Материал: Biokhimia_v_risunkakh

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

I. Переваривание нуклеопротеинов

Это гидролитический распад под действием ферментов желудочного и кишечного соков. В желудке нуклеопротеины (хроматин и рибосомы) распадаются на нуклеиновые кислоты ( ДНК и РНК ) и протеины с помощью ферментов и соляной кислоты:

 

НСl

ДНК

пепсин

 

гистоны

Протеины

Пептоны

Дезоксирибонуклео-

НСl

протеин (хроматин)

 

ДНК, РНК

Рибонуклеопротеин (рибосомы)

В кишечнике пептиды распадаются далее до свободных аминокислот. Гидролитический распад ДНК и РНК осуществляется в тонком кишечнике с помощью эндонуклеаз - ДНК-азы и РНК-азы поджелудочного сока до олигонуклеотидов, а затем фосфодиэстеразами - до мононуклеотидов:

ДНК-аза

РНК-аза

А

нуклеотидаза (фосфатаза)

Т

азотистое основание:

Р

Г

мононуклеотид

У

Г

С

 

Образовавшиеся мононуклеотиды далее могут

 

ДНК

расщепляться неспецифической фосфатазой,

РНК

(нуклеотидазой) с образованием свободной

 

 

 

фосфорной кислоты и нуклеозидов.

 

110

Всасываются главным образом нуклеозиды.

 

II. Биосинтез пуриновых нуклеотидов

Путь биосинтеза нуклеиновых оснований весьма сложен, но этот процесс жизненно необходим почти для всех клеток.

 

 

СО2

 

 

глицин

аспартат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

6

5

7

8

ТГФК

 

2

3

4

9

 

 

 

 

 

ТГФК

глутамин

Происхождение атомов азота и углерода в пуриновом кольце

Единственным крупным предшественником является глицин, из которого происходят С-4, С-5 и N-7, другие атомы кольца поставляются отдельно: N-1 – от аминокислоты аспартат, N-3 и N-9 от амидного азота глутамина, а атомы углерода

С6– от СО2, С-2 и С-8 – от активных форм фолиевой кислоты –

N10-формил-ТГФК и N5-метенил-ТГФК

Синтез пуриновых нуклеотидов начинается с рибозо-5-фосфата, который образуется из глюкозы в результате пентозофосфатного пути. Именно на этом метаболите, как на фундаменте, затем шаг за шагом формируется пуриновое кольцо.

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

АТФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

глюкоза

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р Р

 

 

 

(ФРПФ-синтетаза)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рибозо-5-фосфат

 

 

 

 

 

 

фосфорибозил-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пирофосфат (ФРПФ)

 

 

 

 

Рибозо-5-фосфат активируется в 1-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

положении с образованием

ФРПФ,

 

 

 

 

 

Р Р

 

 

который далее превращается в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фосфорибозиламин, в котором атом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

глн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

азота в

NH2-группе будет

N-9 атомом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

синтезируемого пуринового кольца (в

 

 

 

 

 

 

 

ФРПФ-амидо-

 

 

ходе

9 последующих

реакций).

 

 

 

 

 

 

 

трансфераза

 

 

 

 

глу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5АТФ

Р

 

 

9 реакций

фосфорибозил-

 

инозинмонофосфат (ИМФ)

 

амин

111

 

 

В результате последовательной сборки пуринового кольца на фундаменте фосфорибозы образуется первый пуриновый нуклеотид – ИМФ – инозинмонофосфат, который не входит в состав нуклеиновых кислот, а является предшественником АМФ и ГМФ. ИМФ не накапливается в клетке, а быстро превращается в нуклеотиды:

АМФ – аденозинмонофосфат с участием аспартата и энергии ГТФ ГМФ – гуанозинмонофосфат с участием глутамина и энергии АТФ.

аспартат

НАД+

ГТФ

 

Н2О

 

Р

 

рибоза

НАДН+

ИМФ

 

Р

рибоза

ксантозилмонофосфат

глн

АТФ

глу

Основное место биосинтеза пуриновых нуклеотидов – печень. Она снабжает

пуринами

ткани, не способные к их синтезу: эритроциты, полиморфно-ядерные лейкоциты и, частично,

мозг.

Р

рибоза

аденилосукцинат

фумарат

Р

Р

рибоза

рибоза

ГМФ

АМФ

 

Далее происходит фосфорилирование нуклеотидов с образованием субстратов, из которых может синтезироваться РНК:

 

АМФ

киназа АДФ

112

ГМФ

киназа

ГДФ

 

 

киназа АТФ

на синтез РНК

киназа ГТФ

Рибозо-5-фосфат

 

ФРПФ

Фосфорибозиламин

 

ИМФ

АМФ

ГМФ

АДФ

ГДФ

АТФ

ГТФ

Регуляция синтеза пуриновых нуклеотидов

Осуществляется по принципу обратной связи («ретро-контроль»). Причем, АМФ и ГМФ тормозят как свой собственный синтез из ИМФ, так и ингибируют общий этап превращения ФРПФ в фосфорибозиламин.

АДФ и ГДФ отрицательно влияют на образование общего предшественника – ФРПФ.

В то же время, АТФ положительно влияет на синтез ГМФ, а ГТФ – на синтез АМФ.

Эта регуляция осуществляется через ключевые ферменты синтеза пуринов по основному пути: ФРПФ-синтетазу (пирофосфокиназа) и ФРПФ-амидотрансферазу

при одновременном повышении концентрации АМФ и ГМФ. Для сбалансированного содержания адениловых и гуаниловых нуклеотидов используются регуляторные ферменты: аденилосукцинатсинтетаза и ИМФ-дегидрогеназа.

Реутилизация пуриновых оснований - запасной путь синтеза - «путь спасения»

Р Р

 

Нуклеотиды относятся к наиболее сложным

ФРПФ

 

метаболитам, в связи с чем их биосинтез

аденин

АМФ

требует много времени и высоких затрат

 

аденин-

энергии. Поэтому в процессе обмена

 

 

 

фосфорибозилтрансфераза

веществ нуклеотиды не на все

100%

 

 

 

разрушаются до конечных продуктов и

 

Р Р

 

выводятся из организма. В большей мере

 

это относится к пуриновым основаниям.

 

ФРПФ

 

 

 

Около 90% аденина и гуанина в

гуанин

ГМФ

эритроцитах, лейкоцитах и клетках

 

гуанин(гипоксантин)

головного мозга снова превращаются в

 

фосфорибозилтрансфераза

нуклеозидмонофосфаты (т.е. нуклеотиды), в

 

 

одну стадию присоединяя рибозу и фосфат

Р

Р

от фосфорибозилпирофосфата

(ФРПФ)

Таким образом,

пуриновые основания

ФРПФ

 

могут быть

повторно использованы

в

гипоксантин

ИМФ

синтезе нуклеиновых кислот

 

 

гуанин(гипоксантин)

(реутилизированы), что дает от 10 до 20%

фосфорибозилтрансфераза

общего количества нуклеотидов.

113

III. Распад пуриновых нуклеотидов

ДНК и РНК, после выполнения своих функций (биосинтеза белка), распадаются в тканях до мононуклеотидов с помощью тканевых ферментов ДНК-азы и РНК-азы. Образовавшиеся мононуклеотиды теряют фосфатный остаток гидролитически под действием нуклеотидаз с образованием нуклеозидов.

Далее эти нуклеозиды ( аденозин и гуанин ), а также всасавшиеся в кишечнике

 

пищевые пуриновые нуклеозиды распадаются в тканях до

мочевой кислоты , которая

попадает в кровь и выводится через почки с мочой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

ОН

 

рибоза

 

 

 

 

 

 

 

 

ОН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н2О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аденозин-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дезаминаза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рибоза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гипоксантин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аденозин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

инозин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аллопуринол

 

 

 

 

 

ксантин-

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оксидаза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рибоза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОН

 

 

 

 

ОН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОН

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н2О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гуаназа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НО

 

 

 

 

 

 

 

Н2 N

 

 

 

 

 

 

 

Н2 N

 

 

 

 

Н (гуаниндезаминаза)

 

ксантин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рибоза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гуанозин

 

 

 

 

 

 

 

 

гуанин

 

 

 

 

 

 

 

 

В норме содержание

мочевой кислоты в сыворотке крови

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

составляет 0,15–0,42 ммоль/л, в суточной моче - 400-600мг.

 

 

 

 

 

 

ксантин-

 

 

 

 

 

При повышении концентрации мочевой кислоты в крови

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

оксидаза

 

 

 

 

(гиперурикемия) она выпадает в осадок с образованием

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кристаллов солей мочевой кислоты

( уратов) в суставных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

хрящах и синовиальной оболочке; при этом образуются также

 

 

 

 

 

ОН

 

 

 

 

камни в почках. Это вызывает воспалительный процесс, часто

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сопровождающийся болевым синдромом. Наиболее частым

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОН

клиническим проявлением гиперурикемии является подагра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основной лекарственный препарат, который используется для

 

 

НО

 

лечения подагры- аллопуринол – структурный аналог пурина.

 

мочевая кислота

114 Он является конкурентным ингибитором ксантиноксидазы.

 

 

Источник: https://studfile.net/preview/16440813/