Обмен нуклеотидов. Строение мононуклеотида презентация

ОБМЕН НУКЛЕОТИДОВ Нуклеотидами называются соединения, состоящие из азотистого основания, углевода-пентозы и фосфорной кислоты. В типичном нуклеотиде связь между атомом "N" цикла и первым атомом углерода пентоза - b-N-гликозидная, а связь между остатков фосфорной кислоты и пятым атомом углерода пентозы - сложноэфирная.

 История открытия нуклеиновых кислот и доказательство их генетической роли

Нуклеоти́ды (нуклеозидфосфаты) фосфорные эфиры нуклеозидов. Свободные нуклеотиды, в частности АТФ, цАМФ, АДФ, играют важную роль в энергетических и информационных внутриклеточных процессах, а также являются составляющими частями нуклеиновых кислот и многих коферментов.

Классификация нуклеотидов По характеру углевода-пентозы они могут быть рибонуклеотидами ( содержат рибозу ) или же дезоксирибонуклеотидами ( содержат дезоксирибозу ). В некоторых синтетических нуклеотидах или нуклеозидах встречается также арабиноза, например, в арабинозилцитозине, используемом в качестве противоопухолевого или противовирусного препарата.

Углеводы нуклеотидов

1. Особенностями структуры азотистых оснований ( метилированные, гидроксиметилированные, ацетилированные и т.д. производные ) 1. Особенностями структуры азотистых оснований ( метилированные, гидроксиметилированные, ацетилированные и т.д. производные ) 2. Особенностями структуры углеводного компонента ( как правило, это метилированные производные пентоз ) 3. Аномальной структурой связи между азотистым основанием и пентозой ( так в псевдоуридиловой кислоты присутствует связь, которую можно назвать как b-С5-гликозидную связь). К настоящему времени идентифицировано до пяти десятков различных минорных нуклеотидов.

Некоторые минорные (модифицированные) азотистые основания.

Пуриновые и пиримидиновые основания, входящие в молекул нуклеиновых кислот

Образование дезоксирибонуклеотида путём соединения фосфата, дезоксирибозы и азотистого основания.

Схема строения рибонуклеотида

Биологическая роль нуклеотидов Рибонуклеотиды пуринового или пиримидинового рядов (АМФ, ГМФ,УМФ и ЦМФ и их минорные производные) также как и их дезоксибонуклеотидные аналоги ( дАМФ, дГМФ, дТМФ и дЦМФ и их минорные производные ) выполняют структурную функцию, являясь мономерными единицами нуклеиновых кислот. Дифосфатные производные мононуклеотидов участвуют во многих метаболических процессах в клетке в качестве активаторов переносчиков различных группировок ( Примерами могут служить УДФ-глюкоза, ГДФ-манноза, ЦДФ-холин и др.). АТФ и ГТФ выступают в клетке как акумуляторы и переносчики энергии, высвобождающейся при биологическом окислении. НАД+ , НАДФ+ , ФАД, ФМН являются переносчиками восстановительных эквивалентов в клетках ( промежуточными переносчиками протонов и электронов ). Мононуклеотиды выступают в клетках в качестве биорегуляторов. Достаточно вспомнить роль АТФ как аллостерического ингибитора ключевых ферментов ряда метаболических путей ( фосфофруктокиназы гликолитического метаболона или цитрансинтазы цикла Кребса) Соединения цАМФ или цГМФ выполняют роль мессенджеров или вторых вестников в реализации клеткой внеклеточного регуляторного сигнала ( при действии глюкагона на гепатоциты в ускорении мобилизации гликогена играет существенную роль повышение концентрации цАМФ в этих клетках).

Гидролиз нуклеопротеинов

БИОСИНТЕЗ ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ

СИНТЕЗ 5-ФОСФОРИБОЗИЛ-1-АМИНА И ОБРАЗОВАНИЕ ИМФ СКОРОСТЬ - ЛИМИТИРУЮЩЕЙ И РЕГУЛЯТОРНОЙ СТАДИЕЙ ПРОЦЕССА ЯВЛЯЕТСЯ ОБРАЗОВАНИЕ 5-ФОСФОРИБОЗИЛ-1-АМИНА , КОТОРУЮ КАТАЛИЗИРУЕТ АМИДОФОСФОРИБОЗИЛТРНСФЕРАЗА

Синтез АМФ и ГМФ из ИМФ

ЗАПАСНЫЕ ПУТИ СИНТЕЗА ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ

ПРОИСХОЖДЕНИЕ АТОМОВ ПИРИМИДИНОВОГО КОЛЬЦА И СИНТЕЗ УМФ

Регуляция синтеза пиримидиновых нуклеотидов

ПЕРЕВАРИВАНИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ ПИЩИ В ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОМ ТРАКТЕ

КАТАБОЛИЗМ ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ

Катаболизм пуриновых нуклеотидов до мочевой кислоты.

Катаболизм пуриновых оснований

Мочевая кислота - основной продукт катаболизма пуриновых нуклеотидов у человека.

ГИПЕРУРИКЕМИЯ И ПОДАГРА Когда в плазме крови концентрация мочевой кислоты превышает норму, то возникает гиперурикемия. Вследствие гиперурикемии может развиться подагра - заболевание, при котором кристаллы мочевой кислоты и уратов откладываются в суставных хрящах, синовиальной оболочке, подкожной клетчатке с образованием подагрических узлов, или тофусов. Общий фонд сывороточных уратов в норме составляет ~ 1,2 г у мужчин и 0,6 г у женщин. При подагре без образования тофусов (т.е. подагрических узлов, в которых накапливаются ураты натрия и мочевая кислота) количество уратов возрастает до 2-4 г, а у пациентов с тяжёлой формой болезни, сопровождающейся ростом тофусов, может достигать 30 г. Подагра - распространённое заболевание, в разных странах ею страдают от 0,3 до 1,7% населения. А поскольку сывороточный фонд уратов у мужчин в 2 раза больше, чем у женщин, то они и болеют в 20 раз чаще, чем женщины.

Как правило, подагра генетически детерминирована и носит семейный характер. Она вызвана нарушениями в работе ФРДФ синтетазы или ферментов «запасного» пути: гипоксантингуанинили аденинфосфорибозилтрансфераз.

Гиперурикемическая (подагрическая) стимуляция умственной активности Свою разгадку повышенная частота подагриков среди гениев нашла в 1955 году в замечательной работе Орована (OrowanЕ.,1955), указавшего на то, что мочевая кислота структурно очень сходна с кофеином и теобромином, известными стимуляторами умственной активности. Орован указал также на то, что мочевая кислота, расщепляющаяся у всех млекопитающих, кроме приматов, до алантоина под действием уриказы, лишь у приматов сохраняется в крови, и именно с этим, предположительно, связан новый этап эволюции, идущий под знаком повышенной ак­тивности мозга. У обычного человека в теле содержится около одного грамма мочевой кислоты, в то время как у одарённого человека — не менее 20–30 граммов. В 1927 году Г.Эллис, дал четкое опреде­ление особенностей гениев-подагриков, отмечая их исключительную целеуст­ремленность, энергию, неистощимое упорство и работоспособность, настой­чивость, преодолевающую любые препятствия, и их мужество. Егип­тяне уже за 1500 лет до нашей эры умели лечить подагру растениями, содер­жащими колхицин.

Первым подагриком, зарегистрированным в истории, был Иу­дейский царь, мудрый Аза. Первым подагриком, зарегистрированным в истории, был Иу­дейский царь, мудрый Аза. Подагрой болели многие греческие вожди, участвовавшие в Троянской войне, страдали подагрой, в том числе Приам, Ахилл, Эдип, Протесилай, Улисс, Беллерофон, Плестен, Филоктет. Ей приписывается бешеная энергия вели­чайшего полководца Марка Випсания Агриппы. История буквально пестрит именами выдающихся подагриков Александра Македонский, Наполеон I, Наполеон III, Суворов, адмирал Нельсон, а так же Галилей, Ньютон, Лейбниц, Гарвей, Линней, Даламбер и Дизель, Иван Сергеевич Тургенев, Бисмарк, Шекспир, Гойя, Шопенгауэр и Гете, Бетховен, Конфуций, Дарвин и Микеланджело , Рубенс, необычайно деятельный импера­тор Германии Карл V, Карла ХII , Иван Грозный и Петр I, Колумб, Ч.Диккенс и многие другие

Эфроимсон приводит следующую статистику: «крупные выборки гениев и выдающихся талантов дают цифру 5-10% (подагриков), малые выборки подлинных гениев - 20-30-40%, тогда как у гениев-титанов, которых вообще насчитывается несколько десятков, выборки дают цифры 30-0-50%». Средний же показатель страдающих от подагры среди пожилого населения развитых стран составляет не более 1%.. Резюмируя, следует сказать, что самой по себе гиперурикемии, взятой в чистом виде, для великих свершений определенно недостаточно – необходима еще и одаренность. Эфроимсон приводит следующую статистику: «крупные выборки гениев и выдающихся талантов дают цифру 5-10% (подагриков), малые выборки подлинных гениев - 20-30-40%, тогда как у гениев-титанов, которых вообще насчитывается несколько десятков, выборки дают цифры 30-0-50%». Средний же показатель страдающих от подагры среди пожилого населения развитых стран составляет не более 1%.. Резюмируя, следует сказать, что самой по себе гиперурикемии, взятой в чистом виде, для великих свершений определенно недостаточно – необходима еще и одаренность.

Наследственное заболевание, характеризующееся увеличением синтеза мочевой кислоты (у детей) вызванное дефектом фермента гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансферазы, который катализирует реутилизацию гуанина и гипоксантина — в результате образуется большее количество ксантина и, следовательно, мочевой кислоты. Частота встречаемости 1:300000. Синдром Лёша-Нихена - тяжёлая форма гиперурикемии, которая наследуется как рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой, и проявляется только у мальчиков.

ЛЕЧЕНИЕ ГИПЕРУРИКЕМИИ