PERAN NUKLEOTIDA :
Membentuk DNA dan RNA
Membentuk UDP-Glukose, CDP Membentuk UDP-Glukose, CDP
Diacylglycerin , S-Adenosyl Methionin Membentuk energi : ATP dan GTP GTP
Bagian dari enzym : NAD+ ,FAD dan Co-A Regulator metabolisme : cAMP dan cGTP
INHIBITOR NUKLEOTIDA : Methotrexate (Analog asam
folat) menghambat folat) menghambat
pembentukan Desoxythymidylat (pembentuk DNA)
Azidothymidine (AZT) inhibitor
NUKLEOSIDA : Purine atau Pyrimidine
yang terikat dengan Pentosa
NUKLEOTIDA : Ester Phosphat dari NUKLEOTIDA : Ester Phosphat dari
Nukleosida
Basa Purine utama : Adenine dan
Guanine
Yang lain : Hypoxanthine dan Xanthine (zat intermediate dari metabolisme
Basa Pyrimidine : Cytosine, Thymine, Uracil
Basa : Ribonukleosida : Ribonukleotida : Basa : Ribonukleosida : Ribonukleotida : Adenine (A) Adenosine Adenylat (AMP) Guanine (G) Guanosine Guanylat (GMP) Uracil (U) Uridine Uridylat (UMP) Cytosine (C) Cytidine Cytidylat (CMP)
N C C C C N N N H CH NH2 | H N C C C C N N N H CH O || H H2N adenine
adenine guanineguanine
H H N C C C C N H O NH2 | H H N C C C C N H O H H O || CH 3 N C C C C N H O O || H H H cytosine
Cincin Purine : Glycin, Glutamin, Aspartat Cincin Pyrimidine : Aspartat, Carbamoyl phosphat (Glutamin + HCO3)
Ribosephosphat yang menyusun Purine Ribosephosphat yang menyusun Purine
atau Pyrimidine berasal dari
5-Phosphoribosyl-1-Pyrophosphat (PRPP)
PRPP berasal dari ATP + Ribose 5- phosp. Ribose 5 Phosphat berasal dari HMP shunt
Synthese Purine (de novo) : Glutamin Glutamat PRPP 5 Phosphoribosyl-1Amin Enzym : Amido-Phosphoribosyl transferase
Adenylosuccinat ATP
10 Reaksi Inosinat (IMP)
Xanthylat GTP Xanthylat GTP
Synthese Purine (Salvage Pathways) :
PRPP Purin-ribonukleotida Purine PPi
Enzym : Adenin-Phosphoribosyl-transferase Adenin + PRPP Adenylat + PPi
Enzym : Hypoxanthin-Guanin-Phosphoribosyl-transferase (HGPRT) Hypoxanthin + PRPP Hypoxanthin + PRPP Inosinat + PPi Guanin + PRPP Guanylat + PPi
Inhibitor (feedback) : AMP, GMP
Synthese Pyrimidine :
Glutamin + 2 ATP + HCO-3 2 ADP + Pi + Glutamat + 2 ADP + Pi + Glutamat + Carbamoylphosphat Carb. Ph.+ Aspartat N-Carbamoylaspartat N-Carb.aspartat Uridylat (UMP)
CMP dibentuk dari proses aminasi
terhadap UMP
Glutamin Glutamat
UMP CMP
ATP + H2O ADP +Pi + 2H+
Proses methylasi terhadap dUMP
TMP
Donor methyl : N5,N10
Pada DNA tdk tdp Uracil tetapi Thymin
Thymin dibentuk dari methylasi terhadap Desoxyuridylat (dUMP) oleh enzim
Thymidylat synthase
Desoxyuridylat (dUMP) oleh enzim Thymidylat synthase
Donor grup Methyl : N5, N10
-Methylentetrahydrofolat
Grup Methyl yang ditransfer dalam bentuk tereduksi, dimana 2 elektron untuk proses reduksinya berasal dari Unit H4-Folat sendiri dalam bentuk Hydrid-ion (H:-)
Ion ini menjadi bagian dari -CH3 yang
ditransfer ke dTMP dan selanjutnya H4-Folat Dihydrofolat.
H4-Folat Dihydrofolat.
NAD+ : Tryptophan Nicotinat
(Niacin) + PRPP
Nicotinatribonukleotida
FAD : Riboflavin + 2 ATP
Co-A : Phosphorilasi terhadap
Persamaan karakteristik ketiga reaksi tersebut (NAD, FAD dan Co-A): transfer AMP dari ATP thd grup Phosphat dari zat intermediate yang diphosphorilasi.
intermediate yang diphosphorilasi.
Pyrophosphat yang terbentuk
dihydrolisa menjadi Orthophosphat.
Hal yang sering berulang dalam reaksi Biokimia : Reaksi biosynthese sering
terjadi melalui hydrolysa Pyrophosphat yang dibebaskan.
Ribose-5 Phosphat PRPP Phosphoribosyl-amin IMP Phosphoribosyl-amin IMP Adenylosuccinat AMP IMP Xanthylat GMP
Feedback inhibition dari synthese
Purin-nucleotide kontrol dari biosynthese Purin.
Synthese Purin-nucleotide dapat
dihambat secara feedback pd bbrp tmpt.
1. Enzim 5
Phosphoribosyl-1-Pyrophosphat-synthetase yang diinhibisi oleh AMP, GMP, IMP mengatur
2. Reaksi “kunci” untuk dimulainya
proses biosynthese Purin (transfer dari gugus amido dari rantai samping
gugus amido dari rantai samping
Glutamin) oleh enzim Glutamin-PRPP-Amidotransferase dihambat oleh Purin-ribonucleotide.
Endproduct dari reaksi ini (AMP dan
3. AMP menghambat synthese
Adenylosuccinat dari Inosinat, sedang GMP menghambat perobahan dari
Inosinat menjadi Xanthylat. Inosinat menjadi Xanthylat.
4. GTP merupakan substrat dari
synthese AMP dan ATP merupakan substrat dari synthese GMP.
Hubungan timbal balik substrat ini
(Reciproke) memelihara produksi yang seimbang dari Adenin- dan
Nucleotide intraselluler selalu dibentuk dan
didegradasi secara kontinu.
Melalui enzim Nucleotidase dihydrolysa menjadi Nucleoside.
menjadi Nucleoside.
AMP dihydrolisa oleh enzim 5’-nucleotidase Adenosine dan oleh Adenosine deaminase
Inosine
Purine -nucleoside-phosphorilase akan
merobah Inosine, Guanosine dan Xanthosine menjadi Hypoxanthine, Guanine dan Xanthine dan juga Ribose1 Phosphat.
Ribosephosphat mutase merobahnya
menjadi Ribose 5 Phosphat Synthese PRPP
Hypoxanthine Xanthine oleh enzim
Hypoxanthine Xanthine oleh enzim
Xanthine oxidase (Mo,FAD dan Fe-S) dan selanjutnya oleh enzim Xanthine Oxidase menjadi Uric acid.
Guanine Xanthine (deaminasi oleh
Asam Urat dalam serum
penumpukan kristal Natrium Urat di sendi-sendi Gout
di sendi-sendi Gout
Therapy : Allopurinol (analog
Hypoxanthin), bekerja sebagi substrat dan kemudian inhibitor terhadap Xanthin-oxidase
Adenosine deaminase deficiency
Immunodeficiency
Konsentrasi dATP yang tinggi Konsentrasi dATP yang tinggi
menghambat Ribonucleotide reductase sinthesa DNA dihambat
Gangguan fungsi T- dan B-cells
Purine nucleoside phosphorylase def.
level purine nucleotida meningkat dan sinthesa Uric acid menurun.
Katabolisme Pyrimidine : dTMP 2’-Deoxythymidine Thymine Dihydrothymine β-Ureidoisobutyrate β ββ β-Aminoisobutyrateβ ββ β-Aminoisobutyrate Transaminasi Methylmalonatsemialdehyd Methylmalonyl-CoA Succinyl-CoA
Cytidine dan dCMP Uracil Dihydrouracil β-Alanine.
Digestion of dietary Nucleic acids
Enzim Nuclease (DNAase dan RNAase) :
Nucleic acids Oligonucleotides
Enzim Phosphodiesterase : Oligonucleotides
Mononucleotides Mononucleotides
Enzim Nucleotidase : Nucleotides
Nucleosides (Phosphat dipisahkan)
Enzim Nucleosidase : Free bases and Ribose or
Deoxyribose which are then absorbed
Dietary purine and pyrimidine bases degraded
Gouty arthritis
The inflammation caused by urate
crystals deposition attracts white blood cells, which engulf the crystals
Urate crystals disrupt the lysosomal
Urate crystals disrupt the lysosomal
membranes in the white blood cells
Result : the leakage of lysosomal
enzymes into the tissues
Visible structure called “tophi” (urate
crystal stones) may form near joints and cause deformities
Gouty arthritis
There are two forms of Gout : Primary and
Secondary
Primary : genetic defects in purine metabolism Primary : genetic defects in purine metabolism Several variants of Ribose 5-phosphate
pyrophosphokinase are not effectively regulated by allosteric inhibitors e.g., Pi, GDP or ADP
Consequently PRPP consentration rise, causing the
increased synthesis of purine nucleotides.
Gouty arthritis
HGPRT deficiency causes Hyperuricemia because
of decreased Salvage of purine bases.
In Glucose 6-phosphatase deficiency, In Glucose 6-phosphatase deficiency,
hypoglycemia develops in affected individuals
because they cannot produce blood glucose from glucose 6-phosphate.
High liver concentrations of Glucose 6-phosphate
stimulate the synthesis of Ribose 5-phosphate and PRPP
Gouty arthritis
Secondary : Leukemia patients overproduce uric
acid either because of massive cell destruction or the chemotherapy treatment.
Hyperuricemia also results when certain drugs
interfere with the renal secretion of uric acid.
Lead poisoning also develop gout because of renal
damage.
Saturnine Gout : Port wines (Lead salts were
added to give very effective preservatives) and Rum (stored in containers lined with lead)
Lesch Nyhan Syndrome : Deficiency of HGPRT
Excessive production of uric acid Excessive production of uric acid
Certain neurological symptoms (self-mutilation,
aggressive, involuntary movement and mental retardation)
Affected children appear normal at birth but begin
Lesch Nyhan Syndrome :
The severe symptoms of hereditary HGPRT
deficiency indicate that the purine salvage pathway
deficiency indicate that the purine salvage pathway is vitally important.
Purine nucleotide synthesis inhibitors for treating
cancer indicate that both pathways must be
Therapy Cancer : block terhadap enzym
Thymidylat synthase (Fluorouracil)
Enzym Dihydrofolat reduktase (Aminopterin Enzym Dihydrofolat reduktase (Aminopterin
dan Methotrexate, yaitu analog Dihydrofolat)
Toxis terhadap : Stemcell (BM), Epithel GIT