プリン体とピリミジン合成の違い

プリン合成とピリミジン合成の重要な違いは、プリン合成が主に救済経路で行われるのに対し、ピリミジン合成は主に第一原理経路で行われることである...。

プリン合成とピリミジン合成の大きな違いは、プリン合成が主に救済経路で行われるのに対して、ピリミジン合成は主に第一原理経路で行われることです。

プリンとピリミジンは窒素塩基である。プリン体は、6員環と5員環の窒素が結合している。ピリミジンは6員環の窒素含有環を1つだけ持っている。プリンとピリミジンは、核酸であるDNAやRNAを構成するヌクレオチドの主成分であり、また、ATPはエネルギー通貨であり、UTPやGTPも同様である。したがって、プリンとピリミジンが主なエネルギーキャリアとなる。ヌクレオチド補酵素（NADなど）を合成するための前駆体である。プリンとピリミジンは、主に救済経路と第一原理経路の2つの経路で合成される。改善経路では、分解経路の中間体からプリンとピリミジンが合成される。第一原理計算による経路では、プリンとピリミジンは単純な分子、特にアミノ酸前駆体から合成される。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. プリン合成とは 3. ピリミジン合成とは 4. プリン合成とピリミジン合成の類似点 5. 横並び比較-プリン合成とピリミジン合成の表形式 6. まとめ

プリン合成は何ですか？

プリン体は炭素と窒素の2つの環状塩基である。これらは、6員環と5員環の含窒素環で融合している。プリン塩基は4つある。アデニンとグアニンは、核酸からヌクレオチドを形成するのに関与する2つのプリン体である。ヒポキサンチンとキサンチンは、ヌクレオチドの形成には関与しないが、プリンヌクレオチドの合成と分解に重要な役割を果たす他の2つのプリンである。

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図01：プリン体合成

プリン体はリボヌクレオチドという形で合成される。プリン体合成は、救済経路と第一原理経路で行われる。この経路では、グリシン分子全体（原子4、5、7）、アスパラギン酸のアミノ窒素（原子1）、グルタミンのアミド窒素（原子3、9）、葉酸の1炭素プールの成分（原子2、8）、二酸化炭素、グルコースのリボース5-PおよびATPのエネルギーが使われます。プリン体は、リブロース5-リン酸-1-ピロリン酸（PRPP）を用いた救済経路で合成される。ホスホリボシルトランスフェラーゼ（PRT）と呼ばれる酵素は、プリンのリサイクルを触媒する。

ピリミジン合成は何ですか？

ピリミジンは炭素-窒素の環状塩基である。6員環の窒素を含む環を1つだけ含む。ピリミジンには、チミン、ウラシル、シトシン、オロチンなど4種類がある。ウラシルはRNAにしか存在しない。シトシンはDNAとRNAに含まれるが、チミンはDNAにしか含まれない。ピリミジン合成は、プリン合成と同様に、救済経路と第一原理経路で行われます。

図02：ピリミジンの合成

ピリミジンは分子が単純なので、ゼロからの合成はプリン体より簡単である。グルタミンのアミド窒素と二酸化炭素がピリミジン環の2番目と3番目の原子を提供し、環の他の4つの原子はアスパラギン酸が提供する。PRPPは分子の糖リン酸部分を提供する。ピリミジンのリサイクルは、ヌクレオシドホスホリラーゼ（ウリジンホスホリラーゼ、デオキシチミジンホスホリラーゼ）、ヌクレオシドキナーゼ（チミジンキナーゼ、ウリジンキナーゼ）によって触媒される。

プリン体とピリミジン合成の共通点

プリン体もピリミジンもヌクレオチドという形で合成される。
プリンとピリミジンの合成は、リメディエーションとデノボで行われる。
プリンやピリミジンの第一原理合成では、分子の糖リン酸部分はPRPPによって提供されます。
人間は、主にプリンとピリミジンの内因性合成に依存している。
グルタミンとアスパラギン酸は、2つのヌクレオチドのde novo合成に必要な2つのアミノ酸前駆体である。