S C 3 C 3 2 Legame tioestere - 23 Acyl Carrier rotein (AC) Il legame avviene attraverso la Ser terminale che lega il gruppo prostetico: S C 3 C 3 AC Fosfopanteina

13 Coenzima A - 25 Coenzima A ()-pantotenato AT AD 3 C C 3 EC antotenato chinasi Defosfo-CoA 2 ()-4'-fosfopantotenato S Cisteina CT CM + i 3 C C 3 -[()-4'-fosfopantotenoil]-L-cisteina EC Fosfopantotenato-cisteina ligasi 3 C C 3 C 2 EC Fosfopantotenoilcisteina decarbossilasi S S i AT 3 C C 3 anteteina 4'-fosfato C 3 EC anteteina-fosfato adenililtransferasi C

14 Coenzima A 2 2 S 3 C C 3 EC Defosfo-CoA chinasi AT AD S 3 C C 3 Defosfo-CoA CoA - 27 antotenato chinasi (EC )

15 antotenato chinasi (EC ) 3SMS - 29 Fosfopantotenoilcisteina ligasi (EC )

16 Crediti e autorizzazioni all utilizzo Questo materiale è stato assemblato da informazioni raccolte dai seguenti testi di Biochimica: CAME amela, AVEY ichard, FEIE Denise. LE BASI DELLA BICIMICA [ISB ] Zanichelli ELS David L., CX Michael M. I ICII DI BICIMICA DI LEIGE - Zanichelli GAETT eginald., GISAM Charles M. BICIMICA con aspetti molecolari della Biologia cellulare - ICCI VET Donald, VET Judith G, ATT Charlotte W FDAMETI DI BICIMICA [ISB ] Zanichelli E dalla consultazione di svariate risorse in rete, tra le quali: Kegg: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes Brenda: rotein Data Bank: ensselaer olytechnic Institute: Questo ed altro materiale può essere reperito a partire da: oppure da gsartor.org/ Il materiale di questa presentazione è di libero uso per didattica e ricerca e può essere usato senza limitazione, purché venga riconosciuto l autore usando questa frase: Materiale ottenuto dal rof. Giorgio Sartor Università di Bologna Alma Mater Giorgio Sartor - giorgio.sartor@unibo.it