Нуклеопротеиды и их производные выполняют в организме многообразные функции, участвуя:
- в синтезе нуклеиновых кислот и нуклеотидных коферментов;
- в реакциях запасания и использования энергии;
- в образовании активных форм сахаров, азотистых оснований, сульфатов и метионина;
- в трансдукции сигналов в клетку, являясь вестником действия на клетку гормонов, факторов роста, нейромедиаторов и других регуляторных молекул.
В пищеварительном тракте под действием соляной кислоты, пепсина, трипсина от нуклеопротеидов отщепляется белковая часть, которая гидролизуется до аминокислот. Простетическая группа – нуклеиновые кислоты – при участии нуклеаз (ДНКазы, РНКазы) распадается на мономеры – мононуклеотиды. Они частично всасываются, а остальные под действием фосфатаз и нуклеозидаз, расщепляются на составные части – азотистые основания, пентозы и фосфорную кислоту, которые всасываются более активно. Так же происходит распад и нуклеопротеидов тканей организма. Фосфорная кислота пополняет запасы организма, пентозы в основном принимают участие в синтезе новых нуклеиновых кислот и коферментов.
Одновременно в клетках происходит постоянный синтез специфических нуклеиновых кислот. Это сложный процесс, исходными веществами для которого являются пентозофосфаты (рибозо- и дезоксирибозо-5-фосфат), образующиеся в основном при апотомическом пути окисления углеводов. Кроме того, участвуют соединения – глицин, глутамин, аммиак, углекислый газ, муравьиная и аспарагиновая кислоты, АТФ и соответствующие ферменты.
Пути возникновения пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов различны, но есть некоторые черты сходства:
1) широкое использование гли, асн и глн в качестве источников азота и гетероциклических колец.
2) Включение в состав пуриновых и пиримидиновых циклов атомов углерода из СО2и формиата
3) Построение пуринового основания и завершение синтеза пиримидинового основания на рибозо-5-фосфате, в результате чего образуются нуклеотид-5-фосфаты
4) Ферментативный характер всех реакций, осуществляющихся в процессе новообразования нуклеотидов
5) Возникновение на определенном этапе биосинтеза предшественников, из которых потом формируются уже индивидуальные нуклеотид-5-фосфаты.
Последовательность реакций, приводящих к образованию пуриновых нуклеотидов:
1. Образование 5-фосфорибозил-1-дифосфата (ФРДФ): рибозо-5-фосфат → ФДРФ (общий предшественник фосфорибозы в синтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов).
2. Перенос аминогруппы Глн на ФРДФ с образованием 5-фосфорибозил-1-амина (фермент - амидотрансфераза).
3. При участии глицина, амидного азота Глн, α-NH2-группы Асп, СО2, и одноуглеродистых производных образуется пуриновое кольцо на остатке рибозо-5-фосфат.
4. Синтез первого пуринового нуклеотида – инозиновая кислота (ИМФ), которая может превращаться в АМФ или ГМФ.
5. Место образования пуриновых оснований является печень. Она снабжает пуринами ткани, не способные к их образованию – эритроциты, лейкоциты и частично мозг.
6. Синтез нуклеотиддифосфатов и нуклеотидтрифосфатов происходит при участии АТФ и ферментов – нуклеотидмонофосфатаз и нуклеотиддифосфокиназ.
7. Пуриновые нуклеотиды синтезируются «запасным путем» из азотистых оснований и нуклеозидов. Этот путь имеет вспомогательное значение, давая от 10 до 20% общего количества нуклеотидов. Катализируют эти процессы два фермента – аденинфосфорибозилтрансфераза, отвечающий за образование АМФ из ФРДФ и гипоксантингуанинфосфорибозилтрансфераза, который катализирует образование инозиновой кислоты.
Катаболизм пуриновых нуклеотидов приводит к образованию мочевой кислоты. Азотистые пуриновые основания подвергаются превращениям:
NН2 ОН
N N
N N - NН3
+ Н2О
N NН
N NН
Аденин Гипоксантин
ОН ОН
N N
N N - NН3 Ксантин
NН2 + Н2О ОН
N NН N NН
Гуанин
ОН
N N
ОН N NН ОН
Мочевая кислота
Мочевая кислота выводится из организма.
Пиримидиновые основания распадаются так:
ОН
СН2 – NН2
|
СН2 + NН3 + СО2
|
СООН
ОН
N Урацил β-аланин
Синтез пиридиновых нуклеотидов протекает в цитозоле клеток при участии ферментов – полифункционалов:
О
//
NН3 + СО2 + АТФ → АДФ + NH2 - С
О ~ Ф
Карбамоилфосфат
О СООН
// | аспартаткарбамилтрансфераза
Н2N – С + СН2
|
О~Ф NH2 – СН – СООН
Карбамоилфосфат Аспарагиновая кислота
О СООН
// |
Н2N – С СН2 + Н3РО4
|
О – NH – СН – СООН Карбамиласпарагиновая кислота
О
О СООН ||
// | НN СН2
Н2N – С СН2 дегидрооротаза
| СН – СОО-
О – NH – СН – СООН //
Карбамиласпарагиновая кислота О NН Дигидрооротат
О О
|| ||
НN СН2 NН СН
СН – СОО- // С – СОО-
// О
О NН NН
Дигидрооротат Оротовая кислота
О
СН2ОФ О ОН ||
NН СН
+
С – СОО-
ОН ОН //
О NН
О
||
NН СН
С – СОО-
//
О N
СН2ОФ
О
- СО2
ОН ОН
Оритидинмонофосфат
О
||
NН СН 
// СН
О
СН2ОФ О N
ОН ОН Уридинмонофосфат
 |
Глн (при участии СО2, АТФ и ФРДФ) → Карбамоилфосфат (+ аспарагиновая кислота) → Карбамоиласпартат → Дигидрооротат (НАД+) → Оротат → Оротатмонофосфат (ФРДФ) → УМФ → УДФ → УТФ
Поможем написать любую работу на аналогичную тему