기종평 생화학

핵산 및 유전자

핵산 대사

이론과 하이라이트 히스토리를 확인 할 수 있어요.

퓨린 계열 염기의 대사 과정과 질환과의 연관성이 주로 출제되며, 이 단원의 핵심 질환인 통풍과 Lesch-Nyhan 증후군에 대한 이해가 필요하다. 핵산대사에 관여하는 약물에 대한 내용도 출제된다.

1. Purine de novo pathway: 처음부터 생산

1) 퓨린 계열 염기의 기원

(1) 질소: Asp, Gly, Gln

(2) 탄소: formate, CO₂, Gly

2) 과정

(1) Ribose-5-phosphate → IMP(Inosine monophosphate)

① Ribose-5-phosphate → 5-phosphoribosyl 1-pyrophosphate(PRPP) (PRPP synthetase)

② glutamine 이용해 9N 붙이기 (Glutamine-PRPP Amidotransferase)

③ glycine 이용해 4C, 5C, 7N 붙이기 (GAR synthetase)

④ N¹⁰-Formyl H₄ folate로부터 8C 붙이기 (GAR transformylase)

⑤ glutamine 이용해 3N 붙이기 (FGAR amidotransferase)

⑥ 1차 고리 닫기 (FGAM cyclase)

⑦ CO₂로부터 6C 얻기 (AIR carboxylase, CAIR synthetase, CAIR mutase)

⑧ aspartate로부터 1N 얻기 (SAICAR synthetase, SAICAR lyase)

⑨ N¹⁰-Formyl H₄ folate로부터 2C 얻기 (AICAR transformylase)

⑩ 2차 고리 닫으며 IMP 형성 (IMP synthase)

• ②: 비가역 과정

(2) IMP → GMP, AMP: IMP 생산 직후 AMP, GMP로 변환

① IMP → Adenylosuccinate → Adenylate(AMP)

② IMP → Xanthylate → Guanylate(GMP)

• 각 과정에서 ATP, GTP 소모

(3) AMP, GMP → ATP, GTP

① AMP + ATP ⇆ 2 ADP (Adenylate kinase)

② NMP + ATP ⇆ NDP + ADP (Base-specific NMP kinase)

③ NDP_A + NTP_D ⇆ NTP_A + NDP_D (NDP kinase)

3) 조절: 피드백 억제

(1) Ribose-5-phosphate → PRPP (PRPP synthetase): ADP, GDP가 억제

(2) PRPP → 5-Phospho-β-D-ribosylamine (Glutamine-PRPP amidotransferase): IMP, GMP, AMP가 억제

(3) IMP → Adenylosuccinate (Adenylosuccinate synthetase): AMP가 억제

(4) IMP → XMP (IMP dehydrogenase): GMP가 억제

2. Purine salvage pathway: 체내의 염기 재활용

1) 과정

① Hypoxanthine + PRPP → IMP (HGPRT: Hypooxanthine-guanine phosphoribosyl transferase)

② Guanine + PRPP → GMP (HGPRT: Hypooxanthine-guanine phosphoribosyl transferase)

③ Adenine + PRPP → AMP (APRT: Adenine phosphoribosyl transferase)

2) Lesch-Nyhan 증후군

(1) 증상: 신경계 증상, 정신 지체

(2) 원인: HGPRT(Hypooxanthine-guanine phosphoribosyl transferase) 결핍

(3) 기전: HGPRT 결핍 → Purine Salvage pathway↓ → IMP, GMP↓ → Purine De novo pathway의 Feedback inhibition↓ → Purine nucleotide 과도하게 생산

(4) 요산(Purine의 분해 산물)↑

3. Pyrimidine de novo pathway

1) Purine de novo pathway와의 차이

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