XMP+GLN+ATP=GMP+GLU+AMP+PPi
XANTOSINE-5-PHOSPHATE + L-GLUTAMINE +ATP+H2O= АМP + PPi + СМP + L-GLUTAMATE Реакция необратима [ R.Abrams,1959 , U.Lagerkvist,1958 , R.Franko,1984 ].
Реакция представляет собой последнюю стадию в биосинтезе пуриновых нуклеотидов и катализируется ферментом ГМФ-синтетазой (6.3.5.2) (гидролизующей глютамин) (GMPS).
Тип реакции: перенос амидной группы; аминирование за счет энергии сопряженной реакции расщепления макроэргической связи АТР. [ D.Schomburg,1990 ].
Исследование механизма реакции показало, что реакция упорядоченная, последовательная. 1-м субстратом, который взаимодействует с ферментом, является ХМР, 2-м - АТР, 3-м - NH4+[ R.Franko,1984 ]. По отношению к субстрату ХМР - реакция нулевого порядка [ R.Abrams,1959 ]. Предполагается, что глутамин связывается с SH-группой на ферменте, происходит нуклеофильная атака гамма-карбонильной группы глутамина с освобождением амидогруппы аммония, последний связывается с металлом, присутствующим в активном центре, и переносится к субстрату- акцептору [ N.Patel,1977,a ]. В качестве аминодонора в реакции, катализируемой ГМФС, более предпочтителен L-глутамин, чем NH4+, что характерно для фермента из фибробластов человека [ T.Page, 1984 ], из асцитных клеток саркомы Иошида (М) [ K.Hirai, 1987 ] и из печени голубя [ U.Lagerkvist,1958 ], но не для ГМФС из E.coli [ N.Patel,1977 ]. Для ГМФС из печени голубя активность с NH4+ составляла лишь 15% от активности с L-глутамином. Значения Km были равны для ХМР - 0,0046 mM, АТР - 0,12 mM, глутамина (GIn)- 0,3 mM, NH4+ - 120 mM для ГМФС из асцитных клеток саркомы Иошида ( М )[ K.Hirai et al.,1987 ] или 0,0036 mM для ХМР , 0,28 mM для АТР , 68 mM для глутамина и 36 mM для (NH4)2SO4 для GMPS из асцитных клеток опухоли Эрлиха [ T.Spector,1975 ].
ГМФС обнаружена у человека: в слизистой толстой кишки [ Y.Natsumeda,1985 , фибробластах , костном мозге , лейкоцитах , эритроцитах , плаценте , печени [ T.Page,1984 ]; млекопитающих: в лимфоцитах (М) [ E.Marinello,1991 ]; в тимусе теленка [R.Abrams, 1959 ]; в мозге крысы [ Achleitner E.,1985 ], почках крысы [ T.J.Boritzki,1981 ; K.Hinai,1987 ], печени крысы , гепатоме крысы и др. органах крысы [ T.J.Boritzki,1981 ; K.Hirai,1987 ; G.Weber,1985 ; G.Weber,1982 ], асцитных клетках саркомы крысы [ K.Hirai, 1987; G.Weber,1983 ]; костном мозге кролика [ A.Meister,1973 ]; асцитных клетках карциномы мышей [ T.Spector,1975 ]; у китайского хомячка [ E.R.Kaufman,1985 ]; у птиц: в печени голубя [ U.Lagerkvist, 1958 ].
Показано, что реакция катализируется ферментом, локализованным в цитозольной фракции [ T.J.Boritzki,1981 ]. У крыс исследовали распределение активности ГМФС в различных органах [ K.Hirai,1987 ]. Показано, что активность ГМФС убывала в ряду : семенники крысы , мозг, кишечник крысы , тимус крысы (вилочковая железа), яичники крысы , легкие крысы , жировая ткань крысы , сердце крысы , почки, печень, селезенка крысы , скелетные мышцы крысы от 115 до 8,9 мкЕд/мг белка в норме. Наиболее высокая активность была в асцитных клетках саркомы - 175 мкЕд/мг белка. После частичной гепатэктомии и регенерации печени активность ГМФС возрастала и достигала максимума через 24-36ч (180%) после операции, затем постепенно уменьшалась.
п-Хлормеркурийбензоат (РСМВ) ингибировал на 50-100% ГМФС из асцитных клеток Эрлиха печени голубя и из E.coli [ T.Spector,1975 ; U.Lagerkvist,1958 , N.PateL,1977 a ]. Генетические исследования для ГМФС у человека и млекопитающих не известны.
У E.coli гены GMPS и IMP-дегидрогеназы относятся к одному оперону [ U.Reichert,1975 ]. Биосинтез GMP из IMP через ХМР в E.coli К-12 контролируется двумя генами gua A и gua B [ Y.Fukumaki,1977 ].
