1. Nucleotide metabolism
متابولیسم نوکلئوتیدها
Nucleotide metabolism

2. Nucleic Acid Metabolism
Nucleotides
Essential for all cells
DNA
RNA
Carriers of activated intermediates in carbohydrate, lipids and proteins
CoA
FAD
NAD
NADP
Energy Carriers
ATP
Inhibiting or activating enzymes

3. ساختمان نوکلئوتید

4. متابولیسم نوکلئوتیدها
بیوسنتز یا آنابولیسم نوکلئوتیدها
سنتز از نو یا de novo: نوکلئوتیدها ترکیبات ساده تر اتم به اتم ساخته می شوند
مسیر بازیابی salvage که از بازیافت بازهای آلی حاصل از تخریب نوکلئوتیدها مجددا نوکلئوتیدهای جدید ساخته می شوند.
کاتابولیسم یا تخریب نوکلئوتیدها
نوکلئوتیدهای پورینی: محصول نهایی تخریب اسید اوریک است.
نوکلئوتیدهای پیریمیدینی: محصول نهایی بتا آلانین وبتا آمینوایزوبوتیرات است که می توانند با ادرار دفع شده یا به استیل کوآ و سوکسینیل کوآ تبدیل شوند.

5. مسیرهای بیوسنتز نوکلئوتیدها
1. پورین ها

6. مسیر سنتز از نو یا de novo پورین ها
Isotopic labeling experiments defined the precursors.

7. Synthesis of purine nucleotides
C Y T O P L A S M

8. تشکیل فسفوریبوزیل پیروفسفات:
Ribose 5-phosphate PRPP
ATP
ADP
PRPP synthase
PRPP: 5-Phosphoribose-1-pyrophosphate

9. مرحله کنترل کننده مسیر سنتز
Glutamine glutamate + PPi
PRPP phosphoribosyl-1-amine
Gln PRPP
Amidotransferase

10. IMP
AMP
GMP

12. 5) Formation of ATP and GTP
AMP ADP ATP
GMP GDP GTP
Kinase
Phosphorylation Pi
ATP ADP
Kinase
Kinase
ATP ADP
ATP ADP

13. مسیر بازیابی پورین ها: Salvage Pathways Specific Enzymes
Adenosine phosphoribosyltransferase(APRT)
Hypoxanthine-guanine phosphotransferase (HGPRT)

14. مسیرهای بیوسنتز نوکلئوتیدها
2. پیریمیدین ها

15. مسیر سنتز از نو یا de novo
پیریمیدین ها

16. Synthesis of pyrimidine nucleotides
C Y T O P L A S M
mitochondrion
Dihydro orotate dehydrogenase
 (the only mitochondrial enzyme)

18. Formation of carbamoyl phosphate
2ATP + HCO ADP+ Pi
Gln Glu
Carbamoyl phosphate
synthase-II

19. تفاوت بین تولید کاربامیل فسفات در سیکل اوره و در بیوسنتز
پیریمیدین ها
In pyrimidine pathway In urea cycle
Location Cytosol Mitochondria
-NH2 from: Gln NH4+
Enzyme Carbamoyl phosphate Carbamoyl phosphate
synthase-II synthase-I
N-acetyl-Glu No effect Activator

20. Regulation of nucleotide synthesis
regulatory enzyme
activation
inhibition
glutamine-PRPP amidotransferase
(purines)
PRPP
IMP, GMP, AMP (allosteric inhibition)
carbamoylphosphate synthetase II = cytosolic
(pyrimidines)
ATP
UTP

21. مسیر بازیابی Salvage نوکلئوتیدهای پیریمیدینی
Pyrimidine Pyrimidine ribonucleoside
monophosphate
Orotate Orotidylate UMP
PRPP PPi
Pyrimidine
Phosphoribosyl
transferase
PRPP PPi
H CO2
Orotate
Phosphoribosyl
transferase
Orotidylate
decarboxylase

23. بیوسنتز دزوکسی نوکلئوتیدها:
Base=purine or pyrimidine
Ribonucleoside deoxyribonucleoside
diphosphate diphosphate

24. مسیرهای تخریب نوکلئوتیدها
Catabolism of Nucleotides

25. تخریب نوکلئوتیدهای پورینی
AMP IMP Hypoxanthine Xanthine Uric acid
GMP Guanine Xanthine Uric acid

26. Purine Catabolism uric acid
1. Remove phosphate.
-5’-nucleotidase
1a. Deaminate adenosine
-Adenosine deaminase
2. Remove the ribose.
-nucleosidase
3. Generate xanthine.
-oxidize hypoxanthine
-deaminate guanine
Make uric acid.
-xanthine oxidase

27. Degradation of pyrimidines

28. محصولات تخریب نوکلئوتیدهای پیریمیدینی
The pyrimidine ring can be completely degraded in humans.
The products include: NH3, CO2, b-alanine, and b-aminoisobutyrate.
Both b-alanine, and b-aminoisobutyrate can be further converted into acetyl-CoA and succinyl-CoA, respectively, or are excreted in the urine.

29. Principal differences between metabolism of purines and pyrimidines
formation of N-glycosidic bond
in 1st step of their biosynthesis
(PRPP is the 1st substrate)
a heterocyclic ring is formed first, then it reacts with PRPP
location of biosynthesis
cytoplasm
cytoplasm + 1 enzyme is in a mitochondrion
Dihydro orotate dehydrogenase
products of degradation
uric acid (poor solubility in H2O),
NH3
CO2, NH3, -AMK, -alanine (soluble in H2O)

30. اختلالات مربوط به متابولیسم نوکلئوتیدها:
Disease Deficiency Symptoms
Goutنقرس PRPP synthetase hyper uricemia
نقرس بیماریی است که به دلیل افزایش تولید اسید اوریک در خون که هیپراوریسمی خوانده می شود بوجود آمده و در آن اسید اوریک در مناطق مختلف درون بدن و مفاصل رسوب می کند.
Tophusتوفوس

32. سندرم لش نیهان

33. نوکلئوتیدهای حلقوی: These include: cyclic AMP cyclic GMP
cyclic ADP-ribose
These function as second messengers associated with G proteins and calcium signaling.

34. سنتز AMPحلقوی ( cAMP)
آدنیلات سیکلاز
فسفودی استراز

35. Coenzyme A Pathway
Uses
Pantothenate
ATP, CTP,
Cysteine

36. FMN and FAD
Riboflavin and Consumes ATP