Metabolisme pirimidina
Biosintesis pirimidina berlaku di dalam badan dan melalui sintesis organik.[1]
Biosintesis de novo
[sunting | sunting sumber]| Langkah | Enzim | Produk | |
| 1 | karbamoil fosfat sintetase II[2] | karbamoil fosfat | Ini adalah langkah terkawal dalam biosintesis pirimidina haiwan. |
| 2 | aspartik transkarbamoilase (aspartat karbamoyl transferase) [2] | Asid karbamoil aspartik | Kumpulan fosfat digantikan dengan aspartat. Ini ialah langkah terkawal dalam biosintesis pirimidina bakteria. |
| 3 | dihidroorotase[2] | dihidroorotat | Pembentukan cincin dan penyahhidratan. |
| 4 | dihidroorotat dehidrogenase[3] (satu-satunya enzim mitokondria) | orotat | Dihidroorotat kemudian memasuki mitokondrion, di mana ia teroksida melalui penyingkiran hidrogen. Ini adalah satu-satunya langkah mitokondria dalam biosintesis cincin nukleotida. |
| 5 | orotat fosforibosiltransferase [4] | OMP | PRPP menderma kumpulan ribosa. |
| 6 | dekarboksilase OMP [4] | UMP | Penyahkarboksilan |
| uridina-sitidina kinase 2[5] | UDP | Pemfosforilan. ATP digunakan. | |
| nukleosida difosfat kinase | UTP | Pemfosforilan. ATP digunakan. | |
| CTP sintase | CTP | Glutamina dan ATP digunakan. |
Biosintesis de novo pirimidina dimangkinkan oleh tiga produk gen: CAD, DHODH dan UMPS. Tiga enzim pertama proses semuanya dikodkan oleh gen yang sama dalam CAD yang terdiri daripada karbamoil fosfat sintetase II, aspartat karbamoiltransferase dan dihidroorotase. Dihidroorotat dehidrogenase (DHODH), tidak seperti CAD dan UMPS, ialah enzim monofungsi, dan disetempat dalam mitokondria. UMPS ialah enzim dwifungsi yang terdiri daripada orotat fosforibosiltransferase (OPRT) dan orotidina monofosphat dekarboksilase (OMPDC). Kedua-dua CAD dan UMPS disetempat di sekitar mitokondria dalam sitosol.[6] Dalam kulat, protein yang serupa wujud tetapi tidak mempunyai fungsi dihidroorotase: protein lain memangkinkan langkah kedua.
Dalam organisma lain (bakteria, arkea dan eukariot lain), tiga langkah pertama dilakukan oleh tiga enzim yang berbeza.[7]
Katabolisme pirimidina
[sunting | sunting sumber]Pirimidina akhirnya dikatabolismekan (terurai) kepada CO2, H2O, dan urea. Sitosina boleh diuraikan kepada urasil, yang boleh dipecahkan lagi kepada N-karbamoil-β-alanina, dan kemudian kepada beta-alanina, CO2, dan ammonia oleh beta-ureidopropionase. Timina dipecahkan kepada β-aminoisobutirat yang boleh dipecahkan lagi kepada perantara yang akhirnya menyambung ke kitaran asid sitrik.
β-aminoisobutirat bertindak sebagai penunjuk kasar untuk kadar pemerolehan DNA.[8]
Pengawalaturan
[sunting | sunting sumber]Melalui perencatan maklum balas negatif, produk akhir UTP dan UDP menghalang enzim CAD daripada memangkinkan tindak balas dalam haiwan. Sebaliknya, PRPP dan ATP bertindak sebagai efektor positif yang meningkatkan aktiviti enzim. [9]
Farmakoterapi
[sunting | sunting sumber]Modulasi metabolisme pirimidina secara farmakologi mempunyai kegunaan terapeutik, dan boleh dilaksanakan dalam rawatan kanser. [10]
Perencat sintesis digunakan dalam rawatan artritis reumatoid sederhana hingga teruk yang aktif dan artritis psoriatik serta dalam sklerosis berbilang. Contohnya termasuk leflunomida dan teriflunomida (metabolit aktif leflunomida).
Rujukan
[sunting | sunting sumber]- ^ Alqahtani, Saad Saeed; Koltai, Tomas; Ibrahim, Muntaser E.; Bashir, Adil H. H.; Alhoufie, Sari T. S.; Ahmed, Samrein B. M.; Molfetta, Daria Di; Carvalho, Tiago M. A.; Cardone, Rosa Angela (6 July 2022). "Role of pH in Regulating Cancer Pyrimidine Synthesis". Journal of Xenobiotics. 12 (3): 158–180. doi:10.3390/jox12030014.
- ^ a b c "Entrez Gene: CAD carbamoyl-phosphate synthetase 2, aspartate transcarbamylase, and dihydroorotase".
- ^ "Entrez Gene: DHODH dihydroorotate dehydrogenase".
- ^ a b "Entrez Gene: UMPS uridine monophosphate synthetase".
- ^ "Entrez Gene: UCK2 uridine-cytidine kinase 2".
- ^ "Higher order structures in purine and pyrimidine metabolism". Journal of Structural Biology. 197 (3): 354–364. March 2017. doi:10.1016/j.jsb.2017.01.003. PMID 28115257.
- ^ "Pyrimidine Metabolism: Dynamic and Versatile Pathways in Pathogens and Cellular Development". Journal of Genetics and Genomics = Yi Chuan Xue Bao. 42 (5): 195–205. May 2015. doi:10.1016/j.jgg.2015.04.004. PMID 26059768.
- ^ "Beta-aminoisobutyric acid, a new probe for the metabolism of DNA and RNA in normal and tumorous tissue". Cancer Research. 34 (6): 1381–4. June 1974. PMID 4363656.
- ^ "Pyrimidine nucleotide biosynthesis in animals: genes, enzymes, and regulation of UMP biosynthesis". Annual Review of Biochemistry. 49 (1): 253–79. June 1980. doi:10.1146/annurev.bi.49.070180.001345. PMID 6105839.
- ^ Alqahtani, Saad Saeed; Koltai, Tomas; Ibrahim, Muntaser E.; Bashir, Adil H. H.; Alhoufie, Sari T. S.; Ahmed, Samrein B. M.; Molfetta, Daria Di; Carvalho, Tiago M. A.; Cardone, Rosa Angela (6 July 2022). "Role of pH in Regulating Cancer Pyrimidine Synthesis". Journal of Xenobiotics. 12 (3): 158–180. doi:10.3390/jox12030014.