生化学

2)プリンヌクレオチドの再合成(サルベージ経路)

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ここでは、プリンヌクレオチドのサルベージ経路について確認していきましょう。

ヌクレオチドのde novo合成とサルベージ経路

1)プリンヌクレオチドのde novo合成」で解説しているように、

ヌクレオチド合成過程には、アミノ酸などを材料としてヌクレオチドを生合成するde novo合成」と塩基やヌクレオシド(塩基と糖)を材料としてヌクレオチドを再合成するサルベージ経路」の2つがあります。

プリン塩基のサルベージ経路

黒アザラシ
サルベージとは、「沈没船などの引上げ作業」のことをいいます。このことから、サルベージ経路とは、食事由来あるいはもともと生体内にあった核酸を分解して生じた塩基やヌクレオシド(塩基と糖)を再利用してヌクレオチドを合成する経路のことをいいます。

プリン塩基のサルベージ経路で働く重要な酵素には、ヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼHGPRT)とアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼAPRT)という2つがあります。

ヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HGPRT)による反応

核酸分解の過程で生じたグアニン(プリン塩基)とヒポキサンチン(プリン塩基)は、
ヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼHGPRT)の作用によって、ホスホリボシル二リン酸PRPP:phosphoribosyl pyrophosphate)が結合し、それぞれGMPグアニル:グアノシン一リン酸とも呼ばれる)とIMPイノシン酸:イノシン一リン酸とも呼ばれます)を生じます。

※PRPPは、リボース5-リン酸にピロリン酸(2つのリン酸)が結合した構造をしていたことを思い出しましょう。

プリン塩基のサルベージ経路

アデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(APRT)による反応

一方、核酸分解の過程で生じたアデニン(プリン塩基)は、
アデニンホスホリボシルトランスフェラーゼAPRT)の作用によって、ホスホリボシル二リン酸PRPP:phosphoribosyl pyrophosphate)が結合し、AMPアデニル酸:アデノシン一リン酸とも呼ばれる)を生じます。

プリン塩基のサルベージ経路

ヒポキサンチン+PRPP→IMP

グアニン+PRPP→GMP

アデニン+PRPP→AMP

プリンヌクレオチド合成におけるサルベージ経路の意義

ヌクレオチドのde novo合成経路では、多量のエネルギー(ATP)を使用してしまう一方で、サルベージ(再利用)経路では、核酸の分解によって生じた塩基やヌクレオシドを再利用するため、エネルギー面での節約にもつながります。

また、プリンヌクレオチドの分解によって生じる最終産物は「尿酸」ですが、プリンヌクレオチド合成におけるサルベージ経路の利用は、尿酸の異常な蓄積を防ぐという意味でも重要な反応となっています。

プリンヌクレオチドの合成(サルベージ経路)についてはこれで以上です。
次は「3)ピリミジンヌクレオチドのde novo合成」について学んでいきましょう。

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