nukleotidproduktion

Nukleotidproduktion avser biosyntesen av nukleotider, byggstenar för RNA och DNA samt energibärarna ATP, GTP och andra nukleotider som är involverade i cellens metabolism. Produktion sker i huvudsak genom de two huvudvägarna de novo-syntes och salvage (återvinning), och omfattar både ribonukleotider och deoxyribonukleotider. Nukleotiderna bildas i två stora grupper: purinnukleotider och pyrimidinnukleotider, vilka delar vissa gemensamma steg men följer separata vägar.

De novo-syntesen för purinnukleotider börjar med ribos-5-fosfat som omvandlas till phosphoribosyl-1-pyrophosphate (PRPP). Via en serie enzymatiska steg byggs en purinringen medan den kopplas till PRPP, vilket i slutskedet ger inosinfosfat (IMP). IMP fungerar som en central föregångare och kan omvandlas till AMP eller GMP genom specifika vägar med reglering via feedbackinlenkning av AMP, GMP och IMP. Pyrimidinnukleotider bildas först som carbamoylphosphate via CPS II, som sedan kombineras med aspartat för att bilda orotat. Orotat konjugeras med PRPP för att bilda UMP, som fosforyleras till UDP och UTP och därefter via amidering till CTP. För båda grupperna används PRPP som en nyckel byggsten.

Salvagevägarna återanvänder fria baser och nukleosider för att återbilda nukleotider, vilket minskar behovet av de novo-syntes. Deoxynukleotider bildas huvudsakligen genom reduktion av ribonukleotider via ribonukleotidreduktas, vilket ger dNTP som används vid DNA-syntes. Balansen mellan olika dNTP-nivåer regleras allostert och genom cellcykelns behov, vilket är avgörande för korrekt DNA-replikation och reparation. Brist eller störningar i nukleotidmetabolismen kan leda till metabola sjukdomar eller onkologi.