nukleozidov

nukleozid vždy pozostáva z nukleobázy, ktorá je spojená s monosacharidovou ribózou alebo deoxyribózou prostredníctvom N-glykozidovej väzby. Všetkých 5 nukleových báz - stavebné bloky DNA a RNA dvojitých a jednoduchých helixov - je možné enzymaticky premeniť na nukleozidy. Niektoré glykozidy majú fyziologický význam, napríklad adenozín, ktorý tvorí základný stavebný kameň ADP a ATP v energetickom metabolizme buniek.

Čo sú nukleozidy?

Dvojité helixy DNA a jednotlivé helixy RNA sú tvorené zo sekvencií iba piatich rôznych nukleobáz vo forme nukleotidov.

Všetkých päť nukleobáz, z ktorých adenín a guanín sú založené na päťčlennom a šesťčlennom kruhu purínu a cytozínu, tymínu a uracilu na aromatickom šesťčlennom kruhu pyrimidínu, sa môže kombinovať s monosacharidovou ribózou alebo deoxyribózou N-glykozidovou. Hydroxylová skupina (-OH) na atóme uhlíka 1 v pentóze reaguje s aminoskupinou (-NH2) nukleovej bázy, pričom vytvára a štiepi molekulu H2O. Ak je pripojený zvyšok ribózy alebo deoxyribózy, premení sa adenín na adenozín alebo deoxyadenozín.

Podobne sa purínová báza guanín konvertuje na guanozín alebo deoxyguanozín. Tri purínové bázy tymín, cytozín a uracil sa transformujú na tymidín, cytidín a uridín pridaním zvyšku ribózy alebo sa im dáva predpona „deoxy-“, ak je zvyšok cukru tvorený deoxyribózou. Okrem toho existuje celý rad modifikovaných nukleozidov, z ktorých niektoré hrajú úlohu v prenosovej DNA (tDNA) a v ribozomálnej RNA (rRNA).

Umelo vyrobené, modifikované, nukleozidy, takzvané nukleozidové analógy, pôsobia napr. T. ako antivirotiká a používajú sa konkrétne na boj proti retrovírusom. Niektoré analógy nukleozidov majú cytostatický účinok, takže sa používajú na boj proti určitým rakovinovým bunkám.

Funkcia, účinok a úlohy

Jednou z najdôležitejších funkcií piatich základných nukleozidov je premena na nukleotidy pridaním fosfátovej skupiny k pentóze a vytvorenie stavebných blokov DNA a RNA ako nukleotidov.

Niektoré nukleozidy tiež prijímajú úlohy v katalýze určitých metabolických procesov v modifikovanej forme. Napríklad takzvaný „aktívny metionín“ (S-adenozylmetionín) slúži ako donor metylových skupín. V niektorých prípadoch nukleozidy tiež fungujú vo svojej nukleotidovej forme ako stavebné bloky koenzýmov prenášajúcich skupiny. Príkladom toho je riboflavín (vitamín B2), ktorý slúži ako prekurzor mnohých koenzýmov, a teda hrá ústrednú úlohu v mnohých metabolických procesoch.

Pri dodávke energie do buniek hrá adenozín veľmi dôležitú úlohu ako adenín difosfát (ADP) a ako adenozín trifosfát (ATP). ATP sa dá opísať ako univerzálny nosič energie a slúži tiež ako donor fosfátu vo veľkom počte metabolických procesov, ktoré zahŕňajú fosforyláciu. Guanozíntrifosfát (GTP) je energetický nosič v takzvanom citrátovom cykle v mitochondriách. Nukleotidy sú tiež súčasťou koenzýmu A a vitamínu B12.

Nukleozidy uridín a cytidín sa používajú v kombinácii ako liečivá na liečenie neuritídy a svalových ochorení. Napríklad sa činidlo používa proti zápalu nervových koreňov na chrbtici a na lumbale. Modifikované nukleozidy, takzvané nukleozidové analógy, vykazujú z. T. virostatické účinky proti retrovírusom. Používajú sa v drogách, ktoré sa používajú proti z. B. proti vírusu herpes simplex a proti vírusom HI. Ostatné nukleozidové analógy s cytostatickými účinkami hrajú úlohu v boji proti rakovine.

Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Nukleozidy sa skladajú výlučne z uhlíka, vodíka, kyslíka a dusíka. Prakticky všade na Zemi sú bohaté všetky látky. Stopové prvky a vzácne minerály nie sú potrebné na tvorbu nukleozidov. Telo však nesyntetizuje nukleozidy od nuly, pretože syntéza je zložitá a energeticky náročná.

Ľudské telo sa preto uberá opačným spôsobom a získava hlavne nukleozidy z procesov degradácie v metabolizme purínov a pyrimidínov (medziprodukty). Nukleozidy sa zúčastňujú veľkého počtu enzymaticko-katalytických metabolických procesov v čistej forme alebo vo fosforylovanej forme ako nukleotidy. Obzvlášť pozoruhodná je funkcia adenozínu vo forme ATP a ADP v tzv. Respiračnom reťazci. Nukleotidový guaníntrifosfát hrá kľúčovú úlohu v takzvanom citrátovom cykle.

Počas cyklov prebiehajú procesy v mitochondriách buniek. Pretože nukleozidy sú takmer vždy prítomné vo viazanej forme alebo ako funkčné nosiče prakticky vo všetkých telesných bunkách vo veľkých množstvách, neexistuje všeobecná hranica ani smerná hodnota pre optimálnu koncentráciu. Stanovenie koncentrácie určitých nukleozidov alebo nukleotidov v krvnej plazme môže byť užitočné pri diagnostike a diferenciálnej diagnostike.

Choroby a poruchy

Nukleozidy sú aktívnou súčasťou mnohých metabolických procesov a ich funkcie možno len zriedka vnímať izolovane. Poruchy zvyčajne súvisia s komplexnými enzymaticko-katalytickými procesmi, ktoré sú prerušené alebo inhibované v určitých bodoch a vedú k zodpovedajúcim symptómom.

Ochorenia, ktoré spôsobujú metabolické abnormality nukleozidov, väčšinou tiež ovplyvňujú metabolizmus purínov alebo pyrimidínov, pretože päť základných nukleozidov má buď purínový alebo pyrimidínový skelet. Známa porucha metabolizmu purínov je spôsobená známym Lesch-Nyhanovým syndrómom, vrodeným ochorením, ktoré spôsobuje nedostatok hypoxantín-guanín-fosforibozyltransferázy (HGPRT). Nedostatok enzýmov bráni recyklácii určitých nukleobáz, takže dochádza k kumulatívnej akumulácii hypoxantínu a guanínu.

To zasa vyvoláva hyperurikémiu, zvýšenú hladinu kyseliny močovej, ktorá vedie k dne. Zvýšená hladina kyseliny močovej vedie k usadeninám v kĺboch ​​a pošvách šliach, čo môže spôsobiť bolestivé príznaky. Veľmi zriedkavé dedičné ochorenie sa prejavuje nedostatkom adenylosukcinát lyázy, čo vedie k problémom metabolizmu purínov. Toto ochorenie vedie k zášklbom svalov a oneskorenému vážnemu vývoju dieťaťa.