Voies métaboliques
5-PRPP (5-phospho-α-D-ribosyl 1-pyrophosphate)
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Le 5-PRPP (5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate) est un ribose activé qui sert de donneur de groupe phosphoribose dans la biosynthèse de novo et les voies de sauvetage des nucléotides.
Structure du 5-PRPP
Le 5-PRPP (5-phospho-α-D-ribosyl 1-pyrophosphate ou phosphoribosylpyrophosphate) est un métabolite dérivé du ribose contenant :
- un groupe phosphate en C5,
- un groupe pyrophosphate, i.e. deux groupes phosphate liés, en C1.
Synthèse du 5-PRPP
1. La synthèse du 5-PRPP commence par la formation de son précurseur, le ribose-5-phosphate, produit principalement par la voie des pentoses phosphates (
synthèse du ribose-5-phosphate).
(Figure : vetopsy.fr)
2. Le ribose 5-phosphate réagit avec l'ATP selon la réaction suivante :
$\ce{Ribose-5-P + ATP}$ $\longrightarrow$ $\ce{5-PRPP + AMP}$
a. Cette réaction est catalysée par la ribose-phosphate diphosphokinase (ou ribose-phosphate pyrophosphokinase ou 5-PRPP synthétase), EC 2.7.6.1, hexamérique (Biochemical and structural investigations on phosphoribosylpyrophosphate synthetase from Mycobacterium smegmatis 2017).
b. Il s’agit d’une étape clé et régulée de la biosynthèse des nucléotides.
L’activité de cette enzyme est inhibée par rétrocontrôle par certains nucléotides, notamment l’ADP et le GDP, ce qui permet de réguler finement les pools intracellulaires des nucléotides puriques.
Le 5-PRPP constitue un métabolite carrefour du métabolisme des nucléotides : il intervient non seulement dans la biosynthèse de novo des nucléotides puriques et pyrimidiques, mais aussi dans les voies de sauvetage des bases azotées.
Fonctions du 5-PRPP
1. Le 5-PRPP intervient comme donneur de groupe phosphoribose dans plusieurs réactions de biosynthèse de novo et de voies de récupération (salvage) des nucléotides, catalysées par des phosphoribosyltransférases spécifiques :
| Substrat | Produit formé | Enzyme (Phosphoribosyltransférase) | EC number | Voie |
|---|---|---|---|---|
| Glutamine + PRPP | β-5-Phospho- ribosylamine (PRA) |
Amido- phosphoribosyltransférase (ATase) |
EC 2.4.2.14 | Début voie purique |
| Adénine | AMP | Adénine phosphoribosyltransférase (APRT), |
EC 2.4.2.7 | Sauvetage (purines) |
| Guanine | GMP | Hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransférase (HGPRT) |
EC 2.4.2.8 | |
| Hypoxanthine | IMP | |||
| Orotate | OMP | Orotate phosphoribosyltransférase (complexe U) |
EC 2.4.2.10 | Biosynthèse pyrimidines |
| Uracile | UMP | Uracile phosphoribosyltransférase (UPRT) |
EC 2.4.2.9 | Sauvetage (pyrimidines) |
a. Le PRPP intervient aussi dans la reconstitution des pools de nucléotides nécessaires à la réparation des acides nucléiques.
b. Il contribue à la disponibilité des nucléotides énergétiques (ATP, GTP) par son rôle dans la synthèse et la récupération des nucléotides.
2. Le 5-PRPP intervient aussi :
- la disponibilité des nucléotides énergétiques (ATP, GTP) par son rôle dans la synthèse et la récupération des nucléotides,
- la synthèse de l'histidine et du tryptophane
- la synthèse du NAD, par la voie de récupération, non seulement chez les bactéries, mais aussi chez les eucaryotes, y compris l’être humain, catalysée par la nicotinate phosphoribosyltransférase (EC 2.4.2.11).
$\ce{Nicotinate + PRPP + ATP + H2O}$ $\longrightarrow$ $\ce{nicotinate β-D-ribonucléotide + PPi + ADP + Pi}$
La régulation du 5-PRPP est étudiée dans un chapitre spécifique.
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