Биосинтез дезоксирибонуклеотидов. 
БИОХИМИЯ Часть 2.

Для биосинтеза ДНК в качестве субстратов необходимы дезоксирибонуклеотиды (дРНТ): дАТФ, дГТФ, дЦТФ, дТТФ. Дезоксинуклсозидтрифосфаты образуются путем непосредственного восстановления соответствующих рибонуклеозидполифосфатов в ходе процесса, для которого необходимы следующие условия:

• субстраты для восстановления — рибонуклеотиддифосфаты: АДФ, ГДФ, ЦДФ, УДФ;

* непосредственный восстановитель рибонуклеотидов — белок тиоредоксин;

два фермента рибонуклеотидредуктаза (РНР) и тиоредоксинредуктаза (ТРР);

наличие восстановленного НАДФН — донора восстановительных эквивалентов в реакции регенерации дисульфидной формы тиоредоксина в сульфгидр ильную.

Восстановление рибонуклеотидов в дезоксирибонуклеотиды сводится к элементарному акту — восстановлению рибозы в 2-дезоксирибозу, требующему наличия двух атомов водорода; непосредственным источником восстановительных эквивалентов оказался термостабильный белок — тиорелоксин. со;

sh.

держащий две свободные SH-группы (TRgp| J:

Тиорелоксин представляет собой небольшой белок (11,7 kDa), состоящий из одной полипептидной цепи с одной внутрицепочечной дисульфид ной связью (TRc^, или TR—S₂J. Фермент тиорсдоксинрсдуктаза (ТРР) катализирует НАДФН-зависимое восстановление: —S—S—"• —SH + HS— с образо;

S н ванием восстановленного тиоредоксина, или TR—(SH)₂

Последовательность превращений рибонуклеозиддифосфатов в процессе синтеза дезоксирибонуклеозиддифосфатов представлена на рис. 26.4.

Образующиеся в процессе биосинтеза дАДФ, дГДФ, дЦДФ фосфорилизуются в нуклеотидкиназной реакции до дАТФ. дГТФ, дЦТФ; дУДФ является предшественником дТТФ.

Рис. 26.4. Схема биосинтеза лезоксирибонуклеотидов:

РНДФ — рибонуклеозиддифосфат; дРНДФ — дезоксирибонуклеозиддифосфат Биосинтез дТТФ. Этот процесс осуществляется в три этапа. На первом этапе дУДФ гидролизуется до дУМФ:

На втором этапе происходит метилирование дУМФ, где в качестве донора метильной группы выступает метилентетрагидрофолат (N⁵-N^{, 0}-MeTHлен-ТГФ), реакцию катализирует тимидилатсинтаза:

В этой реакции тетрагидрофолат превращается в дигидрофолат (ДГФ), так как N⁵— 1 М¹⁰-метилен-ТГФ одновременно с метиленовой группой (—СН₂) — отдает протон на ее восстановление до СН₃-группы. ДГФ регенерирует до ТГФ под действием НДДФН-зависимой дегидрофолатредуктазы (ДГФР).

Третий этап включает две стадии фосфорилирования, катализируемые ферментами нуклеозидмонофосфати нуклеозиддифосфаттрансферами по схеме:

Противораковая терапия.

Недостаток тимина или тетрагидрофолата в быстрорастущих и делящихся опухолевых клетках останавливает клеточный рост и даже приводит к гибели клеток. Ингибирование дегидрофолатредуктазы косвенно ингибирует превращение дУМФ —? дТМФ. На этом основано действие группы антифолатных средств, аналогов ТГФ, обладающих противоопухолевым действием. Особенно эффективны два препарата — аминоптерин и метотрексат.

Тимидилатсинтетаза — фермент, катализирующий реакцию дУМФ —? —?дТМФ, непосредственно ингибируется 5-фтороурацилом и 5-фтор-2'-дезоксиуридином (конкурентное ингибирование). Специфическое ингибирование синтеза тимина, необходимого для синтеза ДНК, также используется в противораковой терапии.