Пуриносома — мультиферментний комплекс, що відповідає за процес біосинтезу пуринів de novo в клітинах. Стверджується, що частинами цього комплексу є всі шість ферментів, залучених у 10-стадійному процесі біосинтезу конверсії фосфорибозил пірофосфату до інозин монофосфату.

Крок синтезуСимволОпис1PPATфосфорибозилпірофосфат амідотрансфераза2,3,5GARTтрифункціональна фосфорибозилгліцинамід формілтрансфераза/фосфорибозилгліцинамід синтетаза/фосфорибозиламіноімідазол синтетаза4PFASфосфорибозилформілгліцинамідин синтаза6,7PAICSдвофункціональна фосфорибозиламіноімідазол карбоксилаза8ADSLаденілосукцинат ліаза9,10ATICдвофункціональна 5-аміноімідазол-4-карбоксиамід рибонуклеотид формілтрансфераза/ІМФ циклогідролаза

Історія

Гіпотеза Було описано, що ферменти шляху біосинтезу пуринів de novo утворюють локалізований у просторі цитоплазми клітин мультиферментний комплекс з метою забезпечення неперервного каналювання субстрату протягом усіх 10-ти стадій біосинтезу пуринів. Перебіг цього біосинтетичного шляху має незначні відмінності у різних видів, а загальна кількість ферментів, причетних у цих реакціях — 13. У організмах еукаріотів ензиматичні функції цих ферментів консолідувалися у двофункціональні або трифункціональні поліпептидні ланцюги, що вказує на наявність стабільних фізичних взаємодій між цими ферментними структурами. Функціональне об'єднання кроків 2,3 та 5 у єдиний фермент вказує на те, що крок 4 також відбувається у близьколокалізованому ферменті.

Докази існування комплексу Ензими біосинтезу пуринів можливо виділити разом за певних умов. Комплекс з двох конкретних ферментів GART і ATIC може бути виділений з кофактором ферменту C1THF-синтази і SHMT1 t. Кінетичні дослідження показують наявність субстратного каналювання між PPAT і GART, але докази фізичної взаємодії білок-білкової взаємодії цих ферментів поки не були отримані. До цього часу, повне виділення мультиферментного комплексу пуриносоми, що включало б наявність усіх ферментів цього циклу, не було проведене.

Макротіла пуриносом Макротіла пуриносом (кластери, скупчення, агрегати) підтверджують угрупування позначених флюорисцентними мітками ферментів циклу синтезу пуринів у організмі людини, помітних за допомогою методу флюорисцентної мікроскопії. Згідно з теорією, утворення пуриносомних макротіл відбувається за рахунок білків, у нормі розташованих всередині клітини дисперсно. Концентрація та агрегація цих білків відбувається у тих випадках, коли у міжклітинному середовищі занадто низький рівень пуринів, або потреба клітини в пуринах не може бути забезпечена шляхом їх відновлення. На додаток до 6 ферментів, безпосередньо залучених у шляху біосинтезу пуринів, відомошо що макротіла пуриносом складаються з ще щонайменше 10 додаткових білків, що не є залученими до процесу біосинтезу пуринів. У зв'язку з особливістю умов, що призводять до утворення пуриносомних агрегатів, а особливо — стресу, пуриносомні макротіла також можуть агрегувати з білками клітинного стресу.

Первинне відкриття Наявність пуриносом у організмі людини було встановлено у 2008 році, шляхом спостереження, що вільноекспресовані GFP-асоційовані білки біосинтезу пуринів агрегуються у макротіла . Також було встановлено, що фермент фолатного циклу, безпосередньо не пов'язаний з ланцюгом біосинтезу пуринів, 5,10-метенілтетрагідрофолат синтаза, також агрегується у скупчення пуриносомних тіл (встановлено також методом флюорисцентної мікроскопії). Біологічне значення включення цього ферменту фолатного циклу в структуру пуриносомних макротіл не є однозначним: хоч він і забезпечує субстратом трифункціональний фермент фолатного циклу — C1THF синтазу, для утворення ключового кофактора біосинтезу пуринів, сам C1THF не трапляється серед складових пуриносомних макротіл . Також цікаво, що концентрації гіпоксантину не впливають на зміну кількості пуриносомних макротіл, однак зростання концентрації аденозину або гуанозину пригнічують утворення рівнів макротіл, у тому числі макротіл, що залучують ферменти з фолатного циклу.

Агрегація Пізніші дослідження, проведені у 2013 році, свідчать про те, що пуриносомні макротіла можуть бути артефактами агрегації білків , оскільки характеристика пуриносомних макротіл має багато спільного з типовими білоковими агрегатами. Також наявність пуриносомних тіл пов'язують з ранніми ознаками клітинної смерті. Однак, остаточно не зрозуміло: пуриносомні тіла є причиною появи клітинного стресу чи просто ознакою клітини, що зазнала стресу.

Дисоціація

Інгібування полімеризації мікротрубочок за допомогою нокодазолу блокує утворення пуриносомних макротіл, а також сповільнює перебіг синтезу пуринів de novo . Однак, нокодазол також блокує і утворення інших білкових агрегатів — агресом, що ускладнює можливі висновки даного спостереження. Часткове інгібування казеїн кінази 2 малими молекулярними інгібіторами (4,5,6,7-tetrabromo-1H-benzimidazole (TBI), 2-dimethylamino-4,5,6,7-tetrabromo-1H-benzimidazole (DMAT), tetrabromocinammic acid (TBCA) чи еллагова кислота) сприяють утворенню пуринових макротіл. Інший інгібітор, 4,5,6,7-tetrabromobenzotriazole (TBB) induced сприяє утворенню пуриносомних макротіл лише за низьких значень концентрації, а також сприяє дисоціації пуриносомних тіл, утворених за сприяння DMAT. Відомо, що інгібування казеїн кінази 2 також перериває сотні клітинних процесів, серед яких — дотримування білкового гомеостазу та регулювання агрегації білків.

Додаткові сполуки, що можуть входити до складу пуриносомних макротіл

methenyltetrahydrofolate synthetase (MTHFS) (забезпечує субстрат для C1THF синтази) Heat shock protein 70 Heat shock protein 90 Ubiquitin Bag5 Stip1/Hop p23 DnaJ-C7 DnaJ-A1

Білки, що не входять до складу пуриносомних макротіл

C1THF synthase (донор метильних груп на етапах 3 і 9 шляху біосинтезу пуринів de novo) SHMT1 DnaJ-C14 DnaJ-B1 G3BP Маркер агресом GP250 (колокалізація під питанням)

Посилання