Guanina -Eigenschaften, Struktur, Training und Funktionen

Der Guanina Es ist eine Stickstoffbasis, die für die Biosynthese des 5'-Monophosphat-Guanilats dient. Beide Substanzen sind jeweils Teil der RNA und der DNA, die die genetischen Informationen der Zellen speichern.

Ribonukleinsäure (RNA) und Desoxyribonukleinsäure (DNA) werden durch Nukleotide gebildet, die aus einer Stickstoffbase bestehen, die an einen Zucker und eine Phosphatgruppe gebunden ist.

Quelle: Neurotoger [Public Domain]

Guanin ist nicht nur Teil von Nukleinsäuren, in ihrem Monophosphat, Diphosphat und drei Phasen -Nucleoside (GMP, GTP und GTP) beteiligt.

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Chemische Struktur

Die chemische Struktur von Guanin (2-Amino-6-Hydroxipurin) ist ein heterocyclischer Purinring, der aus einem Zwei-Ring-System besteht. Ein Ring ist Pyrimidin und der andere Ring ist Imidazol.

Der heterocyclische Ring von Guanin ist flach und mit einigen Doppelkonjugat -Links. Zusätzlich hat es zwei tautomere Formen, die Keto- und Enol-Form, zwischen den Gruppen C-1 und N-6.

Eigenschaften

Die Merkmale von Guanin sind die folgenden:

- Guanin ist eine apolare Substanz. Es ist in Wasser unlöslich, aber in konzentrierten Lösungen von Säuren oder starken Basen löslich.

- Es kann als weißer Feststoff mit empirischer Formel C isoliert werden₅H₅N₅Oder, und Molekulargewicht 151,3 g/mol.

- Die Eigenschaft, Licht bei 260 nm der DNA abzusorbieren, ist teilweise auf die chemische Struktur des Guanins zurückzuführen.

- In DNA bildet Guanin drei Wasserstoffbrückenbindungen. Die Carbonyl-C-6-Gruppe ist ein Wasserstoffverbindungsakzeptor, die N-1-Gruppe und die C-2-Amino-Gruppe sind Wasserstoffbrückenbindungsspender.

Aus diesem Grund ist mehr Energie erforderlich, um eine Verbindung zwischen einem Guanin und einem Cytosin zu brechen, als das eines Adenin mit einem Timin, da das letztere Drehmoment nur durch zwei Wasserstoffbrücken verbunden ist.

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- In der Zelle ist es immer Teil von Nukleinsäuren oder als GMP, BIP und GTP, niemals in ihrer freien Form.

Biosynthese

Das Guaninmolekül wird wie andere Purine synthetisiert von novo Aus 5-phosphoribosyl-1-pyrophosphat (PRPP) durch enzymkatalysierte Reaktionen.

Der erste Schritt besteht in der Zugabe einer Amino-Gruppe, von Glutamin bis zum PRPP und bildet 5-Phosphoribosylamin (PRA).

Anschließend tritt in einer ordnungsgemäßen Reihenfolge die Zugabe von Glycin, Aspartat, Glutamin, Form und Kohlendioxid zum PRA auf. Auf diese Weise wird ein mittlerer Metabolit namens Inosina 5'-monophosphat (IMP) gebildet.

Während dieses Prozesses wird die freie Energie der ATP-Hydrolyse (Adenosin 5'-Triffosphat) verwendet, die ADP (Adenosin 5'-DiPhypho) und PI (anorganisches Phosphat) erzeugt.

Eine Oxidation des Impondens auf NAD⁺ (Nikotinamid und Adenin-Dinukleotid), produziert Xantine 5'-monophosphat (XMP). Die anschließende Zugabe einer Amino -Gruppe zum XMP erzeugt das Guanilaato -Molekül.

Die Regulierung der Biosynthese von Guanilaato wird am Anfang durchgeführt, wenn PRA gebildet wird und am Ende, wenn die Oxidation des Impe auftritt. Die Regulation erfolgt durch negatives Rückkopplungsmittel: Ein GMP -Nukleotid hemmt Enzyme in beiden Stadien.

Während des metabolischen Abbaus von Nukleotiden werden Stickstoffbasen recycelt. Der GMP wird durch die Hypoxantin-Keepanin-Enzymphosphoribosyltransferase gebildet, wodurch eine Fosribosylgruppe aus dem PRPP in den Guanin übertragen wird.

Funktion

Da der Guanine nicht in seiner freien Form zu finden ist, sind seine Funktionen mit GMP, BIP und GTP verbunden. Einige von ihnen werden unten erwähnt:

- 5'-Triffosphat (GTP) Guanosin wirkt als freier Energiespeicher. Die GTP-Phosphat-Gamma-Gruppe kann auf Adenosin 5'-Trifosphat (ADP) übertragen werden, um ATP zu bilden. Diese Reaktion ist reversibel und wird durch die Nucleosid -Diphosphatkinase katalysiert.

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- Der GMP ist die stabilste Form des Nucleotids, das Guanina enthält. Durch Hydrolyse bildet der GMP -GMP Cyclic (GMPC), der während der intrazellulären Beschilderung ein zweiter Boten ist, auf den Übersetzungsstraßen. Zum Beispiel in Foorezeptor- und Chemiorrezeptorzellen des Geruchs.

- Der GMPC beteiligt sich an der Entspannung der Blutgefäße des glatten Muskels während der Biosynthese von Stickoxid in den Endothelzellen.

- GTP -Gamma -Phosphathydrolyse dient als freie Energiequelle für die Proteinbiosynthese in Ribosomen.

- Helikase -Enzyme benötigen die freie Energie der GTP -Hydrolyse, um den Doppel -DNA -Propeller während der Replikation und Transkription der DNA zu trennen.

- In Hippocampus -Neuronen wird die Wirkung von spannungsabhängigen Natriumkanälen durch GTP -Hydrolyse auf das BIP reguliert.

Verwandte Krankheiten

Hohe Blut- und Urinsäure- und Urinwerte wurden mit drei verschiedenen Stoffwechselfehlern in Verbindung gebracht, die wir unten sehen werden.

Lech-Nyhan-Syndrom

. In diesem Fall erhöht es die PRPP -Werte und bildet keine IMP und GMP, zwei wichtige Regulatoren der anfänglichen Purin -Synthesestufe. All dies bevorzugt die Biosynthese von novo der Purine.

PRPP -Aktivität erweiterte Synthase

Dies führt zu einem Anstieg der PRPP -Werte. von novo von Purinen.

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Von Gierke -Syndrom

Es handelt sich um eine Krankheit im Zusammenhang mit Glykogenspeichertyp I. Patienten, die an diesem Syndrom leiden. Dies führt zu einem Anstieg der 6-phosphat-Glukosespiegel, die über die Synthese von 5-phosphat-Ribose über Pentosephosphat dient.

Die 5-Phosphat-Ribose ist der Startmetaboliten für die PRPP-Biosynthese. Ähnlich wie bei den beiden vorherigen Fällen führt dies zu einer Zunahme der Biosynthese von novo der Purine.

Die Zunahme von Harnsäure in Blut und Urin verursacht Symptome, die allgemein als Gicht bezeichnet werden. .

Das HPRP -Gen wird auf dem X -Chromosom gefunden. Daher beeinflussen Mutationen in diesem Gen die Männer. Es gibt keine Behandlung zur Behandlung von neurologischen Problemen. Die mit dem Anstieg der Harnsäure verbundenen Symptome werden mit Allopurinol behandelt.

Verweise

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