嘌呤核苷酸合成调节的主要形式是反馈调节。首先,细胞内PRPP(磷酸核糖焦磷酸)的浓度是调节嘌呤核苷酸从头合成途径最重要的因素。PRPP的浓度取决于体内PRPP合成与利用之间的平衡。PRPP的合成速度与磷酸核糖的量以及关键酶PRPP合成酶的活性呈正相关,而PRPP合成酶的活性又受到IMP(次黄嘌呤核苷酸)GMP(鸟嘌呤核苷酸)AMP(腺嘌呤核苷酸)等合成产物的反馈调节。PRPP的利用主要是在补救合成途径,因此补救合成途经越旺盛,PRPP消耗越多,从头合成途径也就越受到抑制。此外,从头合成的途径越旺盛,PRPP消耗也越多,反过来也会反馈抑制从头合成途径,可见相互之间存在非常复杂的反馈调节机制。 嘌呤核苷酸合成的关键酶主要有四个:PRPP合成酶、PRPP酰胺转移酶、腺苷酸代琥珀酸合成酶和次黄嘌呤核苷酸脱氢酶。其中最重要的是PRPP合成酶,其直接决定了嘌呤从头合成的速度。PRPP酰胺转移酶也可被合成的嘌呤核苷酸产物反馈抑制,但PRPP浓度的增加又可以促进其活性,加快PRA(5-磷酸核糖胺)的生成。腺苷酸代琥珀酸合成酶在AMP合成过程中起重要作用,调节AMP生成速度,但过量AMP则能抑制腺苷酸代琥珀酸合成酶的活性,调控AMP生成的速度。次黄嘌呤核苷酸脱氢酶则调节GMP的生成速度,过量的GMP可反馈抑制IMP脱氢酶活性,从而控制GMP的合成速度,GMP与AMP并不相互影响彼此的合成速度,具有较高的选择性。但IMP转变成AMP时需要GMP的存在,XMP转变成GMP时需要ATP的存在,即GTP可以促进AMP生成,ATP又可以促进GMP生成,彼此之间存在很复杂的交叉调节,这对维持体内ATP、AMP、GTP、GMP浓度的相互平衡具有重要意义。此外,体内嘌呤核苷酸还可以相互转变,以保持彼此平衡。比如,IMP可以转变XMP、AMP及GMP,而GMP、AMP又可以转变成IMP。 |