Nukleozydy

ZA Nukleozyd zawsze składa się z zasady nukleotydowej, która jest połączona z rybozą monosacharydową lub dezoksyrybozą poprzez wiązanie N-glikozydowe. Wszystkie 5 zasad nukleinowych - elementy budulcowe podwójnych i pojedynczych helis DNA i RNA - można enzymatycznie przekształcić w nukleozydy. Niektóre glikozydy mają fizjologiczne znaczenie, takie jak adenozyna, która stanowi podstawowy budulec dla ADP i ATP w metabolizmie energetycznym komórek.

Co to są nukleozydy?

Podwójne helisy DNA i pojedyncze helisy RNA powstają z sekwencji tylko pięciu różnych zasad nukleotydowych w postaci nukleotydów.

Wszystkie pięć zasad nukleinowych, z których adenina i guanina są oparte na pięcio- i sześcioczłonowym pierścieniu puryny i cytozyny, tyminy i uracylu na aromatycznym sześcioczłonowym pierścieniu pirymidyny, mogą łączyć się z monosacharydową ryboozą lub N-glikozydową dezoksyrybozą. Grupa hydroksylowa (-OH) na atomie C 1 pentozy reaguje z grupą aminową (-NH2) zasady nukleinowej, tworząc i odszczepiając cząsteczkę H2O. Kiedy przyłączona jest reszta rybozy lub dezoksyrybozy, adenina zamienia się w adenozynę lub deoksyadenozynę.

Podobnie, guanina w postaci zasady purynowej jest również przekształcana w guanozynę lub deoksyguanozynę. Trzy zasady purynowe tymina, cytozyna i uracyl są przekształcane w tymidynę, cytydynę i urydynę przez dodanie reszty rybozy lub otrzymują przedrostek „deoksy-”, jeśli reszta cukrowa składa się z dezoksyrybozy. Ponadto istnieje duża liczba zmodyfikowanych nukleozydów, z których niektóre odgrywają rolę w transferowym DNA (tDNA) i rybosomalnym RNA (rRNA).

Sztucznie wytwarzane, modyfikowane nukleozydy, tzw. Analogi nukleozydów, działają m.in. T.jako środki antywirusowe i są używane specjalnie do zwalczania retrowirusów. Niektóre analogi nukleozydów mają działanie cytostatyczne, więc są używane do zwalczania niektórych komórek rakowych.

Funkcja, efekt i zadania

Jedną z najważniejszych funkcji pięciu podstawowych nukleozydów jest przekształcenie ich w nukleotydy z dodatkiem grupy fosforanowej do pentozy i utworzenie elementów budulcowych DNA i RNA w postaci nukleotydów.

Niektóre nukleozydy w zmodyfikowanej postaci przejmują również zadania w katalizie niektórych procesów metabolicznych. Na przykład tak zwana „aktywna metionina” (S-adenozylometionina) służy jako donor grup metylowych. W niektórych przypadkach nukleozydy działają również w postaci nukleotydów jako budulec koenzymów przenoszących grupy. Przykładami tego są ryboflawina (witamina B2), która jest prekursorem wielu koenzymów, a tym samym odgrywa kluczową rolę w wielu procesach metabolicznych.

W zaopatrzeniu komórek w energię adenozyna odgrywa bardzo ważną rolę jako difosforan adeniny (ADP) i trifosforan adenozyny (ATP). ATP można opisać jako uniwersalny nośnik energii, a także służy jako donor fosforanu w wielu procesach metabolicznych obejmujących fosforylację. Trifosforan guanozyny (GTP) jest nośnikiem energii w tak zwanym cyklu cytrynianowym w mitochondriach. Nukleotydy są również częścią koenzymu A i witaminy B12.

Nukleozydy urydyna i cytydyna są stosowane w połączeniu jako leki do leczenia zapalenia nerwów i chorób mięśni. Na przykład środek jest stosowany przeciwko zapaleniom korzeni nerwowych kręgosłupa i lumbago. Zmodyfikowane nukleozydy, tak zwane analogi nukleozydów, pokazują z. T. działanie wirusostatyczne przeciwko retrowirusom. Są stosowane w lekach stosowanych przeciwko z. B. przeciwko wirusowi opryszczki pospolitej i wirusom HI. Inne analogi nukleozydów o działaniu cytostatycznym odgrywają rolę w walce z rakiem.

Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości

Nukleozydy składają się wyłącznie z węgla, wodoru, tlenu i azotu. Wszystkie substancje występują w obfitości praktycznie na całym świecie. Do budowy nukleozydów nie są potrzebne pierwiastki śladowe i rzadkie minerały. Jednak organizm nie syntetyzuje nukleozydów od zera, ponieważ synteza jest złożona i energochłonna.

Ciało ludzkie podąża więc odwrotną drogą, pozyskuje nukleozydy głównie z procesów degradacji w pośrednim metabolizmie puryn i pirymidyn (szlak ratunkowy). Nukleozydy biorą udział w wielu enzymatyczno-katalitycznych procesach metabolicznych w postaci czystej lub fosforylowanej jako nukleotydy. Na szczególną uwagę zasługuje funkcja adenozyny w postaci ATP i ADP w tzw. Łańcuchu oddechowym. Trifosforan guaniny nukleotydów odgrywa kluczową rolę w tak zwanym cyklu cytrynianowym.

Podczas cykli procesy zachodzą w mitochondriach komórek. Ponieważ nukleozydy są prawie zawsze obecne w postaci związanej lub jako funkcjonalne nośniki w praktycznie wszystkich komórkach ciała w dużych ilościach, nie ma ogólnej granicy ani wartości orientacyjnej dla optymalnego stężenia. Określenie stężenia określonych nukleozydów lub nukleotydów w osoczu krwi może być pomocne w diagnostyce i diagnostyce różnicowej.

Choroby i zaburzenia

Nukleozydy są aktywną częścią wielu procesów metabolicznych, a ich funkcje rzadko można rozpatrywać w izolacji. Zaburzenia dotyczą zwykle złożonych procesów enzymatyczno-katalitycznych, które są przerywane lub hamowane w określonych punktach i prowadzą do odpowiednich objawów.

Choroby powodujące zaburzenia metaboliczne w nukleozydach zwykle wpływają również na metabolizm puryn lub pirymidyn, ponieważ pięć podstawowych nukleozydów ma szkielet purynowy lub pirymidynowy. Znane zaburzenie metabolizmu puryn jest spowodowane przez dobrze znany zespół Lescha-Nyhana, chorobę dziedziczną, która powoduje niedobór fosforybozylotransferazy hipoksantynowo-guaninowej (HGPRT). Brak enzymów zapobiega recyklingowi pewnych zasad nukleinowych, tak że następuje kumulacja hipoksantyny i guaniny.

To z kolei wywołuje hiperurykemię, podwyższony poziom kwasu moczowego, który prowadzi do dny moczanowej. Podwyższony poziom kwasu moczowego prowadzi do odkładania się złogów na stawach i pochewkach ścięgien, co może wywołać bolesne objawy. Bardzo rzadka choroba dziedziczna objawia się niedoborem liazy adenylobursztynianowej, co prowadzi do problemów w metabolizmie puryn. Choroba prowadzi do skurczu mięśni i opóźnionego, poważnego rozwoju dziecka.