De-novo-Purinnukleotidsynthese

Zunächst reagiert Ribose-5-phosphat mit ATP unter Katalyse der Ribose-phosphat-Pyrophosphokinase zu Phosphoribosylpyrophosphat (PRPP).

In der folgenden Reaktion wird eine Aminogruppe von Glutamin auf PRPP übertragen. Dabei entstehen Glutamat und 5-Phosphoribosylamin. Katalysiert wird dieser geschwindigkeitsbestimmende Schritt durch die Glutamin-PRPP-Transferase.

Danach kommt es in einer ATP-abhängigen Reaktion zu einer Kondensation mit Glycin. Bei dieser durch die Glycinamid-Ribonukleotid-Synthetase katalysierten Reaktion entsteht Glycinamid-Ribonukleotid.

Es folgt die Formylierung der Aminogruppe des Glycins durch N10-Formyltetrahydrofolsäure. In einer ATP-abhängigen Reaktion wird von Glutamin ein Stickstoff-Atom übertragen und das Molekül zu einem Imidazol-Ring geschlossen. Nachdem eine Carboxylgruppe in den Imidazolring eingebaut wurde, kommt es zur ATP-abhängigen Übertragung der Aminogruppe des Aspartats.

Durch die Übertragung eines Kohlenstoff-Atoms von der N10-Tetrahydrofolsäure wird der zweite Ring geschlossen. Das entstandene Produkt ist Inosinmonophosphat (IMP).

AMP-Synthese

Bei der Synthese von AMP kommt es zu einem Austausch der Ketogruppe an C6 durch eine Aminogruppe aus Aspartat. Diese zweistufige Reaktion ist GTP-abhängig.

GMP-Synthese

Nach Oxidation des IMP an C2 durch NAD+ erfolgt die Übertragung einer Aminogruppe von Glutamin. Diese zum GMP führenden Reaktionen sind ATP-abhängig.

Ein Überschuss an GMP hemmt die Synthese des GMP aus IMP. Bei einer hohen Konzentration an AMP wird die Synthese des AMP aus IMP gehemmt.

Weiterhin führt die Anhäufung von GMP, AMP und IMP zu einer allosterischen Hemmung der ersten und der zweiten Reaktion der Synthese.

siehe auch: Adenin, Guanin, Salvage Pathway, Purinnukleotidabbau