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Lexikon der Ernährung: Purinbiosynthese

Purinbiosynthese, de-novo-Purinsynthese, Epurine biosynthesis, ein allgemeiner Pfad zur Neusynthese des Purinringsystems, der auf allen Stufen der evolutionären Entwicklung vertreten ist. Beim Erwachsenen werden täglich etwa 400–700 mg Purin- und Pyrimidinbasen neu synthetisiert, ein weiterer Anteil wird aus den mit der Nahrung aufgenommenen Nucleobasen wiederverwertet.
Abb. 1 zeigt dass wesentliche Teile des Puringerüsts aus den Aminosäuren Glycin, Aspartat und Glutamin stammen, in Abb. 2 sind die einzelnen Stoffwechselschritte dargestellt.
α-D-Ribose-5-phosphat wird pyrophosphoryliert zu 5-Phosphoribosyl-1-pyrophosphat. Die Pyrophosphatgruppe wird anschließend durch eine Aminogruppe ersetzt, welche aus der Amidgruppe von L-Glutamin übertragen wird. Der Stickstoff dieser Gruppe ist für das N9 des Purinringsystems vorgesehen. Die Ribosephosphatgruppe bleibt während der nachfolgenden enzymatisch katalysierten Stufen gebunden, die letztendlich zum vollständigen Purinringsystem führen. Die Purine werden also in Form ihrer Nucleosidmonophosphate synthetisiert. Das erste Produkt mit einem vollständigen Purinringsystem ist die Inosinsäure (Inosin-5’-monophosphat, IMP), sie ist Ausgangspunkt für die Synthese der Purinnucleotide Adenosin-5'-monophosphat (AMP) und Guanosin-5'-monophosphat (GMP) durch sog. Interkonversion.
Die Nucleosidmonophosphate werden durch zwei Kinase-Reaktionen in die Triphosphate (die direkten Vorstufen von RNA) überführt. Diese Kinasen sind wenig spezifisch. Sie katalysieren die Phosphorylierung von Adenin-, Guanin-, aber auch von Pyrimidinnucleotiden.
Die P. wird durch beide Endprodukte, AMP und GMP, reguliert, die beide die Phosphoribosylpyrophosphat-Amidotransferase (EC 2.4.2.14) gemeinsam inhibieren. GMP inhibiert ferner die IMP-Dehydrogenase (EC 1.2.1.14), AMP die Adenylsuccinat-Synthetase (EC 6.3.4.4). Die Biosynthese von AMP und GMP wird auch reguliert durch die wechselseitige Abhängigkeit der GMP-Biosynthese von ATP und der AMP-Synthese von GTP. ATP inhibiert die GMP-Reduktase, die in einem Schritt GMP in IMP umwandelt.


Purinbiosynthese: Abb. 1. Purin-Grundstruktur und die Anteile von Aminosäuren im Verlauf der Biosynthese.

Purinbiosynthese: Abb. 2. Bildung des Purinringsystems bis zur Inosinsäure.
  • Die Autoren

Albus, Christian, Dr., Köln
Alexy, Ute, Dr., Witten
Anastassiades, Alkistis, Ravensburg
Biesalski, Hans Konrad, Prof. Dr., Stuttgart-Hohenheim
Brombach, Christine, Dr., Gießen
Bub, Achim, Dr., Karlsruhe
Daniel, Hannelore, Prof. Dr., Weihenstephan
Dorn, Prof. Dr., Jena
Empen, Klaus, Dr., München
Falkenburg, Patricia, Dr., Pulheim
Finkewirth-Zoller, Uta, Kerpen-Buir
Fresemann, Anne Georga, Dr., Biebertal-Frankenbach
Frenz, Renate, Ratingen
Gehrmann-Gödde, Susanne, Bonn
Geiss, Christian, Dr., München
Glei, Michael, Dr., Jena (auch BA)
Greiner, Ralf, Dr., Karlsruhe
Heine, Willi, Prof. Dr., Rostock
Hiller, Karl, Prof. Dr., Berlin (BA)
Jäger, Lothar, Prof. Dr., Jena
Just, Margit, Wolfenbüttel
Kersting, Mathilde, Dr., Dortmund
Kirchner, Vanessa, Reiskirchen
Kluthe, Bertil, Dr., Bad Rippoldsau
Kohlenberg-Müller, Kathrin, Prof. Dr., Fulda
Kohnhorst, Marie-Luise, Bonn
Köpp, Werner, Dr., Berlin
Krück, Elke, Gießen
Kulzer, Bernd, Bad Mergentheim
Küpper, Claudia, Dr., Köln
Laubach, Ester, Dr., München
Lehmkühler, Stephanie, Gießen
Leitzmann, Claus, Prof. Dr., Gießen
Leonhäuser, Ingrid-Ute, Prof. Dr., Gießen
Lück, Erich, Dr., Bad Soden am Taunus
Lutz, Thomas A., Dr., Zürich
Maid-Kohnert, Udo, Dr., Pohlheim
Maier, Hans Gerhard, Prof. Dr., Braunschweig
Matheis, Günter, Dr., Holzminden (auch BA)
Moch, Klaus-Jürgen, Dr., Gießen
Neuß, Britta, Erftstadt
Niedenthal, Renate, Hannover
Noack, Rudolf, Prof. Dr., Potsdam-Rehbrücke
Oberritter, Helmut, Dr., Bonn
Öhrig, Edith, Dr., München
Otto, Carsten, Dr., München
Parhofer, K., Dr., München
Petutschnig, Karl, Oberhaching
Pfau, Cornelie, Dr., Karlsruhe
Pfitzner, Inka, Stuttgart-Hohenheim
Pool-Zobel, Beatrice, Prof. Dr., Jena
Raatz, Ulrich, Prof. Dr., Düsseldorf
Rauh, Michael, Bad Rippoldsau
Rebscher, Kerstin, Karlsruhe
Roser, Silvia, Karlsruhe
Schek, Alexandra, Dr., Gießen
Schemann, Michael, Prof. Dr., Hannover (auch BA)
Schiele, Karin, Dr., Heilbronn
Schmid, Almut, Dr., Paderborn
Schmidt, Sabine, Dr., Gießen
Scholz, Vera, Dr., Langenfeld
Schorr-Neufing, Ulrike, Dr., Berlin
Schwandt, Peter, Prof. Dr., München
Sendtko, Andreas, Dr., Gundelfingen
Stangl, Gabriele, Dr. Dr., Weihenstephan
Stehle, Peter, Prof. Dr., Bonn
Stein, Jürgen, Prof. Dr. Dr., Frankfurt
Steinmüller, Rolf, Dr., Biebertal
Stremmel, Helga, Bad Rippoldsau
Ulbricht, Gottfried, Dr., Potsdam-Rehbrücke
Vieths, Stephan, Dr., Langen
Wächtershäuser, Astrid, Frankfurt
Wahrburg, Ursel, Prof. Dr., Münster
Weiß, Claudia, Karlsruhe
Wienken, Elisabeth, Neuss
Wisker, Elisabeth, Dr., Kiel
Wolter, Freya, Frankfurt
Zunft, Hans-Joachim F., Prof. Dr., Potsdam-Rehbrücke

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