Пути синтеза мононуклеотидов

Схема разрушений пиримидиновых колец

Конечный продукт модификации пуринов - мочевая кислота

Специфические пути преобразования нуклеотидов

Конденсированные ароматические азотные основания (пурины: аденин, гуанин) вследствие наличия солидного обобществленного пи-электроного облака (сопряженности) очень прочны, в клетках отсутствуют ферменты, способные разрушить их неполярные связи. В отличие от них кольца пиримидинов распадаются за счет повреждения сопряженности путем гидрирования одной из связей.

Как замечено выше, распада циклов пуринов не происходит. Просто, чтобы обеспечить их выведение из организма природа стремится увеличить их растворимость в воде, вводя в молекулу полярные гидроксильные группировки. (Рис. 3.3.2.1.1.). Начальные стадии изменений аденозина и гуанозина несколько отличаются друг от друга из-за низкой растворимости первого, рост данного свойства обеспечивается заменой аминогруппы более полярной гидроксильной (реакция гидролитического дезаминирования) и только после этого с помощью нуклеозидфосфорилазы рвется нуклеозидная связь. Образующийся гипоксантин с участием ксантин-ДГ дважды гидроксилируется. Активность данного фермента усиливается в присутствии катионов Мо2+. Конечным продуктом данного процесса и служит мочевая кислота. Одна из ее гидроксильных групп способна к диссоциации, что и придает ей кислые свойства.

Гуанин за счет наличия двух полярных группировок (-ОН, -NН2) лучше растворяется в воде, поэтому его нуклеотид вначале подвергается фосфоролизу под влиянием нуклеозидфосфорилазы, а только потом гидролитическому дезаминированию. Результатом чего является ксантин, преобразования которого также заканчиваются мочевой кислотой.

Из гепатоцитов ее соли попадают в общий кровоток, доставляется в почки, и выводятся в составе мочи; а часть их вновь реабсорбируется.

В норме содержания уратов в плазме крови не превышает 0,5 ммоль/л, причем у мужчин регистрируются более высокие цифры, чем у женщин.

Распад разных пиримидиновых нуклеотидов протекает по сходной схеме (рис. 3.3.2.1.2.) одним из важнейших превращений, в которой служит гидрирование ароматического кольца, что повреждает целостность Пи-электронного облака и поэтому снижает его прочность. Первой реакцией цитидина является гидролитическое дезаминирование, как и в случае с аденином. В результате получается уридин, который реже подвергается фосфоролизу под действием нуклеозидфосфорилазы. Освободившийся пиримидин - урацил, используя восстановленный НАД и дигидроурацил-ДГ, становится дигидроурацилом. Из-за нарушения ароматичности он довольно легко гидролизуется с разрывом кольца (работает соответствующая гидролаза дигидропиримидиназа). Продукт реакции обычно считают производным пропионовой кислоты, β – углеродный атом которой связан с остатком мочевины (β–уреидпропионат). Дальнейшие гидролитические преобразования совершаются отделением аммиака и углекислого газа, которые после определенных модификаций (в соли аммония, глутамин и гидрокарбонаты) используются в синтезе мочевины. Из углеродного скелета получается β-аланин. Часть его молекулы включается в дипептиды - карнозин, ансерин - важные АО, а также в динуклеотид - HSKоА. Другая половина переаминируется, итогом этого процесса служит формилацетат, который, вступая в реакции, сходные с окислительным декарбоксилированием α-кетокислот, становится ацетилКоА, судьба которого завершается в ЦТК.

Тимидин является гомологом дезоксиуридина, поэтому этапы его распада фактически повторяют вышеописанные реакции, только метаболиты отличаются на гомологическую разницу (СН2-). Вместо β-уреидпропионата образуется β-аминоизобутират, из которого после переаминирования и окислительного декарбоксилирования получается метилмалонил-КоА. Это соединение под влиянием метилмалонил-КоА-мутазы изомеризуется в сукцинил-КоА, который легко вступает в ЦТК, в клетках эритроидного ряда и гепатоцитах большая часть его молекул используется в синтезе гема.

 

 

В настоящее время считают, что азотистые основания мононуклеотидов имеют эндогенное происхождение, а их пищевые аналоги разрушаются в энтеро- и гепатоцитах. Что касается пентоз, то они могут оказаться в общем кровотоке после всасывания из кишечника, затем, подвергнувшись облегчённой диффузии фосфорилироваться в клетке, как гексозы и глицерин:


Подобный фосфорный эфир рибозы является также метаболитом ПФП. Однако, чтобы ее первый атом сумел образовать N–гликозидную связь с пурином или пиримидином, необходимо его активировать:

Ароматические гетероциклы для своего синтеза используют аминокислоты (глн, асп, а пурин - еще и глицин), но сам процесс их генеза отличается тем, что пиримидины вначале образуется в свободном виде и только потом взаимодействует с фосфорибозилпирофосфатом, а пуриновые основания строят свои циклы, связывая отдельные атомы с активной рибозой.