Пурин

Пурин являє собою гетеробіциклічну ароматичну органічну сполуку з чотирма атомами азоту. Крім піримідинів, пурини є важливими будівельними блоками нуклеїнових кислот. Вони не є необхідними, але утворюються самим людським організмом. У продуктах тваринного походження багато пуринів, оскільки вони містяться у великій концентрації в шкірі та субпродуктах. У людини вони розщеплюються на сечову кислоту і виводяться через нирки; У різних інших видів тварин відбувається подальша деградація (наприклад, до алантоїну великої рогатої худоби). Звідси назва походить від лат. гнійник = чистий і acidum uricum = Сечова кислота, оскільки це «чиста» основна структура сечової кислоти, яку Еміль Фішер вперше синтезував у 1898 р.

Надалі рекомендовані знання спеціалістів

Правильне зважування за допомогою лабораторних ваг: керівництво зважуванням

Яка чутливість моєї шкали?

Щоденний візуальний огляд лабораторних ваг

Зміст

структура

Молекулу можна розглядати як злиту кільцеву систему, що складається з двох гетероциклів піримідину та імідазолу. Тому його систематична назва 7H-Імідазол [4,5-d] піримідин.

7H-пурин знаходиться в таутомерній рівновазі з його ізомером, 9H-пурином:

Похідні молекули

Пурини

Огляд

Якщо атоми водню в положеннях 2, 6 і 8 замінюються іншими молекулами, виникають різні заміщені пурини:

Структура імен Позиція 6 Позиція 2 Позиція 8

Аденин	-NH2	-H	-H
Гуанін	-ОХ	-NH2	-H
сечова кислота	-ОХ	-ОХ	-ОХ
Гіпоксантин	-ОХ	-H	-H
Ксантин	-ОХ	-ОХ	-H
6-пуриновий тіол	-SH	-H	-H
6-тіогуанін	-SH	-NH2	-H

Таутомерія

Через сегменти молекули з основним малюнком N = C-X-H (з X = O, S або NH) існує ймовірність таутомерії. (Див. Там тактамерію лактам-лактим, тіолактам-тіолактим і кетомін-енамін):

Пуринові алкалоїди

Деякі алкалоїди також походять з основної структури пурину:

Структура імен R1 R2 R3

кофеїн	СН3	СН3	СН3
Теобромін	H	СН3	СН3
Теофілін	СН3	СН3	H
Ксантин	H	H	H

Рецептори

Пурини зв’язуються зі специфічними рецепторами клітинної мембрани, т. Зв. пуринергічні рецептори. Розрізняють іонотропні та метаботропні пуринергічні рецептори. Фізіологічним агоністом цих рецепторів є АТФ.

Біологічне значення

Сечова кислота є кінцевим продуктом метаболізму пуринів.
Якщо аденин і гуанін пов'язані в положенні 9 з 1-м атомом вуглецю рибози (в ДНК з дезоксирибозою), в результаті виникають нуклеозиди аденозин і гуанозин. Етерифікація рибози фосфатом утворює нуклеотиди, які є будівельними блоками численних фізіологічно важливих молекул. (Див. Також вітаміни комплексу B2: нікотинова кислота, рибофлавін та пантотенова кислота, а також AMP, ADP, ATP, РНК, ДНК, cAMP, NADPH, NADH, FAD, кофермент A, сукциніл-кофермент A.)
Азотна кислота (HNO2) перетворює аміногрупу в гідроксильну групу. Це створює гіпоксантин з аденіну, а ксантин - з гуаніну. Якщо азотиста кислота діє на ДНК (як мутаген), ця зміна призводить до неправильного спарення основ при реплікації ДНК (редуплікація) і, отже, до зміни послідовності основ, що може призвести до зміни білків і, таким чином, до зміни фенотипу.
ТРНК також містить незвичні пуринові основи: А + створюється додаванням протона в 7-му положенні, що означає, що атом азоту позитивно заряджений у цій точці. Азот у кільцевій системі може бути метильований, що означає, що вони також заряджені позитивно. Приклади: m1A, m7A, m7G. У m2’G 2-й атом вуглецю рибози метильований. Відповідні основи модифікуються лише після транскрипції та впливають на точність трансляції, а також на активність і стабільність тРНК. (див. також: нуклеозиди)
Транс-Зеатин (tZ, N 6 - (Δ 2 ’-ізопентеніл) -амінопурин, ізопентеніладенин, IPA) є природним цитокініном.

біосинтез

Біосинтез De novo

Пурини не синтезуються в організмі як вільні молекули, а завжди як нуклеотиди. Початковою молекулою є α-D-рибоза-5-фосфат, проміжний продукт циклу пентозофосфату. Потім покроково будується основна структура пурину, причому різні молекули постачають окремі компоненти:

Кінцевим продуктом цього ланцюга синтезу є монозинфосфат інозину (ІМП), нуклеотид гіпоксантину, який в подальших стадіях перетворюється в нуклеотиди ксантину, аденозину або гуанозину.

Утилізація основ (шлях утилізації)

При розщепленні РНК крім мононуклеотидів утворюються вільні основи та нуклеозиди. Мононуклеотиди можуть бути відновлені тим, що пуринові основи з фосфорильованою рибозою та нуклеозиди кіназами відновлюють свою фосфатну групу.

У поєднанні з рибозою/дезокси-рибозою: відновлення рибонуклеотидів

Для того, щоб мати можливість служити будівельними блоками ДНК, рибоза (цукор) нуклеотидів у 2-го атома вуглецю повинна бути зменшена, гідроксильна група замінена атомом водню (тепер рибоза називається дезокси-рибоза) і дезокси- Рибонуклеотиди. У випадку з РНК (носієм інформації про ДНК), навпаки, в якості цукру використовується рибоза, а не дезокси-рибоза. РНК зазвичай не буває дволанцюговою молекулою (як ДНК).

Розбиття основ

Основи спочатку відщеплюються від нуклеозидів і нуклеотидів. Вони окислюються до сечової кислоти. У наземних плазунів, птахів, багатьох комах і приматів це кінцевий продукт, який виводиться з сечею. Інші тварини виробляють алантоїн, сечовину або аміак із сечової кислоти.

Медичне значення

Хвороби

Залежно від локалізації порушення метаболізму пуринів виникають різні клінічні картини:

Синдром Леша-Найгана обумовлений накопиченням 5-Р-рибозил-РР, що призводить до надмірного синтезу пуринів, а отже, і до накопичення сечової кислоти. Це спричиняє подагру, інтелектуальні вади та проблеми з поведінкою.
Подагра є наслідком гіперурикемії, підвищеної концентрації сечової кислоти в крові (більше 0,4 ммоль/л). Нижче цієї концентрації в крові є достатньо білків для транспортування сечової кислоти, яка погано розчиняється у воді, та запобігання її випаданню. Якщо рівень сечової кислоти занадто високий, ця захисна система перестає бути достатньою і утворюються відкладення в суглобах, оболонках сухожиль та нирковому мозку.
SCID (важкий комбінований імунодефіцит) обумовлений 50-кратним збільшенням концентрації dATP. Це порушує чутливий баланс у концентрації будівельних блоків ДНК і порушує синтез ДНК, що в першу чергу впливає на клітини імунної системи (Т і В-клітини).

ліки

Похідні пурину та аналоги пурину відіграють роль антиметаболітів: азатіоприн пригнічує імунну систему, 8-азагуанін, 6-пуринтіол та 6-тіогуанін застосовуються проти певних форм раку, алопуринол проти подагри. N-гідрокси-пурин та пурин-N-оксид є канцерогенними (канцерогенними).