ヌクレオチド回収

サルベージ経路とは、生物学的生成物が、それ自身または類似の物質の分解経路における中間体から生成される経路です。この用語は、特にヌクレオチド（プリンおよびピリミジン）がその分解経路における中間体から合成されるヌクレオチドサルベージを指すことが多いです。

ヌクレオチド回収経路は、 RNAとDNAの分解中に形成される塩基とヌクレオシドを回収するために使用されます。一部の組織はde novo合成を行えないため、これは一部の臓器では重要です。回収された産物はその後ヌクレオチドに戻すことができます。回収経路は薬剤開発のターゲットであり、その1つは抗葉酸剤と呼ばれています。^[1]

メチオニンやニコチン酸など、生物学的に重要な他の多くの物質には、分子の一部をリサイクルするための独自の回収経路があります。

ヌクレオチド回収経路には異なる基質が必要です。

ウリジンホスホリラーゼまたはピリミジンヌクレオシドホスホリラーゼは、リボース 1-リン酸のアノマー炭素結合リン酸を遊離塩基ウラシルに置換し、ヌクレオシドウリジンを形成する。ウリジンキナーゼ（別名ウリジン-シチジンキナーゼ）は、このヌクレオシドの 5'-炭素をウリジン一リン酸（UMP）にリン酸化することができる。UMP/CMPキナーゼ（EC 2.7.4.14）は、UMPをウリジン二リン酸にリン酸化することができ、これはヌクレオシド二リン酸キナーゼによってウリジン三リン酸にリン酸化することができる。

チミジンホスホリラーゼまたはピリミジンヌクレオシドホスホリラーゼは、2-デオキシ-α-D-リボース1-リン酸をチミンに付加し、チミンはデオキシリボースのアノマー炭素に結合して、デオキシヌクレオシドチミジンを形成する。次に、チミジンキナーゼは、この化合物の5'-炭素をチミジン一リン酸（TMP）にリン酸化することができる。チミジル酸キナーゼは、 TMPをチミジン二リン酸にリン酸化することができ、これはヌクレオシド二リン酸キナーゼによってチミジン三リン酸にリン酸化することができる。

ヌクレオシドのシチジンとデオキシシチジンは、ウラシル経路に沿ってシチジンデアミナーゼによって回収され、それぞれウリジンとデオキシウリジンに変換されます。あるいは、ウリジン-シチジンキナーゼがそれらをシチジン一リン酸(CMP) またはデオキシシチジン一リン酸(dCMP) にリン酸化します。UMP/CMP キナーゼは (d)CMP をシチジン二リン酸またはデオキシシチジン二リン酸にリン酸化します。これはヌクレオシド二リン酸キナーゼによってシチジン三リン酸またはデオキシシチジン三リン酸にリン酸化されます。

ホスホリボシルトランスフェラーゼは、塩基に活性化リボース-5-リン酸（ホスホリボシルピロリン酸、PRPP）を付加し、ヌクレオシド一リン酸を生成します。ホスホリボシルトランスフェラーゼには、アデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ（APRT）とヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ（HGPRT）の2種類があります。HGPRTはプリン経路代謝における重要な酵素であり、^{[2]その欠損は}レッシュ・ナイハン症候群に関連しています。

テトラヒドロ葉酸とその誘導体はGTPからのサルベージ経路によって生成される。^[1]

L-メチオニンサルベージは、下流の産物からメチオニンを再生する経路です。この経路の一種ではメチルチオアデノシン（MTA）を使用し、その合成反応によりMTAサイクルと呼ばれるものを形成します。この硫黄リサイクル作用はヒトにも見られ、好気性生物に普遍的に見られるようです。^{[3] [4]}

ニコチン酸サルベージは、ニコチン酸からニコチンアミドアデニンジヌクレオチドを再生するプロセスです。この経路は、細胞内の酸化ストレスのレベルを制御するために重要です。ヒト遺伝子NAPRTは、この経路の主な酵素をコードしています。^[5] NADの要求量が増加した癌細胞は、この経路をアップレギュレーションする傾向があります。^[6]

さまざまな生物において、 セラミド、コバラミン、細胞壁成分、テトラヒドロビオプテリンのサルベージ経路も存在します。