Nukleosidy

A Nukleosid vždy sestává z nukleobázy, která je spojena s monosacharidovou ribózou nebo deoxyribózou prostřednictvím N-glykosidické vazby. Všech 5 nukleových bází - stavební bloky DNA a RNA dvojitých a jednoduchých helixů - lze enzymaticky přeměnit na nukleosidy. Některé glykosidy mají fyziologický význam, jako je adenosin, který tvoří základní stavební blok pro ADP a ATP v energetickém metabolismu buněk.

Co jsou to nukleosidy?

Dvojité spirály DNA a jednotlivé spirály RNA jsou tvořeny ze sekvencí pouze pěti různých nukleobáz ve formě nukleotidů.

Všech pět nukleobáz, z nichž adenin a guanin jsou založeny na pětičlenném a šestičlenném kruhu purinu a cytosinu, thyminu a uracilu na aromatickém šestičlenném kruhu pyrimidinu, se může kombinovat s monosacharidovou ribózou nebo deoxyribózou N-glykosidovou. Hydroxylová skupina (-OH) na atomu 1 pentózy reaguje s aminoskupinou (-NH2) nukleové báze, čímž se vytvoří a oddělí molekula H2O. Když je připojen zbytek ribózy nebo deoxyribózy, přemění se adenin na adenosin nebo deoxyadenosin.

Obdobně se purinová báze guanin také převádí na guanosin nebo deoxyguanosin. Tři purinové báze thymin, cytosin a uracil se transformují přidáním zbytku ribózy do thymidinu, cytidinu a uridinu nebo každá z nich má předponu „deoxy-“, pokud přidaný zbytek cukru sestává z deoxyribózy. Existuje také velké množství modifikovaných nukleosidů, z nichž některé hrají roli v přenosové DNA (tDNA) a ribozomální RNA (rRNA).

Uměle vytvořené, modifikované, nukleosidy, takzvané nukleosidové analogy, působí např. T.jako antivirotika a používají se konkrétně k boji proti retrovirům. Některé analogy nukleosidů mají cytostatický účinek, takže se používají k boji proti určitým rakovinným buňkám.

Funkce, efekt a úkoly

Jednou z nejdůležitějších funkcí pěti základních nukleosidů je přeměna na nukleotidy přidáním fosfátové skupiny do pentózy a vytvoření stavebních bloků DNA a RNA jako nukleotidů.

Některé nukleosidy také přijímají úkoly v katalýze určitých metabolických procesů v modifikované formě. Například takzvaný „aktivní methionin“ (S-adenosylmetionin) slouží jako dárce methylových skupin. V některých případech nukleosidy také fungují ve své nukleotidové formě jako stavební bloky koenzymů přenášejících skupinu. Příkladem toho je riboflavin (vitamin B2), který slouží jako prekurzor mnoha koenzymů, a hraje tedy ústřední roli v mnoha metabolických procesech.

Při zásobování buněk buňkami hraje adenosin velmi důležitou roli jako adenin difosfát (ADP) a jako adenosin trifosfát (ATP). ATP lze popsat jako univerzální nosič energie a také slouží jako donor fosfátu ve velkém počtu metabolických procesů, které zahrnují fosforylaci. Guanosintrifosfát (GTP) je nosičem energie v takzvaném citrátovém cyklu v mitochondriích. Nukleotidy jsou také součástí koenzymu A a vitaminu B12.

Nukleosidy uridin a cytidin se používají v kombinaci jako léčiva pro léčbu neuritidy a svalových onemocnění. Například se činidlo používá proti zánětu nervových kořenů na páteři a lumbagu. Modifikované nukleosidy, tzv. Nukleosidové analogy, vykazují z. T. virostatické účinky proti retrovirům. Používají se v lécích, které se používají proti z. B. proti viru herpes simplex a proti virům HI. Další nukleosidové analogy s cytostatickými účinky hrají roli v boji proti rakovině.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

Nukleosidy sestávají výhradně z uhlíku, vodíku, kyslíku a dusíku. Všechny látky jsou hojné prakticky všude na Zemi. Stopové prvky a vzácné minerály nejsou nutné pro konstrukci nukleosidů. Tělo však nesyntetizuje nukleosidy od nuly, protože syntéza je složitá a energeticky náročná.

Lidské tělo se tedy vydává opačnou cestou, získává hlavně nukleosidy z degradačních procesů v metabolismu purinů a pyrimidinů (záchranné cesty). Ve své čisté formě nebo ve fosforylované formě jako nukleotidy se nukleosidy účastní velkého počtu enzymaticko-katalytických metabolických procesů. Za zmínku stojí zejména funkce adenosinu ve formě ATP a ADP v tzv. Respiračním řetězci. Nukleotidový guanin trifosfát hraje klíčovou roli v takzvaném citrátovém cyklu.

Během cyklů probíhají procesy uvnitř mitochondrií buněk. Protože nukleosidy jsou téměř vždy přítomny ve vázané formě nebo jako funkční nosiče prakticky ve všech tělních buňkách ve velkém množství, neexistuje žádná obecná hranice ani orientační hodnota pro optimální koncentraci. Stanovení koncentrace určitých nukleosidů nebo nukleotidů v krevní plazmě může být užitečné pro diagnostiku a diferenciální diagnostiku.

Nemoci a poruchy

Nukleosidy jsou aktivní součástí mnoha metabolických procesů a jejich funkce lze jen zřídka vnímat izolovaně. Poruchy jsou obvykle složité enzymaticko-katalytické procesy, které jsou v určitých bodech přerušeny nebo inhibovány a vedou k odpovídajícím příznakům.

Nemoci, které způsobují metabolické abnormality nukleosidů, obvykle také ovlivňují metabolismus purinů nebo pyrimidinů, protože pět základních nukleosidů má buď kostru purinu, nebo pyrimidin. Známá porucha metabolismu purinů je způsobena známým Lesch-Nyhanovým syndromem, dědičným onemocněním, které způsobuje nedostatek hypoxanthin-guaninové fosforibosyltransferázy (HGPRT). Nedostatek enzymů brání recyklaci určitých nukleobáz, takže dochází k kumulativní akumulaci hypoxanthinu a guaninu.

To zase spouští hyperurikémii, zvýšenou hladinu kyseliny močové, která vede k dny. Zvýšená hladina kyseliny močové vede k usazeninám na kloubech a šlachových pochvách, které mohou vyvolat bolestivé příznaky. Velmi vzácné dědičné onemocnění se projevuje deficitem adenylosukcinát lyázy, což vede k problémům v metabolismu purinů. Nemoc vede k záškuby svalů a opožděnému vážnému vývoji dítěte.