REAKSI REAKSI SPESIFIK NUKLEOTIDA

Nukleotida merupakan struktur pembentuk inti sel – DNA dan RNA yang penting untuk perkembangan sel, fungsi-fungsi tubuh dan penggantian jaringan yang rusak. Nukleotida tersebut terdapat di semua sel tubuh. Nukleotida adalah molekul yang tersusun dari gugus basa heterosiklik, gula, dan satu atau lebih gugus fosfat. Basa penyusun nukleotida biasanya adalah berupa purina atau pirimidina sementara gulanya adalah pentosa (ribosa), baik berupa deoksiribosa maupun ribosa.

Nukleotida juga berperan dalam metabolisme sel. Contohnya saja nukleotida jenis Adenosin triposphat, yang merupakan pembawa energi utama ke dalam sel tubuh. Sel tubuh tidak akan berfungsi tanpa nukleotida ini. Nukleotida juga berfungsi untuk membantu sintesa lemak, karbohidrat, dan protein.

Nukleotida secara alami terbentuk didalam tubuh kita. Nuleotida khususnya terdapat di dalam jaringan tubuh yang berganti secara cepat, misalnya: jaringan kulit, sel darah merah dan putih, dan juga dalam sistem kekebalan tubuh.

Tubuh kita dapat membentuk nukleotida ini di dalam hati. Selain itu, kita juga bisa mendapatkannya dari luar tubuh melalui makanan yang kita konsumsi.

Nukleotida tersedia di dalam ASI, zat ini terbukti memberikan banyak manfaat bagi anak anda.

Terdapat 13 jenis nukleotida yang ditemukan di dalam ASI, 5 diantaranya terbukti memiliki fungsi-fungsi fisiologis. 5 Nukleotida tersebut adalah:

1. Sitidin
2. Adenosin
3. Uridin
4. Guanosin
5. Inosin

Nukleotida berperan penting dalan membangun kekebalan tubuh terhadap infeksi.

Hal tersebut merupakan salah satu alasan mengapa anak yang diberikan ASI jarang terkena batuk, pilek, dan berbagai penyakit lain.

Nukleotida mencegah infeksi saluran pencernaan

Terjadinya diare pada anak-anak biasanya disebabkan oleh infeksi virus di saluran perncernaan (gastroenteritis). Terkadang diare juga disebabkan oleh bakteri atau parasit. Nukleotida tidak hanya dapat melindungi anak anda dari infeksi saluran cerna yang parah, tapi juga membantu pencegahan dan penyembuhan diare.

Biosintetis nukleotida Purin

Situs utama dari sintesis purin dalam hati. Sintesis dari nukleotida purin dimulai dengan PRPP dan mengarah pada nukleotida sepenuhnya terbentuk pertama, 5'inosin-monophosphate (IMP).  Jalur ini yang digambarkan di bawah ini. Basis purin tanpa gugus ribosa terlampir adalah hipoksantin. Basis purin dibangun di atas ribosa dengan beberapa amidotransferase dan reaksi transformylation.  Sintesis IMP membutuhkan lima mol ATP, dua mol glutamin, salah satu mol glisin, satu mol CO _2, satu mol aspartate dan dua mol formate. Para gugus formil dilakukan pada tetrahydrofolate (THF) dalam bentuk N ^5, N ^{10-methenyl-THF} dan N ^{10-formil-THF.}

Enzim nama:

1. Glutamin amidotransferase phosphoribosylpyrophosphate

2. Glycinamide sintase ribotide

3. Glycinamide transformylase ribotide

4. Formylglycinamide sintase

5. Sintase ribotide aminoimidazole

6. Karboksilase ribotide aminoimidazole

7. Succinylaminoimidazolecarboxamide sintase ribotide

8. Adenylosuccinate lyase

9. Transformylase aminoimidazole ribotide karboksamida

10. IMP cyclohydrolase

Sintesis membentuk nukleotida purin penuh pertama, monofosfat inosin, IMP dimulai dengan 5-phospho-α-ribosyl-1-pirofosfat, PRPP. Melalui serangkaian reaksi menggunakan ATP, tetrahydrofolate (THF) derivatif, glutamin, glisin dan aspartate IMP ini menghasilkan jalur. Tingkat membatasi reaksi dikatalisis oleh glutamin amidotransferase PRPP, enzim ditandai dengan 1 pada Gambar tersebut.  Struktur nucleobase dari IMP (hipoksantin) ditunjukkan. 

IMP merupakan titik cabang untuk biosintesis purin, karena dapat dikonversi menjadi baik AMP atau GMP melalui dua jalur reaksi yang berbeda. Jalur yang mengarah ke AMP membutuhkan energi dalam bentuk GTP; yang mengarah ke GMP memerlukan energi dalam bentuk ATP. Pemanfaatan GTP dalam jalur untuk sintesis AMP memungkinkan sel untuk mengontrol proporsi AMP dan GMP untuk dekat kesetaraan. Akumulasi dari GTP berlebih akan menyebabkan sintesis AMP dipercepat dari IMP sebaliknya, dengan mengorbankan sintesis GMP. Sebaliknya, karena konversi IMP untuk GMP membutuhkan ATP, akumulasi dari kelebihan ATP menyebabkan sintesis dipercepat GMP atas bahwa dari AMP.

 

Biosintesis Nukleotida pirimidin

 Sintesis dari pirimidin kurang kompleks dibandingkan dengan purin, karena dasar jauh lebih sederhana.  Basis menyelesaikan pertama adalah berasal dari 1 mol glutamin, salah satu mol ATP dan satu mol CO ₂ (yang merupakan karbamoilfosfat) dan satu mol aspartate. Sebuah mol tambahan glutamin dan ATP yang diperlukan dalam konversi UTP untuk CTP adalah. Jalur biosintesis pirimidin yang digambarkan di bawah ini.
karbamoilfosfat digunakan untuk sintesis nukleotida pirimidin berasal dari glutamin dan bikarbonat, dalam sitosol, yang bertentangan dengan siklus karbamoil fosfat urea berasal dari amonia dan bikarbonat dalam mitokondria.  Reaksi siklus urea dikatalisis oleh sintetase karbamoilfosfat I (CPS-I) sedangkan prekursor nukleotida pirimidin disintesis oleh CPS-II. karbamoilfosfat kemudian kental dengan aspartat dalam reaksi dikatalisis oleh enzim yang membatasi laju biosintesis nukleotida pirimidin, transcarbamoylase aspartate (ATCase).

 

Synthesis of carbamoyl phosphate by CPS II Sintesis karbamoilfosfat oleh CPS II 

 

Enzim nama:

1. Aspartate transcarbamoylase, ATCase

2. Karbamoil dehydratase aspartate

3. Dihydroorotate dehidrogenase

4. Orotate fosforibosiltransferase

5.-5'-fosfat karboksilase orotidine

Sintesis UMP dari karbamoilfosfat. Karbamoil fosfat digunakan dalam sintesis nukleotida pirimidin berbeda dari yang disintesis pada siklus urea, melainkan disintesis dari glutamin bukan amonia dan disintesis dalam sitosol. Reaksi ini dikatalisis oleh sintetase karbamoil fosfat II (CPS-II). Selanjutnya karbamoilfosfat dimasukkan ke dalam jalur biosintesis nukleotida pirimidin melalui aksi transcarbamoylase aspartat, ATCase (enzim # 1) yang adalah tingkat membatasi langkah dalam biosintesis pirimidin.  Setelah penyelesaian sintesis UMP dapat difosforilasi menjadi UTP dan digunakan sebagai substrat untuk sintase CTP untuk sintesis nukleotida CTP uridin. juga merupakan prekursor untuk sintesis de novo dari nukleotida timin. Tempatkan mouse di atas nama menengah hijau untuk melihat struktur.

Sintesis pirimidin berbeda dalam dua cara yang signifikan dari tahun purin.Pertama, struktur cincin dipasang sebagai basa bebas, tidak dibangun di atas PRPP. PRPP is added to the first fully formed pyrimidine base (orotic acid), forming orotate monophosphate (OMP), which is subsequently decarboxylated to UMP. PRPP ditambahkan ke base pirimidin terbentuk penuh pertama (asam orotic), membentuk monofosfat orotate (OMP), yang kemudian dekarboksilasi untuk UMP. Second, there is no branch in the pyrimidine synthesis pathway. Kedua, tidak ada cabang di jalur sintesis pirimidin. UMP is phosphorylated twice to yield UTP (ATP is the phosphate donor). UMP adalah fosforilasi dua kali untuk menghasilkan UTP (ATP merupakan donor fosfat). The first phosphorylation is catalyzed by uridylate kinase and the second by ubiquitous nucleoside diphosphate kinase. Yang pertama adalah fosforilasi dikatalisis oleh kinase uridylate dan yang kedua oleh nukleosida difosfat kinase mana-mana. Finally UTP is aminated by the action of CTP synthase, generating CTP. Akhirnya UTP aminated oleh aksi sintase CTP, menghasilkan CTP. The thymine nucleotides are in turn derived by de novo synthesis from dUMP or by salvage pathways from deoxyuridine or deoxythymidine. Para nukleotida timin pada gilirannya diturunkan oleh sintesis de novo dari DUMP atau dengan jalur penyelamatan dari deoxyuridine atau deoxythymidine.

Sintesis dari Nukleotida Timin

 The novo de dTTP jalur sintesis pertama yang membutuhkan penggunaan DUMP dari metabolisme baik UDP atau CDP. tempat pembuangan sampah diubah menjadi dTMP oleh aksi sintase timidilat. Kelompok metil (ingat timin yang 5-metil urasil) yang disumbangkan oleh N ^5, N ^10-metilen THF, mirip dengan sumbangan dari kelompok metil selama biosintesis dari purin. Properti unik dari tindakan sintase timidilat adalah bahwa THF dikonversi menjadi dihydrofolate (DBD), seperti reaksi hanya menghasilkan DBD dari THF,. Dalam rangka untuk sintase timidilat reaksi untuk melanjutkan THF harus dibuat ulang dari DBD. Hal ini dicapai melalui aksi reduktase dihydrofolate (DHFR). THF kemudian diubah menjadi N ^5, N ^10-THF melalui tindakan transferase hidroksimetil serin. Peran penting dalam biosintesis nukleotida DHFR timidin membuatnya menjadi target ideal untuk agen kemoterapi (lihat di bawah).

Sintesis dTMP dari DUMP

Jalur penyelamatan untuk dTTP sintesis melibatkan enzim kinase timidin yang dapat menggunakan salah timidin atau deoxyuridine sebagai substrat:

thymidine + ATP <——> TMP + ADP timidin + ATP <-> TMP + ADP

deoxyuridine + ATP <——> dUMP + ADP deoxyuridine + ATP <-> DUMP + ADP

Kegiatan kinase timidin (salah satu dari berbagai deoxyribonucleotide kinase) adalah unik karena berfluktuasi dengan siklus sel, naik ke puncak aktivitas selama fase sintesis DNA, melainkan dihambat oleh dTTP.

PERMASALAHAN :

1. Sebutkan enzim-enzim apa saja yang terbentuk dalam sintesis nukleotida purin ?

2.  Bagaimana Sintesis membentuk nukleotida purin ? jelaskan !

3.  jelaskan Jalur penyelamatan untuk dTTP sintesis melibatkan enzim kinase timidin yang dapat menggunakan salah timidin atau deoxyuridine sebagai substrat