Nukleozidai

A Nukleozidas visada susideda iš nukleobazės, kuri per N-glikozidinį ryšį yra sujungta su monosacharido riboze arba dezoksiriboze. Visi 5 nukleozidai - DNR ir RNR dvigubos ir vienos spiralės statybiniai blokai - fermentais gali būti paversti nukleozidais. Kai kurie glikozidai turi tokią fiziologinę reikšmę kaip adenozinas, kuris yra pagrindinis ADP ir ATP elementas ląstelių energijos apykaitoje.

Kas yra nukleozidai?

Dvigubos DNR spiralės ir vienos RNR spiralės yra suformuotos tik iš penkių skirtingų nukleobazių sekų, esančių nukleotidų pavidalu.

Visos penkios nukleobazės, iš kurių adeninas ir guaninas yra pagrįsti purino ir citozino, timino ir uracilo penkių ir šešių narių žiedais, esančiais ant aromatinio pirimidino žiedo, gali sujungti su monosacharido riboze arba dezoksiribozės N-glikozidiniu pagrindu. Pentozės C atomo 1 hidroksilo grupė (-OH) reaguoja su nukleorinės bazės aminorūke (-NH2), sudarydama ir padalindama H2O molekulę. Kai prijungiama ribozės arba dezoksiribozės liekana, adeninas virsta adenozinu arba dezoadenozinu.

Panašiai purino bazinis guaninas taip pat paverčiamas guanozinu arba dezoksiguanozinu. Trys purino bazės timinas, citozinas ir uracilas yra paverčiami timidinu, citidinu ir uridinu pridedant ribozės liekanos arba jiems suteikiamas priešdėlis „deoksi-“, jei pridėta cukraus liekana susideda iš dezoksiribozės. Be to, yra daugybė modifikuotų nukleozidų, kai kurie iš jų vaidina svarbų vaidmenį perduodant DNR (tDNR) ir ribosominėje RNR (rRNR).

Dirbtinai gaminami, modifikuoti nukleozidai, vadinamieji nukleozidų analogai, veikia pvz. T. kaip antivirusinius vaistus ir yra naudojami specialiai kovai su retrovirusais. Kai kurie nukleozidų analogai turi citostatinį poveikį, todėl jie naudojami kovojant su tam tikromis vėžio ląstelėmis.

Funkcija, poveikis ir užduotys

Viena iš svarbiausių penkių pagrindinių nukleozidų funkcijų yra paversti nukleotidais pridedant fosfato grupę į pentozę ir sudaryti DNR ir RNR kaip blokus nukleotidus.

Kai kurie nukleozidai taip pat vykdo modifikuotos formos tam tikrų medžiagų apykaitos procesų katalizę. Pavyzdžiui, vadinamasis aktyvusis metioninas (S-adenozilmetioninas) yra metilo grupių donoras. Kai kuriais atvejais nukleozidai savo nukleotido pavidalu taip pat funkcionuoja kaip grupę perduodančių kofermentų blokai. To pavyzdžiai yra riboflavinas (vitaminas B2), kuris yra daugelio kofermentų pirmtakas ir todėl vaidina pagrindinį vaidmenį daugelyje medžiagų apykaitos procesų.

Ląstelių energijos tiekime adenozinas vaidina labai svarbų vaidmenį kaip adenino difosfatas (ADP) ir kaip adenozino trifosfatas (ATP). ATP gali būti apibūdinamas kaip universalus energijos nešiklis ir taip pat tarnauja kaip fosfato donoras daugelyje metabolinių procesų, susijusių su fosforilinimu. Guanozino trifosfatas (GTP) yra energijos nešiklis vadinamajame citrato cikle mitochondrijose. Nukleotidai taip pat yra kofermento A ir vitamino B12 dalis.

Nukleozidai uridinas ir citidinas naudojami kartu kaip vaistai nervų uždegimams ir raumenų ligoms gydyti. Pvz., Agentas naudojamas nuo nervų šaknelių uždegimo ant stuburo ir raumenų srityje. Modifikuoti nukleozidai, vadinamieji nukleozidų analogai, rodo z. T. virostatinis poveikis retrovirusams. Jie naudojami vaistuose, kurie vartojami prieš z. B. nuo herpes simplex viruso ir nuo HI viruso. Kiti nukleozidų analogai, turintys citostatinį poveikį, vaidina svarbų vaidmenį kovojant su vėžiu.

Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės

Nukleozidai sudaryti tik iš anglies, vandenilio, deguonies ir azoto. Visų medžiagų gausu praktiškai visur žemėje. Mikroelementai ir reti mineralai nėra būtini nukleozidų statybai. Tačiau kūnas nesintetina nukleozidų nuo nulio, nes sintezė yra sudėtinga ir reikalauja daug energijos.

Todėl žmogaus kūnas eina priešingu keliu, daugiausia jis gauna nukleozidus iš skaidymo procesų tarpiniame purino ir pirimidino metabolizme (gelbėjimo kelias). Nukleozidai dalyvauja daugybėje fermentinių-katalizinių metabolinių procesų gryna forma arba fosforilinto pavidalo kaip nukleotidai. Ypač pažymėtina adenozino funkcija ATP ir ADP pavidalu vadinamojoje kvėpavimo grandinėje. Nukleotido guanino trifosfatas vaidina lemiamą vaidmenį vadinamajame citrato cikle.

Ciklų metu procesai vyksta ląstelių mitochondrijose. Kadangi nukleozidai beveik visada yra surištoje formoje arba kaip funkcijų nešiotojai praktiškai visose kūno ląstelėse dideliais kiekiais, nėra bendrosios ribos ar orientacinės vertės optimaliai koncentracijai. Diagnozei ir diferencinei diagnozei nustatyti gali būti naudinga nustatyti tam tikrų nukleozidų ar nukleotidų koncentraciją kraujo plazmoje.

Ligos ir sutrikimai

Nukleozidai yra aktyvi daugelio medžiagų apykaitos procesų dalis, ir į jų funkcijas tik retai galima žiūrėti atskirai. Traukiniai paprastai būna susiję su sudėtingais fermentiniais-kataliziniais procesais, kurie tam tikruose taškuose nutraukiami arba slopinami ir sukelia atitinkamus simptomus.

Ligos, sukeliančios nukleozidų apykaitos sutrikimus, paprastai taip pat veikia purino arba pirimidino metabolizmą, nes penki pagrindiniai nukleozidai turi arba purino, arba pirimidino skeletą. Žinomą purino apykaitos sutrikimą sukelia gerai žinomas Lesch-Nyhan sindromas - paveldima liga, sukelianti hipoksantino-guanino fosforibosiltiltransferazės (HGPRT) trūkumą. Fermento trūkumas neleidžia perdirbti tam tikrų branduolių bazių, kad hipoksantinas ir guaninas kaupiasi kaupdamiesi.

Tai savo ruožtu sukelia hiperurikemiją, padidėjusį šlapimo rūgšties kiekį, dėl kurio atsiranda podagra. Padidėjęs šlapimo rūgšties kiekis sukelia sąnarių ir sausgyslių apvalkalų sankaupas, kurios gali sukelti skausmingus simptomus. Labai reta paveldima liga pasireiškia adenosukcinatų lipazės trūkumu, dėl kurio atsiranda purinų apykaitos problemų. Liga sukelia raumenų trūkčiojimą ir uždelstą, rimtą vaiko vystymąsi.