Purinesynthese

Purinesynthese bezeichnet die biosynthetische Bildung der Purinnukleotide AMP und GMP aus Vorstufen wie Ribose-5-phosphat, CO2, Formylgruppen und Aminosäuren. Die Purinsynthese erfolgt primär de novo, das heißt aus einfachen Vorstufen, sowie durch Salvagewege, die freie Purinbasen und Nukleoside wieder in Nukleotide überführen. Der de-novo-Pfad liefert die Bausteine für Replikation und Transkription, während der Salvageweg vorhandene Basen recycelt und so Energie spart.

De Novo: Beginnend mit Ribose-5-phosphat wird durch Umwandlung zu 5-Phosphoribosyl-1-posphat (PRPP) eine Grundmolekül aufgebaut. Die erste kommittierte Reaktion wird durch PRPP-Amidophosphoribosyltransferase katalysiert, die eine Amidogruppe an PRPP anfügt und damit GAR-Phosphoribosylanteil bildet. In nachfolgenden Schritten werden Glycin, Formylgruppen von N5,N10-Formyl-THF, Glutamin, CO2 und Aspartat eingefügt, bis schließlich Inosinmonophosphat (IMP) entsteht. IMP dient als zentraler Vorläufer für AMP und GMP. Die Umwandlung von IMP zu AMP bzw. GMP erfolgt durch weitere spezialisierte Enzyme.

Salvage: Purine können durch HGPRT, APRT und andere Phosphoribosyltransferasen aus Hypoxanthin, Guanin bzw. Adenin zu IMP, GMP bzw. AMP reassemblieren. Dieser Weg spart Energie im Vergleich zur De-novo-Synthese und trägt zur Aufrechterhaltung der Nucleotidvorräte bei.

Regulation und Bedeutung: Die de-novo-Synthese wird durch Feedbackhemmung von AMP und GMP reguliert; PRPP-Konzentration und zellulärer Bedarf steuern Geschwindigkeit. Dysfunktionen können zu Gicht, Immundefekten oder Stoffwechselstörungen führen. Die meisten Gewebe nutzen Salvage als Hauptquelle, während die Leber in mehreren Gewebebereichen die De-novo-Synthese aktiv betreibt.