Informace

Nukleosid trifosfáty vs. nukleotid difosfáty


Nukleosid může být definován jako nukleotid bez jeho fosfátové skupiny. Nukleosid trifosfát (NTP) je tedy nukleosid navázaný na 3 fosfáty.

To zase musí být ekvivalentní nukleotidu (jehož název naznačuje zahrnutí již jednoho fosfátu) plus dalších 2 fosfátů. Bylo by tedy vhodné označovat NTP jako a nukleotid difosfát?


Nukleosid je nukleotid bez fosfátové skupiny. To je něco, co říkáme, abychom rozuměli a korelovali nukleotid a nukleosid. Pokud by se však terminologie řídila IUPAC, měl by nukleotid obsahovat pouze jednu fosfátovou skupinu, ne více než to. Ačkoli NTP je typem nukleotidu, kvůli technické terminologii jsou nukleotidy klasifikovány jako nukleosidy s příponou popisující počet fosfátů přítomných v konkrétní jednotce. Pokud má například nukleotid jeden fosfát, jedná se o nukleosid monofosfát (NMP). Pokud má nukleotid dva fosfáty, pak se nazývá nukleosid difosfát (NDP) a pro tři je to nukleosid trifosfát (NTP). Můžete tedy říci NTP jako nukleotid difosfát, ale vzhledem k tomu, že nomenklatura také udává chemické vlastnosti sloučeniny, nebylo by to správné.

Wikipedie


Syntéza nukleotidů

Puriny (Adenine & amp Guanine) a pyrimidiny (Thymine, Cytosine & amp Uracil) jsou dvě třídy nukleotidů, které v buňkách tvoří nukleové kyseliny (DNA a amp RNA). Kromě primární úlohy DNA a RNA jako „úložiště genetických informací“ slouží nukleotidy v buňkách také různým funkcím, jako je nosič energie (ATP a GTP), složky koenzymů (NAD a FAD) a transdukce buněčného signálu (cAMP) a cGMP jako „druzí poslové“). Dostatečný přísun nukleotidů v buňce je velmi důležitý pro všechny buněčné procesy. Tento příspěvek pojednává o biosyntéze purinů a pyrimidinů SNADNÝM, ale podrobným způsobem.

Dráhy pro biosyntézu nukleotidů

Nukleotidová biosyntéza v buňce může být seskupena do dvou širokých tříd. (1) de-novo syntéza a (2) syntéza záchrannými cestami.

I. Syntéza de-novo (syntéza od nuly): je to biochemická cesta, ve které jsou nukleotidy syntetizovány nové z jednoduchých prekurzorových molekul.
II. Cesta záchrany (recyklační cesta): používá se k regeneraci bází a nukleosidů vytvořených během degradace RNA a DNA

Učební cíle:

@. Jak jsou v buňkách syntetizovány nukleotidy?
@. Jak dochází k de-novo syntéze purinů a pyrimidinů?
@. Syntéza IMP (prekurzor adeninu a guaninu)
@. Syntéza adeninu a guaninu z IMP
@. Syntéza Uracilu
@. Syntéza cytosinu
@. Syntéza deoxyribonukleotidů
@. Syntéza tyminu
@. Záchranné cesty purinů a pyrimidinů

. I. De-novo syntéza purinů:

Purinové nukleotidy nukleových kyselin jsou adenosin 5-monofosfát (AMP adenylát) a guanosin 5-monofosfát (GMP guanylát), obsahující purinové báze adenin, respektive guanin. První myšlenka biosyntézy purinových nukleotidů v buňce pochází ze studie Johna Buchanana (1948) studiemi radioaktivního značení u ptáků analýzou biochemie kyseliny močové (purin přítomný v exkrementech ptáků). Podrobné biosyntetické cesty biosyntézy purinů přišly v roce 1950 především podle děl Buchanana a G. Roberta Greenberga.

Obrázek ukazuje zdroj různých atomů v purinové kostře identifikovaný studiemi radioaktivního značení

N1 je odvozen od aminoskupiny aspartátu

C2 & amp C8 je odvozen od mravenčanu

N3 & amp N9 je odvozen od amidové skupiny glutaminu

C4, C5 a amp N7 jsou odvozeny od glycinu

C6 je odvozen z HCO3- (bikarbonát)

Aspartát, mravenčan, glutamin, glycin a hydrogenuhličitan působí jako stavební kameny pro syntézu purinů

Puriny (adenin a guanin) se syntetizují spíše jako ribo-nukleotidy (dusičná báze + ribózový cukr + fosfát) než jako volné báze. Oba puriny jsou odvozeny od prekurzoru, konkrétně inosin-5'-monofosfátu (IMP). Syntéza purinů tedy začíná syntézou IMP (viz myšlenková mapa).

Syntéza inosin monofosfátu (IMP):

Inosin monofosfát (IMP) je syntetizován v 11 enzymatických krocích z jednoduchých prekurzorů, jak je shrnuto níže

Krok 1: Aktivace ribózy-5-fosfátu a tvorba PRPP): α-D-ribóza-fosfát (R5P) se aktivuje pomocí ATP za vzniku 5-fosforibosyl-a-pyrofosfátu (PRPP) pomocí enzymu ribosfosfát pyrofosfokinázy. PRPP je také jedním z prekurzorů pro syntézu pyrimidinů a také aminokyselin Histidin a Tryptofan.

Krok 2: Získání atomu N9 purinu: Amidový dusík glutaminu vytlačuje pyrofosfátovou skupinu PRPP a také invertuje konfiguraci na C1 'za vzniku β-5-fosforibosylaminu (PRA) pomocí enzymu amidofosforibozyltransferázy. (Tato reakce přispívá atomem N9 purinové formy glutaminu)

Krok-3: Získání atomů purinu C4, C5 a amp N7: Karboxylová skupina glycinu se kombinuje s aminoskupinou β-5-fosforibosylaminu (PRA) za vzniku glycinamid ribotidu (GAR) pomocí enzymu – GAR syntetázy (C4, C5 a amp N7 purinu přispívá glycin)

Krok 4: Získání atomu C8 purinu: Aminoskupina glycinamid ribotidu (GAR) je formylována N10-formyltetrahydrofolátem a tvoří formylglycinamid ribotid (FGAR) za přítomnosti enzymu GAR transformylázy. (C8 purinu přispívá mravenčan)

Krok-5: Získání atomu N3 purinu: Amidový dusík druhého glutaminu se přidá k FGAR reakcí závislou na ATP za vzniku formylglycinamidin ribotidu (FGAM) pomocí enzymu FGAM syntetázy. (N3 purinu přispívá glutamin)

Krok-6: Tvorba purinového imidazolového kruhu: Reakce uzavírající kruh závislá na ATP (tvorba imidazolového kruhu) v přítomnosti enzymu AIR syntetázy za vzniku 5-aminoimidazolového ribotidu (AIR).

Krok 7: Získání atomu C6 purinu: ATP dependentní karboxylační reakce 5-aminoimidazolového ribotidu (AIR) s HCO3- (bikarbonátem) za vzniku karboxyaminoimidazolového ribotidu (CAIR) v přítomnosti enzymu AIR karboxylázy. (C6 purinu přispívá HCO3-)

Krok 8: Získání atomu N1 purinu: Přidá se aspartát a vytvoří amidovou vazbu s C6 za vzniku 5-aminoimidazol-4- (N-sukcinylokarboxamidu) ribotidu (SACAIR) v reakci závislé na ATP pomocí enzymu SAICAR syntetázy (N1 purinu přispívá aspartát)

Krok 9: Eliminace fumarátu: Fumarátová skupina je odštěpena ze SACAIR za vzniku 5-aminoimidazol-4-karboxamid ribotidu (AICAR) pomocí enzym-adenylosukcinát lyázy.

Krok 10: Získání atomu C2 purinu: Aminoskupina AICAR reaguje s N10-formyltetrahydrofolátem (formylace) za vzniku 5-formaminoimidazol-4-karboxamid ribotidu (FAICAR) za přítomnosti enzymu AICAR transformylázy. (C2 purinového kruhu přispívá tímto N10-formyltetrahydrofolátem)

Krok 11: Cyklizace za vzniku IMP: V poslední reakci je větší kruh FAICARU enzymaticky uzavřen za vzniku inosinmonofosfátu (IMP) s uvolněním molekuly vody katalyzované enzymem IMP cyklohydrolasou

Syntéza adenin a guaninu

IMP se v buňkách neakumuluje, ale je rychle přeměněn na adenin (jako AMP) a guanin (jako GMP). AMP se liší od IMP v nahrazení jeho 6-keto skupiny aminoskupinou, zatímco GMP se liší od IMP v přítomnosti aminoskupiny na C2

(A). Syntéza AMP (adenosin monofosfát)

IMP se převádí na AMP ve dvou enzymatických krocích

Krok 1: Darování aminoskupiny aspartátem: Aminoskupina aspartátu je enzymaticky spojena s IMP (C6 purinu) spojenou s hydrolýzou GTP za vzniku adenylosukcinátu za pomoci enzym-adenylosukcinátsyntetázy.

Krok 2: Eliminuje skupinu fumarátů a vytvoří AMP: Adenylosukcinát je enzymaticky přeměněn na AMP odstraněním fumarátové skupiny pomocí enzymu adenylosukcinát lyázy.

b). Syntéza GMP (guanosin monofosfát)

IMP se převádí na GMP ve dvou enzymatických krocích

Krok 1: Dehydrogenace IMP: IMP je enzymaticky dehydrogenován za vzniku xanthosin monofosfátu (XMP) s enzymem IMP dehydrogenázou. Uvolněné ionty H+ jsou přijímány NAD+.

Krok 2: Amidace XMP: Ve druhém kroku je XMP amidován amidovou skupinou z glutaminu za přítomnosti H2O a hydrolýzou ATP se získá GMP (guanosin monofosfát) katalyzovaný enzymem GMP syntetázou.

Syntéza nukleosidových difosfátů a trifosfátů

Pro účast syntézy DNA a RNA musí být nukleosidové monofosfáty a difosfáty převedeny na nukleosid trifosfáty. Nukleotidové difosfáty jsou syntetizovány z odpovídajícího nukleotidového monofosfátu přenosem fosfátové skupiny z ATP pomocí enzymu nukleosid monofosfát kinázy specifického pro bázi. Podobně jsou nukleotid trifosfáty syntetizovány druhým kolem fosforylace podporované ATP pomocí enzymu nukleosid difosfát kinázy.

ADP lze také převést na ATP různými reakcemi uvolňujícími energii v buňkách, například oxidační fosforylací (elektronový transportní systém dýchání), fotofosforylací (světelná reakce fotosyntézy) a také fosforylací na úrovni substrátu (jako při glykolýze)

II. De-novo syntéza pyrimidinů (Uracil, Thymine & Cytosine)

Biosyntéza pyrimidinů je jednoduchá než u purinů. Na rozdíl od syntézy purinů se pyrimidiny syntetizují jako báze a ty se přidávají k ribózovému cukru, tj. Kruh je dokončen předtím, než je spojen s ribos-5-fosfátem. Následující diagram ukazuje zdroj různých atomů v pyrimidinové kostře identifikovaný studiemi radioaktivního značení.

N1, C6, C5 a C4 jsou odvozeny od aspartátu

N3 je odvozen od glutaminu

C2 je odvozen z HCO3- (bikarbonát)

Aspartát, glutamin a bikarbonát přispívají pyrimidinovým jádrem

(A). De-novo syntéza UMP (uridin monofosfát)

Uridin monofosfát (UMP) také působí jako prekurzor CTP a dTTP). De-novo syntéza UMP je dokončena v 6 enzymatických krocích od jednoduchých prekurzorů.

Krok 1: Syntéza karbamoylfosfátu: Hydrolýzou dvou ATP molekul se bikarbonátový a amidový dusík glutaminu spojí za vzniku karbamoylfosfátu za přítomnosti enzymu karbamoylfosfát syntetázy II.

Krok 2: Syntéza karbamoyl aspartátu: Karbamoylfosfát reaguje s aspartátem za vzniku karbamoyl aspartátu katalyzovaného enzymem aspartát transkarbamoylázou (ATCase).

Krok 3: Uzavření kruhu a tvorba dihydroorotátu zesilovače: Eliminací (kondenzační reakcí) jedné molekuly vody se karbamoyl aspartát přemění na sloučeninu kruhu & dihydroorotát katalyzovaný enzymem dihydroorotázou.

Krok 4: Oxidace dihydroorotátu: Dihydroorotát se dehydrogenuje za vzniku orotátu s enzymem dihydroorotát dehydrogenázou. (V eukaryotech je dihydroorotát dehydrogenáza umístěna na vnějším povrchu vnitřní mitochondriální membrány. Všechny ostatní enzymy syntézy pyrimidinu jsou umístěny v cytosolu. Inhibice dihydroorotát dehydrogenázy bude inhibovat syntézu pyrimidinu v T lymfocytech, čímž dojde k oslabení autoimunitní choroby revmatoidní artritidy. Protože enzym není v cytosolu, oxidační sílu potřebnou pro konverzi dihydroorátu zajišťuje Quinone)

Krok-5: Získání zbytku ribózofosfátu: Orotate reaguje s PRPP za vzniku orotidin-5'-monofosfátu (OMP) s enzymem orotate phosphoribosyl transferase. Anomerní forma pyrimidinových nukleotidů je fixována v p-konfiguraci.

Krok 6: Dekarboxylace za vzniku UMP: OMP podléhá dekarboxylaci za pomoci enzymu OMP dekarboxylázy (ODCase) za vzniku uridin monofosfátu (UMP). Rychlost katalytické konverze OMP dekarboxylázy je faktorem 2 x 1023 nad nekatalyzovanou reakcí, což z ní činí nejkatalytičtěji zdatný enzym známý vědě.

Syntéza UTP z UMP

UMP se převádí na UTP ve dvoustupňové kinázové reakci se 2 molekulami ATP

b). Syntéza CTP

CTP je syntetizován aminací UTP enzymem CTP syntázou. U zvířat je aminoskupina darována glutaminem, zatímco u bakterií je aminoskupina darována přímo amoniakem.

Syntéza deoxyribonukleotidů:

Deoxyribonukleotidy jsou syntetizovány z odpovídajících ribonukleotidů redukcí ribózového cukru v poloze C2 ‘. Enzymy při tvorbě deoxyribonukleotidů redukcí odpovídajících ribonukleotidů se nazývají ribonukleotidové reduktázy (RNR). V živém světě jsou dosud popsány tři třídy RNR a všechny se liší ve svých protetických skupinách. Všechny nahrazují C2 ‘ - OH skupinu ribózy za - H prostřednictvím radikálového mechanismu

(C). Syntéza tyminu (5-methyluracil) jako dTTP:

Thymin, který je přítomen v DNA, a nikoli v RNA, je methylovaný uracilový zbytek. Tymin v buňce je syntetizován jako dTTP z dUMP methylací ve čtyřech krocích.

Krok 1: dUTP je hydrolyzován na dUMP a PPi enzymem dUTP difosfohydrolasou (dUTPase)

Krok 2: dUMP je poté methylován za vzniku dTMP

Krok 3 a zesilovač 4: dTMP je poté fosforylován s ATP ve dvou kolech za vzniku dTTP

Cesta záchrany purinů

Puriny mohou být generovány v buňkách během degradace nukleových kyselin záchrannými cestami. Obrat nukleových kyselin (zejména RNA) ve většině buněk uvolňuje adenin, guanin a hypoxanthin. Tyto volné puriny jsou přeměněny na své odpovídající nukleotidy záchrannými cestami. Cesty záchrany jsou v různých organismech rozdílné na rozdíl od de-novo purinové nukleotidové syntetické cesty, která je prakticky identická ve všech buňkách.

Puriny jsou u savců zachráněny dvěma různými enzymy:

1. Adenin -fosforibosyltransferáza (APRT), která zprostředkovává tvorbu AMP pomocí PRPP

2. Hypoxanthin -guanin -fosforibosyltransferasa (HGPRT), která katalyzuje analogickou reakci jak pro hypoxanthin, tak pro guanin

Hypoxanthine + PRPP ⇌ IMP + PPi

Lesch – Nyhanův syndrom (znak spojený s X, a proto častější u mužů) je způsoben nedostatkem HGPRT. Tento syndrom má za následek nadměrnou produkci kyseliny močové (produkt degradace purinu), která vede k neurologickým abnormalitám, mentální retardaci a agresivnímu a destruktivnímu chování.

Záchranná cesta pyramidinů

Podobně jako puriny se pyramidiny získávají také z derivátových meziproduktů nukleových kyselin, jako je DNA a RNA. Výtěžky pyrimidinů jsou katalyzovány enzymem pyrimidin-fosforibosyltransferázou, která využívá PRPP jako zdroj ribos-5-fofofátu.

Studujte offline (bez internetu)

Teď můžeš Stažení the PDF tohoto příspěvku Zcela zdarma!

Klikněte prosím na Odkaz ke stažení / Knoflík níže uložte příspěvek jako jeden soubor PDF. Soubor PDF se otevře v novém okně v samotném prohlížeči. Klikněte pravým tlačítkem na PDF a vyberte ‘Uložit jako‘ možnost uložit soubor do počítače.

Prosím Sdílejte PDF se svými přáteli, příbuznými, studenty a kolegy …


Rychlá a účinná syntéza nukleosidových polyfosfátů a jejich konjugátů pomocí solí sulfonyl imidazolium

Tato jednotka popisuje způsob přípravy nukleosidových polyfosfátů a jejich konjugátů, jako jsou nukleosid trifosfáty, symetrické a nesymetrické dinukleosidové polyfosfáty a cukrové nukleotidy. Protokoly používají jako spojovací činidla sulfonyl imidazolium soli (SnIS). Tato činidla se připravují ve dvou krocích ve velmi vysokém výtěžku z komerčně dostupných materiálů a lze je skladovat alespoň 1 rok při -20 ° C. Tetra-n-butylamoniové soli nukleosidových mono-, di- nebo trifosfátů reagují se SnIS za vzniku reaktivních dárců fosforylamidazolium. Tito dárci reagují s tetra-n-butylamoniové soli pyrofosfátu, nukleotidové mono- nebo difosfáty nebo cukr-1-fosfáty za vzniku nukleosidových polyfosfátů a jejich konjugátů ve vynikajících výtěžcích. Curr. Protoc. Nucleic Acid Chem. 51: 13.11.1-13.11.24. © 2012 John Wiley & Sons, Inc.


Nová metoda pro přípravu nukleosidových difosfátů

Zobrazení článků jsou součtem stažení textových článků od listopadu 2008 (PDF i HTML) v souladu s COUNTER ve všech institucích a jednotlivcích. Tyto metriky jsou pravidelně aktualizovány, aby odrážely využití, které vedlo až do posledních dnů.

Citace jsou počet dalších článků citujících tento článek, vypočítaný společností Crossref a aktualizovaný denně. Najděte více informací o počtech citací Crossref.

Altmetric Attention Score je kvantitativní měřítko pozornosti, které se výzkumnému článku dostalo online. Kliknutím na ikonu koblihy se načte stránka na altmetric.com s dalšími podrobnostmi o skóre a přítomnosti sociálních médií pro daný článek. Najděte více informací o altmetrickém skóre pozornosti a způsobu výpočtu skóre.


Abstraktní

Jedna hranice v syntetické biologii se snaží přesunout uměle rozšířené genetické informační systémy (AEGIS) do přirozených živých buněk a uspořádat metabolismus těchto buněk, aby jim umožnily replikovat plazmidy postavené z těchto nepřirozených genetických systémů. Kromě požadavku na polymerázy, které replikují oligonukleotidy AEGIS, takové buňky vyžadují metabolické cesty, které biosyntetizují trifosfáty nukleosidů AEGIS, substráty pro tyto polymerázy. Takové cesty obecně vyžadují nukleosidové a nukleotidové kinázy k fosforylaci nukleosidů a nukleotidů AEGIS na cestě k těmto trifosfátům. Konstrukce takových cest se tedy zaměřuje na inženýrství přírodních nukleosidových a nukleotidových kináz, které často nepřijímají nepřirozené biosyntetické meziprodukty AEGIS. To zase vyžaduje testy, které umožňují enzymovému inženýrovi sledovat kinázovou reakci, testy, které jsou snadno zaměnitelné s ATPázou a dalšími falešnými aktivitami, které mohou vzniknout „místně zaměřeným poškozením“ přirozených kináz, které jsou konstruovány. Tento článek představuje tři testy, které mohou detekovat tvorbu přirozených i nepřirozených deoxyribonukleosid trifosfátů a hodnotit jejich hodnotu jako polymerázových substrátů současně se sledováním postupu kinázového inženýrství. Zde se zaměřujeme na dva komplementární nukleosidové difosfáty AEGIS, 6-amino-5-nitro-3- (1'-β-d -2'-deoxyribofuranosyl) -2 (1H) -pyridon a 2-amino-8- (1'-β-d -2'-deoxyribofuranosyl) -imidazo [1,2-A] -1,3,5-triazin-4 (8H)-jeden. Tyto testy poskytují nové způsoby detekce tvorby nepřirozených deoxyribonukleosid trifosfátů in vitro a potvrdit jejich začlenění do DNA. Tyto testy lze tedy použít s jinými nepřirozenými nukleotidy.


Porovnání DNA a RNA

  • Thymin
  • Cytosin, adenin, guanin
  • Modifikace, zejména na 5-methylcytosin
  • Uracil
  • Cytosin, adenin, guanin
  • Možných je mnoho neobvyklých nebo upravených základen.
  • Deoxyribóza
  • Ribose
  • Podle organismu
  • V rozmezí od několika tisíc do několika milionů nukleotidů
  • Značně se liší
  • Dvouvláknová šroubovice
  • Párování základen
  • Superhelix
  • Spojuje se s proteiny (zejména histony) pro husté balení v jádře
  • Obvykle jednovláknové (kromě dvouvláknové miRNA a siRNA)
  • Jsou možné různé 3D struktury, např. Smyčky vytvářením krátkých sekcí s párováním bází (dvouvláknové)
  • Nese dědičnou informaci (souhrnně známou jako genom) o konstrukci a funkci organismu
  • Značně se liší v závislosti na třídě, např. Na kódovací, regulační nebo enzymatické funkci (viz tabulka „Klasifikace RNA“ níže)

Jordheim, L. P., Durantel, D., Zoulim, F. & amp Dumontet, C. Pokroky ve vývoji nukleosidových a nukleotidových analogů pro rakovinu a virová onemocnění. Nat. Rev. Drug Discov. 12, 447–464 (2013).

Deval, J. Antimikrobiální strategie: inhibice virových polymeráz 3'-hydroxylovými nukleosidy. Drogy 69, 151–166 (2009).

Chilar, T. & amp Ray, A. S. Nukleosidové a nukleotidové inhibitory reverzní transkriptázy HIV: 25 let po zidovudinu. Antiviral Res. 85, 39–58 (2010).

El Safadi, Y., Vivet-Boudou, V. & amp Marquet, R. Inhibitory reverzní transkriptázy HIV-1. Mikrobiol. Biotechnol. 75, 723–737 (2007).

Burton, J. R. & amp Everson, G. T. HCV NS5B inhibitory polymerázy. Clin. Liver Dis. 13, 453–465 (2009).

De Clercq, E. Antivirová léčiva v současném klinickém použití. J. Clin. Virol. 30, 115–133 (2004).

Schader, S. M. & amp Wainberg, M. A. Pohledy do patogeneze HIV-1 prostřednictvím objevování léků: 30 let základního výzkumu a obav do budoucnosti. HIV AIDS Rev. 10, 91–98 (2011).

Balzarini, J., Herdewijn, P. & amp De Clercq, E. Diferenciální vzorce intracelulárního metabolismu 2 ', 3'-didehydro-2', 3'-dideoxythymidinu a 3'-azido-2 ', 3'-dideoxythymidinu, dvě účinné sloučeniny viru proti lidské imunodeficienci. J. Biol. Chem. 264, 6127–6133 (1989).

Ho, H.-T. & amp Hitchcock, M. J. M. Buněčná farmakologie 2 ', 3'-dideoxy-2', 3'-didehydrothymidinu, nukleosidového analogu aktivního proti viru lidské imunodeficience. Antimikrob. Agenti Chemother. 33, 344–349 (1987).

Balzarini, J. a kol. In vitro a in vivo antiretrovirová aktivita a intracelulární metabolismus 3'-azido-2 ', 3'-dideoxythymidinu jsou vysoce závislé na druhu buněk. Biochem. Pharmacol. 37, 2065–2068 (1988).

McKenna, C. E., Kashemirov, B. A., Peterson, L. W. & amp Goodman, M. F. Modifikace dNTP trifosfátové skupiny: od mechanistických sond pro DNA polymerázy po antivirové a protirakovinné navrhování léčiv. Biochim. Biofy. Acta 1804, 1223–1230 (2010).

Freeman, S. & amp Ross, K. C. Prodrug design pro fosfáty a fosfonáty. Prog. Med. Chem. 34, 112–142 (1997).

Van Rompay, A. R., Johansson, M. & amp Karlsson, A. Fosforylace nukleosidů a nukleosidových analogů savčími nukleosid monofosfát kinázami. Pharmacol. Ther. 87, 189–198 (2000).

Meier, C., Knispel, T., De Clercq, E. & amp Balzarini, J. CykloSal-Pro-nukleotidy (cykloSal-NMP) 2 ', 3'-dideoxyadenosinu (ddA) a 2', 3'-dideoxy-2 ', 3'-didehydroadenosinu (d4A): syntéza a antivirové hodnocení vysoce účinného dodávacího systému. J. Med. Chem. 42, 1604–1614 (1999).

Meier, C., Lomp, A., Meerbach, A. & amp Wutzler, P. CykloPronukleotidy Sal-BVDUMP: jak převést antivirově neaktivní nukleosidový analog na bioaktivní sloučeninu proti EBV. J. Med. Chem. 45, 5157–5172 (2002).

Wagner, C. R., Iyer, V. V. & amp McIntee, E. J. Pronucleotides: směrem k in vivo dodávka antivirových a protirakovinných nukleotidů. Med. Res. Rev. 20, 417–451 (2000).

Mutahir, Z. a kol. Regulační doladění thymidinkinázy 1 prostřednictvím tvorby tetramerů. FEBS J. 280, 1531–1541 (2013).

Hecker, S. J. & amp Erion, M. D. Proléčiva fosfátů a fosfonátů. J. Med. Chem. 51, 2328–2345 (2008).

Pradere, U., Garnier-Amblard, E. C., Coats, S. J., Amblard, F. & amp Schinazi, R. F. Syntéza nukleosid fosfátu a fosfonátových proléčiv. Chem. Rev. 114, 9154–9218 (2014).

Ho, H.-T. & amp Hitchcock, J. M. Buněčná farmakologie 2 ', 3'-dideoxy-2', 3'-didehydrothymidinu, nukleosidového analogu aktivního proti viru lidské imunodeficience. Antimikrob. Agenti Chemother. 33, 844–849 (1989).

Zhang, Y., Gao, Y., Wen, X. & amp Ma, H. Současné strategie pro zlepšení orální absorpce nukleosidových analogů. Asian J. Pharm. Sci. 9, 65–74 (2014).

Cahard, D., McGuigan, C. & amp J. Balzarini, J. Aryloxyfosforamidátové triestery jako pro-přílivy. Mini Rev.Med. Chem. 4, 371–381 (2004).

Meier, C. & amp Balzarini, J. Aplikace přístupu cyklosal-proléčivo pro zlepšení biologického potenciálu fosforylovaných biomolekul. Antiviral Res. 71, 282–292 (2006).

Meier, C. C.ycloSal fosfáty jako chemické trojské koně pro intracelulární nukleotidovou a glykosylmonofosfátovou dodací chemii splňuje biologie. Eur. J. Org. Chem. 5, 1081–1102 (2006).

Meier, C., Lorey, M., De Clercq, E. & amp Balzarini, J. CykloSal-2 ', 3'-dideoxy-2', 3'-didehydrothymidin monofosfát (cykloSal-d4TMP): syntéza a antivirové vyhodnocení nového doručovacího systému d4TMP. J. Med. Chem. 41, 1417–1427 (1998).

Jessen, H. J., Balzarini, J. & amp Meier, C. Intracelulární odchyt cykloSal-pronukleotidy: modifikace proléčiv estery aminokyselin. J. Med. Chem. 51, 6592–6598 (2008).

Gisch, N., Balzarini, J. & amp Meier, C. Zdvojnásobení cykloSaligenyl-pronukleotidy. 5,5'-Bis (cykloSaligenyl-2 ', 3'-dideoxy-2', 3'-didehydrothymidin monofosfáty). J. Med. Chem. 52, 3464–3473 (2009).

Krylov, I. S., Kashemirov, B. A., Hilfinger, J. M. & amp McKenna, C. E. Evoluce přístupu proléčiv na bázi aminokyselin: zůstaňte naladěni. Mol. Pharm. 10, 445–458 (2013).

Furman, P. A. a kol. Fosforylace 3'-azido-3'-deoxythymidinu a selektivní interakce 5'-trifosfátu s reverzní transkriptázou viru lidské imunodeficience. Proč. Natl Acad. Sci. USA 83, 8333–8337 (1986).

Törnevik, Y., Ullman, B., Balzarini, J., Wahren, B. & amp Eriksson, S. Cytotoxicita 3'-azido-3'-deoxythymidinu koreluje s hladinami 3'-azidothymidin-5'-monofosfátu (AZTMP) vzhledem k tomu, že aktivita viru lidské imunodeficience (HIV) koreluje s hladinami 3'-azidothymidin-5'-trifosfátu (AZTTP) v kultivovaných C-T-lymfoblastoidních buňkách. Biochem. Pharmacol. 49, 829–837 (1995).

Mackman, R. L. a kol. Syntéza a anti-HIV aktivita cyklických pyrimidin fosfonomethoxy nukleosidů a jejich proléčiv: srovnání fosfonátů a odpovídajících nukleosidů. Nukleosidy Nukleotidy Nukleové kyseliny 26, 573–577 (2007).

Jessen, H. J., Schulz, T., Balzarini, J. & amp Meier, C. Bioreversibilní ochrana nukleosidových difosfátů. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 47, 8719–8722 (2008).

Schulz, T., Balzarini, J. & amp Meier, C. Přístup DiPPro: syntéza, hydrolýza a antivirová aktivita lipofilních d4T difosfátových proléčiv. ChemMedChem. 9, 762–775 (2014).

Pertenbreiter, F., Balzarini, J. & amp Meier, C. Nukleosidová mono- a difosfátová proléčiva 2 ', 3'-dideoxyuridinu a 2', 3'-dideoxy-2 ', 3'-didehydrouridinů. ChemMedChem. 10, 94–106 (2015).

Weinschenk, L., Schols, D., Balzarini, J. & amp Meier, C. Nukleosid difosfátová proléčiva: nesymetrické DiPPro-nukleotidy. J. Med. Chem. 58, 6114–6130 (2015).

Sienaert, R. a kol. Specifické rozpoznání analogů bicyklických pyrimidinových nukleosidů, nové třídy vysoce účinných a selektivních inhibitorů viru varicella-zoster (VZV), thymidinkinázou kódovanou VZV. Mol. Pharmacol. 61, 249–254 (2002).

Tan, X., Chu, C. K. & amp Boudinot, F. D. Vývoj a optimalizace nukleosidových analogů a proléčiv proti HIV: přehled jejich buněčné farmakologie, vztahů mezi strukturou a aktivitou a farmakokinetiky. Adv. Drog Deliv. Rev. 39, 117–151 (1999).

Bonnaffé, D., Dupraz, B., Ughetto -Monfrin, J., Namane, A. & amp Dinh, T. H. Syntéza acylpyrofosfátů - aplikace na syntézu nukleotidových lipofilních proléčiv. Tetrahedron Lett. 36, 531–534 (1995).

Kreimeyer, A., Andrè, F., Gouyette, C. & amp Dinh, T. H. Transmembránový transport adenosin 5'-trifosfátu pomocí lipofilního cholesterylového derivátu. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 37, 2853–2855 (1998).

Kumar, S. a kol. Koncové nukleotidy značené fosfáty: syntéza, aplikace a účinek linkeru na inkorporaci DNA polymerázami. Nukleosidy Nukleotidy Nukleové kyseliny 24, 401–408 (2005).

Sood, A. a kol. Koncové nukleotidy značené fosfáty se zlepšenými vlastnostmi substrátu pro homogenní testy nukleových kyselin. J. Am. Chem. Soc. 127, 2394–2395 (2005).

Vinogradov, S. V., Kohli, E. & amp Zeman, A. D. Srovnání nanogelových nosičů léčiv a jejich formulací s nukleosidovými 5'-trifosfáty. Pharm. Res. 23, 920–930 (2006).

Galmarini, C. M. a kol. Polymerní nanogely obsahující trifosfátovou formu cytotoxických nukleosidových analogů vykazují protinádorovou aktivitu proti buněčným liniím rakoviny prsu a kolorektálního karcinomu. Mol. Cancer Ther. 7, 3373–3380 (2008).

Peters, G. J., Adema, A. D., Bijnsdorp, I. V. & amp Sandvold, M. L. Lipofilní prekurzory a formulace konvenčních (deoxy) nukleosidových a fluoropyrimidinových analogů při rakovině. Nukleosidy Nukleotidy Nukleové kyseliny 30, 1168–1180 (2011).

Menger, F. M., Guo, Y. & amp Lee, A. S. Syntéza konjugátu léčiva lipidového peptidu N-4- (acylpeptidyl) -ara-C. Bioconjugate Chem. 5, 162–166 (1994).

Ibrahim, S. S., Boudinot, F. D., Schinazi, R. F. & amp Chu, C. K. Fyzikálně chemické vlastnosti, biokonverze a dispozice lipofilních proléčiv 2 ‘, 3’-dideoxycytidinu. Antiviral Chem. Chemother. 7, 167–172 (1996).

Horwitz, J. P., Chua, J., Da Rooge, M. A., Noel, M. & amp Klundt, I. L. Nucleosides. IX. Tvorba 2 ', 2'-nenasycených pyrimidinových nukleosidů novou beta-eliminační reakcí. J. Org. Chem. 31, 205–211 (1966).

Warnecke, S. & amp Meier, C. Syntéza nukleosidových di- a trifosfátů a dinukleosidových polyfosfátů s cykloSal-nukleotidy. J. Org. Chem. 74, 3024–3030 (2009).

DeWit, M. W. & amp Gillies, E. R. Kaskádový biologicky rozložitelný polymer založený na střídavé cyklizační a eliminační reakci. J. Am. Chem. Soc. 131, 18327–18334 (2009).

Bonnaffé, D., Dupraz, B., Ughetto-Monfrin, J., Namane, A. & amp Dinh, T. H. Potenciální lipofilní nukleotidové proléčiva- syntéza, hydrolýza a antivirová aktivita AZT a d4T acylových nukleotidů. J. Org. Chem. 61, 895–902 (1996).

Sarac, I. & amp Meier, C. Efektivní automatizovaná syntéza 5'-trifosfátů DNA a RNA v pevné fázi. Chem. Eur. J. 21, 1–7 (2015).

Tonn, V. C. & amp Meier, C. Syntéza (poly) fosforylovaných nukleosidů a konjugátů na pevné fázi. Chem. Eur. J. 17, 9832–9842 (2011).

Wolf, S., Zismann, T., Lunau, N. & amp Meier, C. Spolehlivá syntéza různých nukleosidových difosfátových glykopyranóz. Chem. Eur. J. 15, 7656–7664 (2009).


Abstraktní

Extracelulární ATP je známý agonista receptoru u zvířat a dříve se ukázalo, že mění růst rostlin, a proto jsme zkoumali, zda deriváty ATP mohou fungovat jako signální činidla mimo rostlinné buňky. Signální reakce indukované exogenními nukleotidy v živočišných buňkách obvykle zahrnují zvýšení koncentrace volného cytoplazmatického vápníku ([Ca 2+]cyt). Hodnotili jsme schopnost exogenně aplikovaného adenosin 5 ′-[γ-thio] trifosfátu (ATPγS), adenosin 5 ′-[β-thio] difosfátu (ADPβS) a adenosinu 5′-Ó-thiomonofosfát ke změně [Ca 2+]cyt v neporušeném apoaequorinu transgenním Arabidopsis thaliana sazenice. ATPγS a ADPβS se zvyšují [Ca 2+]cyta toto zvýšení je dále zvýšeno, když jsou nukleotidy přidány s elicitorovou kyselinou oligogalakturonovou. Exogenní léčba ATP také zvyšuje úroveň transkriptů kódujících mitogenem aktivované proteinové kinázy a proteiny zapojené do biosyntézy ethylenu a transdukce signálu. Nárůst [Ca 2+]cyt indukované deriváty nukleotidů mohou být odstraněny činidly blokujícími kanály Ca 2+ a chelátorem vápníku 1,2 -bis (Ó-aminofenoxy) ethan-N.,N.,N ',N '-tetraoctové kyseliny (BAPTA), a změny v genové expresi mohou být částečně blokovány těmito činidly. Tato pozorování naznačují, že extracelulární ATP může aktivovat vápníkem zprostředkované buněčné signální cesty v rostlinách, což potenciálně hraje fyziologickou roli při přenosu stresu a reakcí na rány.


Různé role nukleosiddifosfátkinázy ve stabilitě genomu a růstové kondici

Nukleosid difosfát kináza (NDK), všudypřítomný enzym, katalyzuje reverzibilní přenos y fosfátu z nukleosid trifosfátů na nukleosid difosfáty a funguje tak, že v buňce udržuje zásoby ribonukleotidů a deoxyribonukleotidů. Protože i malá nerovnováha v nukleotidových poolech může být mutagenní, hraje NDK úlohu antimutátoru při udržování integrity genomu. Mechanismus antimutátorových rolí NDK však není zcela objasněn. NDK navíc hrají důležitou roli v interakcích hostitel -patogen, metastázách, genové regulaci a různých buněčných metabolických procesech. Aby se přidaly tyto různé role NDK v buňkách, nedávná studie nyní ukazuje, že NDK může buňce dokonce propůjčit fenotypy mutátoru působením na poškozené deoxyribonukleosiddifosfáty, které mohou vzniknout během oxidačního stresu. V tomto přehledu diskutujeme o rolích NDK v homeostáze nukleotidových fondů a integritě genomu a jeho možných důsledcích pro udělení vhodnosti pro růst/přežití organismům v měnících se environmentálních mezerách.

Toto je náhled obsahu předplatného, ​​přístup prostřednictvím vaší instituce.