Que signifie le cycle des nucléotides puriques ?

Le cycle des nucléotides puriques fait référence à une méthode de désamination des acides aminés dans le muscle squelettique humain, c'est-à-dire la désoxygénation du cycle AMV couplé à la transamination. Dans le rôle de groupe amino, il peut générer de l'acide aspartique et du nucléotide sulfapurine. Cela peut maintenir l’équilibre des niveaux de nucléotides d’adénine et de guanine dans le corps humain, garantissant ainsi les besoins de synthèse d’acide nucléique, ce qui est d’une grande importance pour le corps humain.

Voie de synthèse

Il existe deux voies pour la synthèse des nucléotides dans le corps : ① Le processus de synthèse des nucléotides en utilisant des substances simples telles que le phosphate de ribose, les acides aminés, les unités à un seul carbone et le CO2 comme matières premières est appelé synthèse de novo, qui est la principale voie de synthèse dans le corps. ② Le processus d’utilisation de bases libres ou de nucléosides dans le corps pour générer des nucléotides par un processus de réaction simple est appelé voie de récupération. Dans certains tissus tels que le cerveau et la moelle osseuse, les nucléotides ne peuvent être synthétisés que par cette voie. La principale voie de synthèse de récupération des nucléotides puriques est la formation de nucléotides puriques par l'action de la base purique et du 5'-PRPP (5'-phosphoribosyl pyrophosphate) sous l'action de la phosphoribosyl transférase.

Processus de synthèse

Synthèse de novo de nucléotides puriques

Dès 1948, Buchanan et al. ont utilisé la technologie de traçage isotopique pour nourrir les pigeons avec différents composés marqués par isotope et ont mesuré la position des atomes marqués dans l'acide urique excrété. Ils ont confirmé que les précurseurs de la synthèse des purines étaient : les acides aminés (glycine, acide aspartique et glutamine), le CO2 et les unités à un seul carbone (N10-formyl FH4, N, N10-formyl FH4).

Par la suite, Buchanan, Greenberg et d’autres ont clarifié davantage le processus de synthèse des nucléotides puriques. Étonnamment, la synthèse des nucléotides puriques dans le corps ne commence pas par la synthèse de la base purique puis se combine avec le ribose et le phosphate, mais plutôt par la synthèse par étapes de nucléotides puriques à base de ribose phosphate. La synthèse de novo des nucléotides puriques se produit principalement dans le cytosol et peut être divisée en deux étapes : tout d'abord, l'inosine monophosphate (IMP) est synthétisée ; ensuite, l'AMP et le GMP sont générés par différentes voies. Ce qui suit est une introduction étape par étape au processus de synthèse des nucléotides puriques.

Régulation de la synthèse de novo

Régulation de la synthèse de novo des nucléotides puriques

La synthèse de novo est la principale voie de synthèse des nucléotides puriques in vivo. Mais ce processus consomme des acides aminés et de l’ATP. Le corps a une régulation fine du taux de synthèse. Dans la plupart des cellules, la synthèse d’IMP, d’ATP et de GTP est régulée séparément, non seulement pour réguler la quantité totale de nucléotides puriques, mais également pour maintenir les niveaux d’ATP et de GTP en équilibre relatif.

La régulation de la voie IMP intervient principalement dans les deux premières étapes de la synthèse, à savoir la catalyse de la production de PRPP et de PRA. La ribose phosphate pyrophosphokinase est rétro-inhibée par l'ADP et le GDP. La phosphoribosylamidotransférase est rétro-inhibée par l'ATP, l'ADP, l'AMP et le GTP, le GDP et le GMP. L'ATP, l'ADP et l'AMP se lient à un site inhibiteur de l'enzyme, tandis que le GTP, le GDP et le GMP se lient à l'autre site inhibiteur. Ainsi, le taux de production d'IMP est régulé indépendamment et de manière coordonnée par les nucléotides d'adénine et de guanine. De plus, le PRPP peut activer de manière allostérique la phosphoribosylamidotransférase.

Le deuxième niveau de régulation affecte la conversion de l’IMP en AMP et GMP. La rétroaction GMP inhibe la conversion de l'IMP en XMP, tandis que la rétroaction AMP inhibe la conversion de l'IMP en adénylate succinate, empêchant ainsi la formation d'AMP et de GMP excessifs. De plus, la synthèse de l’adénine et de la guanine est en équilibre. Le GTP accélère la conversion de l'IMP en AMP, tandis que l'ATP favorise la production de GMP, maintenant ainsi les niveaux de nucléotides d'adénine et de guanine relativement équilibrés pour répondre aux besoins de la synthèse des acides nucléiques.