biológia

Štruktúra adenínu, biosyntéza, funkcie

Štruktúra adenínu, biosyntéza, funkcie

Ten adenine Jedná sa o purínový dusík, ktorý sa nachádza v ribonukleových kyselinách (RNA) a deoxyribonukleický (DNA) živých organizmov a vírusov. Niektoré z funkcií týchto biopolymérov (RNA a DNA) sú skladovanie, replikácia, rekombinácia a prenos genetických informácií.

Aby sa vytvorili nukleové kyseliny, predovšetkým atóm dusíka 9 adenínu tvorí glukozidickú väzbu s prémiou uhlíka 1 (C1 ') ribózy (RNA) alebo 2'-Desexirribosa (DNA) (DNA) (DNA). Týmto spôsobom tvar adenínu adenozínu alebo adenozínového nukleozidu.

Zdroj: Peprembu [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/]]

Po druhé, oxidryl (-OH) uhlík 5 'cukor (ribóza alebo 2'-disaxiribus) uhlík), adenozínu, tvorí esterovú väzbu s fosfátovou skupinou.

V živých bunkách, v závislosti od počtu prítomných fosfátových skupín, môže byť adenosín-5'-monofosfát (AMP), adenozín-5'-difosfát (ADP) a adenosín-5'-trfosfát (ATP). Existujú aj ekvivalenty, ktoré majú 2'-Desexirribosa. Napríklad deoxyadenosín-5'-monofosfát (vlhkosť) atď.

[TOC]

Štruktúra

Adenín, nazývaný 6-aminopurín, má empirický vzorec C5H5N5, A má molekulovú hmotnosť 135,13 g/mol, ktorá je purifikovaná ako slabá žltá pevná látka s bodom varu 360 ° C.

Jeho molekula má dvojitú chemickú štruktúru s dvojitými konjugátovými väzbami, čo je fúzia pyrimidínu so skupinou imidazol. Z tohto dôvodu je adenín plochá heterocyklická molekula.

Má relatívnu rozpustnosť 0,10 g/ml (pri 25 ° C), v kyslých a základných vodných roztokoch s PKA 4,15 (pri 25 ° C).

Z toho istého dôvodu je pravdepodobné, že sa deteguje absorbanciou pri 263 nm (s koeficientom E -Absorpcie1,2 mm = 13,2 m-1.cm-1 V HCl 1,0 m), oblasť elektromagnetického spektra zodpovedajúcej blízkej ultrafialiky.

Biosyntéza

Biosyntéza nukleotidových nukleotidov je rovnaká u prakticky všetkých živých bytostí. Začína sa prenosom aminoskupiny z glutamínu na 5-fosforribosyl-1-pyrofosfát (PRPP) substrátu a produkuje 5-fosforribosyllamín (PRA).

Toto je reakcia katalyzovaná glutamín-prpp prenosázou, kľúčovým enzýmom v regulácii tejto metabolickej dráhy.

Po sekvenčných prídavkoch aminokyselín glutamín, glycín, metenyl-folato, aspartát, n10-Rekolát Formil-PRA, ktorý zahŕňa kondenzácie a uzavretie krúžkov, inozín-5'-monofosfát (IMP), ktorého heterocyklická jednotka je hypoxantín (6-oxipurine)), ktorá je 6-oxipurínom).

Tieto prírastky sú poháňané hydrolýzou ATP na ADP a anorganický fosfát (PI). Následne sa pridá aminoskupina z aspartátu v reakcii spojenej s hydrolýzou guanosínového-tifosfátu (GTP), aby sa konečne vytvorila zosilňovač.

Posledne menované cvičenia Túto biosyntetickú cestu cez negatívnu spätnú väzbu, pôsobia na enzýmy, ktoré katalyzujú tvorbu PRA a modifikácia IMP.

Môže vám slúžiť: kvartérne spotrebitelia

Rovnako ako pri degradácii iných nukleotidov, dusíková základňa adenozínových nukleotidov prechádza procesom nazývaným „recyklácia“.

Recyklácia spočíva v prenose fosfátovej skupiny z PRPP do adenínu a formy AMP a pyrofosfátu (PPI). Je to jediný krok katalyzovaný adenínom fosforribosyltransferasferázou.

Funkcie v oxidačnom a redukčnom metabolizme

Adenín je súčasťou niekoľkých dôležitých molekúl v oxidačnom metabolizme, ktoré sú nasledujúce:

  1. Dyucleotid Flavina a Adenina (FAD/FADH2) a nikotínamid adenín dyukleotid (NAD+/NADH), ktoré sa zúčastňujú na oxidových redukčných reakciách prenosom hydridových iónov (: H-).
  2. Koenzým A (COA), ktorý sa podieľa na aktivácii a prenose skupín acyl.

Počas oxidačného metabolizmu, NAD+ Funguje ako substrát s elektrónovým akceptorom (hydridové ióny) a forma NADH. Zatiaľ čo výstrelok je kofaktor, ktorý prijíma elektróny a stáva sa fadhom2.

Na druhej strane, adenín tvorí dyrootický fosfát adenínu nikotínamidu (NADP+/Nadph), ktorý sa podieľa na redukčnom metabolizme. Napríklad NADPH je elektrónový substrát počas biosyntézy lipidov a deoxyribonukleotidov.

Adenine je súčasťou vitamínov. Napríklad niacín je NAD prekurzor+ A z NADP+ A riboflavina je predchodca výstreku.

Funkcie v génovej expresii

Adenín je súčasťou S-adenosylmedeínu (SAM), ktorý je donorom metyl radikálov (-ch3) a zúčastňuje sa na metylácii odpadu z adenínu a cytozínu v prokaryotoch a eukaryotoch.

V prokaryotoch poskytuje metylácia systém rozpoznávania svojej vlastnej DNA, ktorá chráni DNA vlastných reštriktívnych enzýmov.

V eukaryotoch metylácia určuje expresiu génov; to znamená, že ustanovuje, ktoré gény sa musia vyjadriť a ktoré nie. Metylácie adenínu navyše môžu označiť poškodené oblasti opravy DNA.

Mnoho proteínov, ktoré sa viažu na DNA, ako sú transkripčné faktory, majú aminokyselinové zvyšky glutamínu a asparagínu, ktoré tvoria vodíkové väzby s atómom N N7 adenine.

Funkcie v energetickom metabolizme

Adenín je súčasťou ATP, čo je molekula s vysokou energiou; To znamená, že jej hydrolýza je exergonická a voľná energia Gibbs je vysoká a záporná hodnota (-7.0 kcal/mol). V bunkách sa ATP podieľa na mnohých reakciách, ktoré vyžadujú energiu, napríklad:

- Podporovať ender gratické chemické reakcie enzýmami, ktoré sa podieľajú na sprostredkovateľskom metabolizme a anabolizme, prostredníctvom tvorby vysokých energetických sprostredkovateľov alebo spojených reakcií.

Môže vám slúžiť: Quintana Roo Flora a fauna

- Podporovať biosyntézu proteínov v ribozómoch umožnením aminokyselinovej esterifikácie s ich zodpovedajúcou prenosovou RNA (ART), aby vytvorila aminoacil-arnt.

- Podporujte pohyb chemických látok cez bunkové membrány. Existujú štyri typy dopravných proteínov: P, F, V a ABC. Typy P, F a V Transportné ióny a typ ABC prepravujú substráty. Napríklad NA atasa+/K+, Trieda P, potrebujete ATP na čerpanie dvoch K bunky vo vnútri+ A von z troch na+.

- Poháňanie svalovej kontrakcie. Poskytuje energiu riadenú posuvou aktínových vlákien na myosíne.

- Posilniť jadrovú prepravu. Keď sa beta podjednotka heterodimérneho receptora spojí s ATP, interaguje s komponentmi komplexu jadrových pórov.

Iné funkcie

Adenozín slúži ako ligand prijímajúcich proteínov prítomných v neurónoch a črevných epitelových bunkách, kde pôsobí ako extracelulárny alebo neuromodulátorový posol, pretože sa vyskytujú zmeny metabolizmu bunkovej energie.

Adenín je prítomný v silných antivírusových látkach, ako je Arabiniladenina (ARAA), ktorý produkuje niektoré mikroorganizmy. Okrem toho je prítomný v puromicíne, antibiotiku, ktorý inhibuje biosyntézu proteínov a je produkovaný mikroorganizmami rodu Streptomyces.

V zosilňovači slúži ako substrát reakcií, ktoré generujú druhý cyklický posol AMP (AMPC). Táto zlúčenina produkovaná enzýmom adenylát cyklázy je nevyhnutná u väčšiny intracelulárnych signalizačných vodopádov, ktoré sú potrebné na proliferáciu a prežitie buniek, ako aj na zápal a bunkovú smrť.

Sulfát vo vašom slobodnom stave nie je reaktívny. Akonáhle bunka vstúpi, stane sa adenozín-5'-fosfosulfát (APS) a potom v 3'-fosfoadenosíne-5'-fosfosulfátu (PAP). U cicavcov je PAPS darcom sulfátových skupín a formuje estery organických síranov, ako sú napríklad heparín a chondroitín.

Pri cysteínovej biosyntéze slúži S-adeenosylmeín (SAM) ako prekurzor syntézy S-adenosylhomocysteínu, ktorý sa transformuje niekoľkými krokmi, katalyzovanými enzýmami, v cysteineíne.

Prebiotická syntéza

Experimentálne sa ukázalo, že udržiavanie kyanidu vodíka (HCN) a amoniaku (NH3), v laboratórnych podmienkach podobných podmienkam vládaným na primitívnej Zemi sa adenín vyskytuje vo výslednej zmesi. K tomu dochádza bez potreby prítomnosti nejakej živej bunky alebo bunkového materiálu.

Prebiotické podmienky zahŕňajú neprítomnosť voľného molekulárneho kyslíka, vysoko redukčná atmosféra, intenzívne ultrafialové žiarenie, veľké elektrické oblúky, ako sú tie, ktoré sa vytvárajú v búrkach a vysoké teploty. To predpokladá, že adenín bol hlavnou a najhojnejšou dusíkovou základňou vytvorenou počas prebiotickej chémie.

Môže vám slúžiť: flóra a fauna z Európy

Adeninova syntéza by teda predstavovala kľúčový krok, ktorý by umožnil pôvod prvých buniek. Museli mať membránu, ktorá vytvorila uzavretý priehradku, vo vnútri, ktorá by boli molekuly potrebné na vybudovanie prvých biologických polymérov potrebných na sebakonkurenciu.

Používam ako bunkový a terapeutický kultúrny faktor

Adenín je spolu s ďalšími organickými a anorganickými chemickými zlúčeninami, základnou zložkou receptu používaného vo všetkých biochémiách, genetickej, molekulárnej biológii a mikrobiologických laboratóriách na svete, na kultiváciu životaschopných buniek v priebehu času.

Je to preto, že normálne divoké odrody buniek dokážu detekovať a zachytiť dostupný adenín a používať ho na syntézu svojich vlastných adenínových nukleozidov.

Znamená to formu prežitia buniek, ktorá ekonomizuje vnútorné zdroje syntézu zložitejších biologických molekúl z jednoduchých prekurzorov prevzatých zo zahraničia.

V experimentálnych modeloch chronického ochorenia obličiek majú myši mutáciu v géne fosforribosyltransferázy adenínu, ktorý produkuje enzým neaktívny. Tieto myši sa podávajú obsahom obsahu adenínu, citrát sodným a glukózou, intravenózne, na podporu ich rýchleho zotavenia.

Toto ošetrenie je založené na skutočnosti, že PRPP, počiatočný metabolit na biosyntézu purínu, je syntetizovaný z ribóz-5-fosfátu penózou fosfátovou cestou, ktorej počiatočný metabolit je glukóza-6-fosfát. Mnohé z týchto riešení však nie sú schválené medzinárodnými regulačnými orgánmi na používanie človeka.

Odkazy

  1. Burstock, G. 2014. Puríny a purinoceptory. Prehľad molekulárnej biológie. Moduly referencií v biomedicínskych vedách. Word Wide Web Address: https: // doi.org/10.1016/B978-0-12-801238-3.04741-3
  2. Claramount, D. a kol. 2015. Zvierací modely pediatrického chronického ochorenia. NefrologiaJodo,35 (6): 517-22.
  3. Coade, s. A Pearson, J. 1989. Metabolizmus adenínových nukleotidov. Výskum, 65: 531-37
  4. Dawson, R. a kol. 1986. Údaje pre biochemický výskum. Clarendon Press, Oxford.
  5. Drougbank. 2019. Adenínový chemichalový list.  Word Wide Web Address: https: // www.Drogová banka.CA/Drugs/DB00173
  6. Horton, R; Moran, L; Scrimgeour, G; Perry, m. A Rawn, D. 2008. Zásady biochémie. 4. vydanie. Pearson Vzdelanie.
  7. Rytier, G. 2009. Purinergné prijímače. Encyklopédia neurovedy. 1245-52. Word Wide Web Address: https: // doi.org/10.1016/B978-008045046-9.00693-8
  8. Mathews, Van Holde, Ahern. 2001. Biochémia. 3. vydanie.
  9. Murgola, e. 2003. Adenine. Encyklopédia genetiky. Word Wide Web Address: https: // doi.org/10.1006/rwgn.2001.0008
  10. Murray, R; Granner, D; Mayes, P. A Rodwell, v. 2003. Harperova ilustrovaná biochémia. 26th Vydanie. Spoločnosti McGraw-Hill.
  11. Nelson, DL & Cox, M. 1994. Lehninger. Zásady biochémie. 4. vydanie. Ed Omega.
  12. Sigma-Aldrich. 2019. Adenínový chemický list. Word Wide Web Address: https: // www.Sigmaaldrich.com/catog/produkt/aldrich/ga8626?Lang = v