9.2. Обмен нуклеиновых кислот

9.2.1. Переваривание нуклеиновых кислот

Нуклеиновыми кислотами богаты мясо, икра, дрожжи. Поджелудочная железа выделяет ферменты РНК - азу и ДНК - азу, которые деполимеризуют нуклеиновые кислоты до полинуклеотидов. В кишечном соке содержатся ферменты полинуклеотидазы, диэстеразы,фосфатазы, нуклеотидазы, нуклезидазы, эстеразы, осуществляющие распад нуклеотидов. Всасыванию подвергаются нуклеозиды, азотистые основания, пентозы и фосфорная кислота.

9.2.2. Распад нуклеиновых кислот в тканях

Распад нуклеиновых кислот в тканях идентичен процессу их распада в желудочно-кишечном тракте. Углеводы и фосфорная кислота используются стандартно, а азотистые основания подвергаются распаду до конечных продуктов: мочевой кислоты (пуриновые основания) и мочевины (пиримидиновые основания).

9.2.2.1. Распад пуриновых нуклеотидов и его нарушения

Распад пуриновых оснований происходит путём их гидролитического дезаминирования без разрыва пуринового кольца с образованием мочевой кислоты.

Распад пуриновых оснований происходит не в свободном виде, а в составе нуклеозидов.

У взрослого человека экскретируется 0,5-1,5 г мочевой кислоты в сутки, азот которой составляет 3,5% всего выводимого азота. У детейотносительная доля мочевой кислоты выше, чем у взрослых, на её азот приходится до 8,5%. В крови взрослых людей содержание мочевой кислоты равно 0,1-0,3(0,4) ммоль/л,у детей- до 0,47 ммоль/л. Мочевая кислота является антиоксидантом, в детском возрасте стимулирует развитие головного мозга. Мочевая кислота может присутствовать в тканях и в крови как в свободной форме (плохо растворимой в воде), так и в виде солей (более растворимых в воде). Повышение концентрации мочевой кислоты в крови -гиперурекимия. На её фоне могут развиваться подагра и почечнокаменная болезнь. При подагре кристаллы мочевой кислоты откладываются в околосуставных тканях в виде подагрических узлов. При почечнокаменной болезни кристаллы мочевой кислоты формируют камни в мочевыводящих путях.

К нарушениям распада пуриновых оснований относятся некоторые иммунодефициты. При отсутствии аденозиндезаминазы развивается Т- и В – иммунодефицит, а отсутствии нуклеозидфосфорилазы возможен В - иммунодефицит.

Для уменьшения гиперурекемии используют препараты – аналоги пуриновых оснований (например, аллопуринол), которые угнетают фермент ксантиноксидазу и блокируют образование мочевой кислоты. Образующиеся при этом в крови и тканях лучше растворимые в воде ксантин, гипоксантин, , хорошо выделяются в составе мочи.

9.2.2.2. Распад пиримидиновых нуклеотидов

Распад пиримидиновых оснований происходит путём их гидролитического дезаминирования с разрывом кольца и образования мочевины.

При распаде тимина образуется бета - аминоизомасляная кислота.

9.2.3. Биосинтез пуриновых нуклеотидов и его нарушения

Существует 2 способа синтеза пуриновых нуклеотидов в тканях: основной путь (синтез из простых предшественников) и дополнительный путь (синтез из готовых азотистых оснований).

Основной путь синтеза пуриновых нуклеотидов

Исходным веществом для синтеза пуриновых нуклеотидов является активная форма рибозы – 5-фосфорибозил – 1 -пирофосфат, которая образуется из рибозо – 5 - фосфата (из пентозофосфатного пути) и АТФ под действием фермента фосфорибозилкиназы

Особенностью многоэтапного синтеза пуриновых нуклеотидов является постепенное формирование пуринового цикла в составе 5-фосфорибозильного производного с вовлечением в процесс синтеза целого ряда метаболитов, Ключевая реакция:

Азот аминогруппы 5 – фосфорибозил - 1-амина займёт 9 положение в пуриновом основании.

Источники атомов углерода и азота в пуриновом кольце:

Первым нуклеотидом - предшественником является инозиновая кислота (инозинмонофосфат - ИМФ), состоящая из гипоксантина, рибозы и фосфорной кислоты.

Из ИМФ в последующем образуются АМФ, ГМФ. При синтезе АМФ к ИМФ присоединяется аспарагиновая кислота, расходуется энергия ГТФ и через промежуточную стадию в 6 положении ОН - группа заменяется на NH₂ –группу. В последующем происходят последовательные реакции АМФ →АДФ→АТФ. Синтез ГМФ включает окисление у 2 углеродного атома, с образованием ксантиловой кислоты с последующим замещением ОН - группы наNН₂– группу глютамина. В синтезе ГМФ используется энергия АТФ. В последующем происходят реакции ГМФ→ ГДФ→ГТФ.

Авторегуляция синтеза пуриновых нуклеотидов

Регуляторным ферментом синтеза пуриновых нуклеотидов является амидотрансфераза. Активность этого фермента по аллостерическому механизму подавляются высокими концентрациями пуриновых нуклеотидов. На конечных стадиях синтеза ГТФ активирует синтез адениловых нуклеотидов, а АТФ – гуаниловых нуклеотидов.

Дополнительный путь синтеза пуриновых нуклеотидов

Возможен синтез пуриновых нуклеотидов из готовых пуриновых оснований и активной формы рибозы.

Аналогично протекает синтез ГМФ. При врождённом дефекте гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансферазы развивается заболевание Леш Нихана, при котором наблюдается гиперурикемия, нарушение психики.