Катаболизм пуриновых нуклеотидов
К
онечный
продукт катаболизма пурина у человека
- мочевая кислота. У других млекопитающих
имеется фермент уратоксидаза которая
превращает мочевую кислоту в более
растворимый аллантоин. У человека нет
такого фермента, и мочевая кислота,
которая образуется преимущественно
в печени, выделяется почками как конечный
продукт обмена пуриновых нуклеотидов.
Превращение мочевой кислоты в аллантоин
может протекать неферментативно. Эта
реакция рассматривается как один из
механизмов антиоксидантной защиты
клетки у организмов, утративших
способность синтезировать аскорбиновую
кислоту, а мочевая кислота как важный
антиоксидант, заменивший аскорбиновую
кислоту. У некоторых животных аллантоин
может распадаться далее до мочевины
или аммиака.
Реакции распада мочевой кислоты. От нуклеотидов к основаниям.
Гуаниновые нуклеотиды гидролизуются с образованием гуанозина, который подвергается фосфоролизу до гуанина и рибоза 1-Ф. Гуанин дезаминируется гуанин дезаминазой с образованием ксантина. Аденозин также можно получить по такому пути, однако внутриклеточные нуклеотидазы у человека не очень активны по отношению к AMФ. АМФ чаще дезаминируется ферментом аденилат (AMФ) дезаминазой с образованием ИМФ. Последний далее гидролизуется нуклеотидазой с образованием инозина и после фосфоролиза превращается в гипоксантин.
Некоторое количество аденозина образуется из S -аденозилметионина в процессах переметилирования. Аденозин дезаминируется до инозина аденозин дезаминазой. Недостаточность аденозин дезаминазы или пуриновой нуклеозид фосфорилазы ведет к двум различным болезням иммунодефицита механизмами, которые до конца не раскрыты. При недостаточности аденозин дезаминазы, страдают T и B-лимфоциты, а при недостаточности фосфорилазы нарушается функция T клеток, а B клетки остаются нормальными. В сентябре 1990 г была успешно применена генинженерная технология для лечения 4-летней девочки с недостаточностью аденозин дезаминазы.
Катаболизм метилированных (минорных) пуринов зависит от расположения метильной группы. Если метильная группа связана с группой -NH2, она удаляется вместе с -NH2, и оставшаяся часть обменивается в дальнейшем обычным способом. Если метил связан с атомом азота гетероцикла, соединение выделяется в неизменном виде с мочой.
О
сновные
пути катаболизма нуклеотидов
И адениновые и гуаниловые нуклеотиды превращаются в одно общее промежуточное соединение ксантин. Гипоксантин, возникающий из аденина, окисляется в ксантин ксантиноксидазой . Гуанин дезаминируется с образованием аммиака и ксантина. Образующийся аммиак переносится к печени в составе глутамина, где используется для синтеза мочевины.
Ксантин, подобно гипоксантину, окисляется кислородом и ксантиноксидазой в мочевую кислоту с образованием перекиси водорода. У человека, мочевая кислота выделяется, а перекись водорода разрушается каталазой. Высокая активность ксантиноксидазы обнаруживается только в клетках печени и кишечника.
Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов
В отличие от пуринов, кольцевая структура пиримидинов разрушается с образованием обычных конечных продуктов катаболизма - -аминокислот, аммиака и двуокиси углерода. В катаболизме пиримидиновых нуклеотидов принимают участие нуклеотидазы и пиримидиновые нуклеотид фосфорилазы, которые превращают мононуклеотиды в свобоные основания. Аминогруппы цитозина и 5-метилцитозина отделяется в форме аммиака..
Д
ециклизация.
Свободные
пиримидиновые основания восстанавливаются
Основные пути катаболизма пиримидиновых азотистых оснований
НАДФН+Н+. Атомы N2 и C3 пиримидинового кольца выделяются в форме аммиака и двуокиси углерода соответственно. Оставшаяся часть кольца представляет собой -аминокислоту . -аминоизомасляная кислота образуется из тимина или 5-метилцитозина и в основном затем выделяется почками. Незначительная часть ее после переаминирования может превращаться в сукцинил-КоА и использоваться в цикле трикарбоновых кислот. Из цитозина и урацила образуется -аланин, который может быть использован для синтеза биологически активных дипептидов карнозина (гис--ала) или ансерина (метил гис--ала) в мозге и мышцах.