 |
Олигонуклеотиды. Нуклеозиды. Рис. 19. Схема расщепления нуклеиновых кислот. Катаболизм пуриновых нуклеотидов. Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов
|
|
|
|
Олигонуклеотиды
экзонуклеаза
 |
Мононуклеотиды
Нуклеозиды
нуклеозидазы
 |  |
Рис. 19. Схема расщепления нуклеиновых кислот
Продукты гидролиза нуклеиновых кислот поступают в клетки организма, где используются для синтеза нуклеотидов, нуклеиновых кислот, или же для удовлетворения энергетических потребностей клетки и организма.
Катаболизм пуриновых нуклеотидов
У человека катаболизм пуриновых нуклеотидов заканчивается образованием мочевой кислоты. У других млекопитающих имеется фермент уратоксидаза, превращающая мочевую кислоту в более растворимый аллантоин (рис. 20). У некоторых животных аллантоин может распадаться далее до мочевины или аммиака.
Первоначально нуклеотиды гидролитически теряют фосфатный остаток в реакциях, катализируемых фосфатазами или нуклеотидазами (рис. 21).
Аденозин дезаминируется аденозиндезаминазой с образованием инозина. Пуриннуклеозидфосфорилаза расщепляет нуклеозиды до свободных оснований и рибозо-1- фосфата.
Гуанин под действием фермента гуаназы превращается в ксантин.
Затем ксантиноксидаза превращает азотистые основания в мочевую кислоту. Фермент в значительных количествах обнаруживается в печени и кишечнике и окисляет пурины молекулярным кислородом.
Мочевая кислота удаляется из организма человека главным образом с мочой и немного с фекалиями. Мочевая кислота плохо растворяется в воде (1: 15000) и при нарушении обмена нуклеиновых кислот, особенно при избыточном поступлении в организм пуринов, мочевая кислота и ее соли откладываются в виде кристаллов в суставах пальцев, хрящах, в коже и мышцах, образуя узелки. Вокруг узелков развивается очень болезненный воспалительный очаг. Это заболевание известно под названием подагра.
|
|
|
Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов
Основной путь катаболизма пиримидинов в организме человека и млекопитающих включает восстановление урацила или тимина с образованием полностью гидрированного гетероцикла соответственно дигидроурацила или дигидротимина. Расщепление цитозина происходит по тому же самому механизму, что и двух других нуклеотидов, после его дезаминирования на первой стадии под действием фермента цитозиндезаминазы и образования урацила.
Раскрытие кольца в дигидроурациле приводит к образованию β -уреидопропионовой кислоты, которая далее гидролизуется до СО2, NH3 и β -аланина. При аналогичном механизме превращения тимина из него получаются СО2, NH3 и β -аминоизомасляная кислота (рис. 22).
Продукты катаболизма пиримидинов либо выводятся из организма, либо повторно утилизируются в других метаболических процессах. Так, аммиак включается в орнитиновый цикл образования мочевины. β -аланин используется при биосинтезе витамина В3 (пантотеновая кислота), который, в свою очередь, необходим для синтеза коэнзима А и ацилпереносящего белка — компонента, участвующего в синтезе жирных кислот.
O
C
HN C
C C
O N
H
H N
мочевая
C O кислота
N H
приматы, птицы, рептилии, насекомые
уриказа
1/2
O 2 +
H 2O
CO 2
O
H N
NH 2
C
O N
H
аллантоиназа
C
C O
C аллантоин
H N
H
H 2O
большинство млекопитающих, кроме человека
NH 2
C
O N
H
N H
H 2O
NH 2 C
O
аллантоиновая кислота
|
|
|
