Метаболизм пуринов: 7 фактов о физиологии человека

Содержание

• Пуриновый нуклеотидный цикл
• Распад пурина
• Аминокислота пурин
• Стол пуриновый
• Пурин к пуриновой мутации
• Нарушение пуринового обмена
• Пуриновая ДНК
• Выводы
• Часто задаваемые вопросы

Подробнее о Структура пурина а также Подробнее о Примеры пуринов

Пуриновый нуклеотидный цикл

Это метаболический путь, который использует (IMP) инозинмонофосфат и аспартат для производства фумарата и аммиака. пурин нуклеотидный цикл регулирует аденин нуклеотидов и способствует высвобождению аминокислот и аммиака. Цикл пуриновых нуклеотидов был впервые объяснен Джоном Левенштейном в связи с его ролью в гликолизе, цикле Кребса и катаболизме аминокислот.

Наблюдения и советы этой статьи мы подготовили на основании опыта команды пуриновый нуклеотидный цикл имеет три основных стадии, катализируемых ферментами.

Шаг 1: Пуриновый нуклеотид (например, AMP; аденозинмонофосфат) подвергается реакции дезаминирования с образованием (IMP) инозинмонофосфата. Эта реакция протекает в присутствии фермента АМФ-дезаминазы.

AMP + H2O -> IMP + NH4⁺

Шаг 2: IMP (монофосфат инозина), образованный на предыдущем этапе, соединяется с аспартатом с образованием аденилосукцината. Эта ступень работает за счет энергии (GTP). Фермент аденилосукцинатсинтаза катализирует эту стадию.

Аспартат + IMP + GTP -> Аденилосукцинат + GDP + Pi (неорганический фосфат)

Шаг 3: Аденилосукцинат, образующийся на этапе 2, распадается с образованием аденозинмонофосфата (АМФ; субстрат этапа 1) и фумарата. Этот этап катализируется фермент, известный как аденилосукцинатлиаза.

Важная заметка: Наблюдения и советы этой статьи мы подготовили на основании опыта команды фумарат сформированный на этом этапе, часто используется опухоль / рак клетки вместо кислорода в качестве конечного акцептора электронов.

Аденилосукцинат -> Фумарат + AMP

Распад пурина

В нашем организме пурины непрерывно синтезируются и разлагаются различными биохимическими путями. Распад пурина происходит в многоэтапном процессе:

Шаг 1: Нуклеиновые кислоты перевариваются с образованием мононуклеотидов (мономерных пуринов). Ферменты, катализирующие этот тип реакции, известны как нуклеазы. 

ДНК / РНК (содержащие связанные пурины) -> Мононуклеотиды (одиночная и мономерная форма пурина

Шаг 2: мононуклеотиды превращаются в нуклеотиды, такие как АМФ (аденозинмонофосфат). Эта реакция происходит в ферменте, известном как 5'-нуклеотидаза. 

Мононуклеотиды -> Нуклеотиды

Шаг 3: Затем нуклеотиды превращаются в свободные азотистые основания в присутствии фермента нуклеозидфосфорилазы.

Нуклеотиды -> Свободные азотистые основания.

Аминокислота пурин

Свободные азотистые основания, образующиеся на стадии разложения пурина, затем подвергаются процессу дезаминирования с образованием ксантина и гипоксантина в серии биохимических реакций. Эти ксантин и гипоксантин как правило, известны как пуриновые аминокислоты. Позже эти пуриновые аминокислоты превращаются в мочевую кислоту, а затем превращаются в мочевину. Полный путь деградации пурина состоит из следующих этапов:

Шаг 1: Превращение АМФ (аденозинмонофосфата) в инозин

Это преобразование может быть выполнено двумя возможными путями внутри тела.

Путь 1: АМФ превращается в ИМФ (монофосфат инозина) ферментом АМФ-аминогидролазой. Позже этот IMP превращается в инозин ферментом 5'-нуклеозидазой.

AMP–> IMP -> Инозин

Путь 2: АМФ превращается в аденозин ферментом 5'-нуклеотидазой. Затем аденозин превращается в инозин под действием фермента аденозиндезаминазы.

AMP -> Аденозин -> Инозин

Шаг 2: превращение инозина в гипоксантин. Фермент нуклеозидфосфорилаза катализирует эту реакцию. 

Инозин -> Гипоксантин

Шаг 3: Превращение гипоксантина в ксантин. Эта реакция катализируется ферментом ксантиноксидазой.

Гипоксантин -> Ксантин

Шаг 4: Превращение ксантина в мочевую кислоту. Эта реакция также катализируется ферментом ксантиноксидазой. Этот фермент присутствует у большинства животных тканях, но в наибольшем количестве содержится в печени.

Ксантин -> Мочевая кислота

Шаг 5: Превращение мочевой кислоты в аллантоин. Эта реакция катализируется ферментом уриказа. Уриказа присутствует не во всех тканях тела.

Мочевая кислота -> Аллантоин

Этот аллантоин может быть преобразован в мочевину с помощью следующего процесса:

Аллантоин -> Аллантовая кислота -> Глиоксиловая кислота -> Мочевина

Стол пуриновый

Таблица пуринов предоставляет информацию об общем содержание пурина в пищевом веществе. Общее содержание пуринов обычно выражается в миллиграммах мочевой кислоты, полученной на 100 граммов пищевого вещества.

Пищевая субстанция	Содержание пурина (мг мочевой кислоты / 100 г пищевого вещества)
Пищевые вещества с высоким содержанием пуринов
Овечья селезенка	773
Бычья печень	554
Гриб	488
Пищевые вещества с умеренным содержанием пуринов
Форель рыба	297
Куриная грудка (с кожей)	175
Соевые бобы	190
Пищевые вещества с низким содержанием пуринов
Apricot	73
Миндаль	37
Яблоко	14

Пурин к пуриновой мутации

Когда пуриновый нуклеотид замещается или заменяется другим пуриновым нуклеотидом в цепи ДНК, например, если аденин заменяется гуанином (A -> G) или гуанин заменяется аденином (G -> A). Это явление будет известно как пурин к пурину. мутация. Гораздо точнее будет сказать, что это пурин к пурину. переход. Хотя такие переходы также происходят в пиримидинах, когда тимин заменяется цитозином (T -> C) или цитозин заменяется тимином (C -> T), это явление будет известно как мутация / переход пиримидина в пиримидин. Как правило, 2/3 всех однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) являются переходами.

Основные причины таких переходов - таутомеризация и окислительное дезаминирование. Например, возможность перехода в 5-метилцитозин больше, чем в неметилированном цитозине, потому что 5-метилцитозин с большей вероятностью подвергнется спонтанному окислительному дезаминированию. 

Другое явление, известное как трансверсия происходит в ДНК. В этом явлении пурин может быть заменен пиримидином и наоборот. Например, аденин может быть заменен тимином или цитозином. Переходы более распространены в геноме по сравнению с трансверсией.

Нарушение пуринового обмена

Как мы уже обсуждали в статье, пурины и их производные играют ключевую роль в различных биохимических путях и процессах, таких как передача сигналов клетками. клеточное дыхание, синтез белка и производство ДНК / РНК. Нарушения и дефицит продукции пуринов приводят к различным нарушениям обмена веществ, таким как:

Недостаток аденозиндезаминазы: Аденозиндезаминаза представляет собой фермент, участвующий в превращении аденозина в инозин и дезоксиаденозина в дезоксиинозин. Дефицит аденозиндезаминазы вызывает задержку аденозина в организме в больших количествах. В результате присутствующие внутри клетки киназы превращают этот избыток аденозина в дезоксирибонуклеотид (дАТФ) и рибонуклеотид (АТФ). Повышенные уровни dATP ингибируют фермент рибонуклеотидредуктазу, что в конечном итоге приводит к уменьшению продукции дезоксирибонуклеотидов и, следовательно, к замедлению Процесс репликации ДНК. Иммунные клетки с большей вероятностью пострадают от дефицита аденозиндезаминазы, и, следовательно, это ставит под угрозу иммунитет нашего организма и делает человека иммунодефицитом.

Дефицит пуриновой нуклеозидфосфорилазы: Это чрезвычайно необычное аутосомно-рецессивное заболевание для гена, кодирующего фермент пуриннуклеозидфосфорилазу. Дефицит этого фермента вызывает дисфункцию Т-клеток, неблагоприятные неврологические состояния и иммунодефицит. У большинства людей также развивается атаксия и задержка развития.

Недостаток миоденилатдезаминазы: превращение АМФ в инозин и аммиак происходит в присутствии фермента, известного как миоденилатдезаминаза. У этого дефицита нет никаких специфических симптомов, но он распознается и диагностируется по частым мышечным спазмам во время упражнений. Частота спазмов варьируется от человека к человеку из-за различий в мышечных фенотипах разных людей. 

Пуриновая ДНК

В универсальной генетической системе пурин всегда образует пары оснований с пиримидином. Тем не менее, в исключительных условиях ученые также обнаружили несколько производных пуринов, спаренных друг с другом и образующих короткие спирали ДНК. Например, гуанин и 2,6-диаминопурин могут сочетаться с изогуанином и ксантином. 

Выводы

В этой статье о метаболизме пуринов мы обсудили важные аспекты метаболизма пуринов, их предшественников и продуктов распада. Для получения дополнительной информации о пуринах нажмите здесь.

Часто задаваемые вопросы

Q1. как расщепляются пуриновые нуклеотиды

Ответ: Пурины разлагаются биохимическим путем, который состоит из следующих основных этапов:

Шаг 1: 

AMP (аденозинмонофосфат) -> аденозин

GMP (монофосфат гуанозина) -> гуанозин

Шаг 2: 

Аденозин -> Гипоксантин (кето-форма)

Гуанозин -> Гуанин

Шаг 3: 

Гипоксантин -> Ксантин

Гуанин -> Ксантин

Теперь, после, все шаги общие.

Шаг 4:

Ксантин -> Мочевая кислота

Шаг 5:

Мочевая кислота -> Мочевина / Аллантоин / Мочевина / Ионы аммония

Q2. Соевый протеиновый порошок с высоким содержанием пурина?

Ответ: Соевый белок (получен из соевых бобов, ботаническое название: Глицин Макс) считается полноценным источником белка, поскольку он содержит все незаменимые аминокислоты в значительных количествах. Незаменимые аминокислоты необходимы для нормального роста и развития детей и младенцев. Пищевые компоненты порошка соевого белка очень похожи на питательные вещества молока.

Соевые белки не содержат холестерина и насыщенных жиров, а общее содержание жиров очень низкое. Соевые белки обычно принимают в качестве пищевых добавок для увеличения плотности питательных веществ в рационе.

Соевые белки относятся к категории продуктов с умеренным содержанием пуринов. Он содержит 190 мг мочевой кислоты / 100 г пищевого вещества (стандартная единица измерения содержания пурина).

Q3. Пример продуктов, богатых пурином -

Ответ: Пища, богатая пуринами, - это чечевица, фасоль, цветная капуста, зеленый горошек, шпинат, грибы, спаржа, сардины, баранина, свинина, говядина, даль, фасоль и т. Д. 

Q4. Почему гидроксимочевина указана как ингибирующая синтез пиримидина и пурина?

Ответ: Гидроксимочевина ингибирует стадию, ограничивающую скорость биосинтеза пурина и пиримидина de novo, путем ингибирования ключевого фермента, известного как рибонуклеотидредуктаза. 

Q5. Как пронумерованы атомы пурина и пиримидина?

Ответ: Так пронумерованы атомы пурина и пиримидина.