Adenīns

Adenīns ir heterobiciklisks aromātisks savienojums ar purīna mugurkaulu, kas kā organiskā kodola bāze kopā ar trim citām bāzēm veido vienu no ģenētiskās informācijas pamata elementiem DNS un RNS.

Turklāt adenīnam nukleozīda vai nukleotīda formā ir svarīga loma metabolismā kā NAD, FADH2 vai ATP, jo īpaši šūnu enerģijas līdzsvarā mitohondrijos.

Kas ir adenīns

Adenīns ar ķīmisko molekulāro formulu C5N5H5 sastāv no heterobicikliska aromātiska gredzena (purīna pamata struktūras) ar pievienotu aminogrupu (NH2). Tāpēc tiek saukts arī par adenīnu Aminopurīns izraudzīts. Tā ir gaiši dzeltena cieta viela, kas sublimējas pie 220 grādiem pēc Celsija, t.i., mainās tieši gāzveida stāvoklī un šķīst tikai ūdenī.

Dezoksiribozes cukura molekulas pievienošana pārvērš adenīnu dezoadenozīnā - vienā no 4 celtniecības blokiem, kas veido dubultā spirāles DNS. Dezoksimidīns, kas veidojas no timidīna un tam pievienotās dezoksiribozes molekulas, kalpo kā papildinošā bāze. RNS gadījumā tas ir nedaudz modificēts process. Adenīns kļūst par adenozīnu, pievienojot D-ribozes cukura molekulu. Adenozīns ieņem dezoadenozīna stāvokli DNS RNS. Papildinošā bāze nav timīns, bet gan uracils uridīna formā.

Turklāt adenozīns veido nukleotīdu ATP, ADP un AMP pamatstruktūru, kuriem ir svarīga loma šūnu enerģijas bilancē. Adenozīns veic arī svarīgas kofaktora funkcijas vairākos fermentos, hormonos un neiromodulatoros, piemēram, koenzīmā A, NADPH un NADH.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Kā daļa no DNS dubultās spirāles virknes adenozīns veido adenīna-timīna bāzes pāri (A-T) caur divām ūdeņraža saitēm ar timīna komplementāro kodolu deoksitimidīna formā. Pārsvarā vienpavedienu RNS adenīnam ir līdzīga funkcija, kaut arī uracils nav timidīns kā komplementa bāze, veidojot komplementa virkni - mRNS (Messenger RNS).

Adenīns kā DNS un RNS sastāvdaļa nav tieši iesaistīts vielmaiņas procesos, bet tikai kopā ar citām nukleobāzēm kalpo aminoskābju secību kodēšanai atbilstošo olbaltumvielu sintēzei. Gandrīz visu šūnu enerģijas metabolisma daļu, ko sauc par elpošanas ķēdi, būtībā veido virkne oksidācijas un reducēšanas procesu, tā sauktie redox procesi. Adenozīnam, kas fosforilējas, veidojot adenozīna trifosfātu (ATP), ir galvenā nozīme elpošanas ķēdē. ATP izdala fosfora grupu un tādējādi kļūst par adenoindifosfātu (ADP) vai adenozīna monofosfātu (AMP). Kopumā tas ir eksotermisks process, kura laikā ogļhidrāti tiek sadalīti, lai iegūtu enerģiju metabolismam un piem. B. nodrošina muskuļu darbu.

Šajā funkcijā adenīns vai adenozīns ir tieši iesaistīts ķīmiskās reakcijās. Svarīga dinamiska sastāvdaļa redoksreakciju ķēdē ir arī elektronu pārnešana no elektroniem, kas saistīti ar ūdeņradi (H) vai citiem elektronu nesējiem. Arī šeit adenīns un adenozīns ir fermentu vai katalizatoru, piemēram, nikotīna diamīda (NAD) un citu, funkcionālie komponenti, kas galu galā sadala ūdeņraža oksidāciju (sadegšanu) ūdenī daudzos katalītiski kontrolētos atsevišķos posmos un tāpēc ir pieejami metabolismam, neradot degšanas bojājumus. .

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Saskaņā ar ķīmisko formulu C5N5H5, adenīns sastāv no pamata celtniecības blokiem, oglekļa, slāpekļa un ūdeņraža, kuriem visiem ir bagātīgs raksturs. Retie mikroelementi vai minerāli nav nepieciešami. Attiecīgi nav jābaidās no sintēzes izejvielu trūkuma, bet drīzāk par paša organisma ražošanas procesa problēmu.

Tā kā sintēze ir laikietilpīga un energoietilpīga, apmēram 90% laika ķermenis izmanto citu ceļu, tā sintezē adenīnu, izmantojot otrreizēju pārstrādi. Purīnu metabolisma gaitā adenīnu iegūst kā sabrukšanas produktu no sarežģītākiem savienojumiem. Adenīns kļūst bioķīmiski efektīvs tikai kā nukleozīds, pievienojot dezoksiribozes molekulu. Tas adenīnu pārvērš dezoadenozīnā. Turpmāk pievienojot vienu līdz trīs fosfātu atlikumus, dezoadenozīns kļūst par nukleotīdu, ko sauc par adenozīna monofosfātu (AMP), ciklisku adenozīna monofosfātu (cAMP), adenozīndifosfātu (ADP) vai adenozīna trifosfātu (ATP).

Atbilstoši daudzveidīgajiem adenīna uzdevumiem un tā bioķīmiski aktīvajām izpausmēm vidē, kas atbilst dinamiski mainīgajām prasībām un brīvais adenīns nerodas ķermeņa cirkulācijā, adenīna līmeni nevar izmērīt. Netiešus secinājumus par neskartu purīna metabolismu var izdarīt tikai novērojot un izmērot noteiktus vielmaiņas procesus.

Slimības un traucējumi

Vispazīstamākie - de facto, bet reti sastopamie - metabolisma traucējumi, kas rodas saistībā ar paša organisma adenīna un tā bioaktīvo formu veidošanos, ir Lesha-Nīhana sindroms. Tas ir ģenētisks defekts x hromosomā. Gēna mutācija noved pie pilnīga hipoksantīna guanīna fosforibozil-transferāzes (HGPRT) deficīta.

HGPRT trūkums izraisa traucējumus purīnu metabolismā, tāpēc purīna bāzu hipoksantīna un guanīna pārstrāde, kas parasti notiek, vairs nav nepieciešama. Tā vietā ķermenis ir spiests nepārtraukti ražot adenīnu, izmantojot neosintēzi. Tas noved pie pārmērīga urīnskābes daudzuma un urīnskābes kristālu izgulsnēšanās, kas var izraisīt podagru vai urīnceļu veidošanos locītavās. Turklāt jaundzimušajiem parasti ir garīgās attīstības deficīts un palielināta autoagresija.

Vēl viena reta iedzimta slimība ir Hantingtona slimība. 4. hromosomā ir ģenētisks defekts. Citosīna-adenīna-guanīna bāzes secība parasti tiek atrasta noteiktā gēnā ar 10 līdz 30 atkārtojumiem. Ja gēnu mutācijas dēļ ir vairāk nekā 36 no šiem tā saucamajiem tripletu atkārtojumiem, rodas iedzimta slimība Hantingtona slimība. Slimības gaitā ir motora problēmas un nervu bojājumi, kurus nevar izārstēt.