Guanina značilnosti, struktura, usposabljanje in funkcije

The Guanina Gre za dušikovo bazo, ki služi za biosintezo 5'-monofosfatnega gvanilata. Obe snovi sta del RNA in DNK, ki shranjujeta genetske informacije celic.

Ribonukleinska kislina (RNA) in deoksiribonukleinska kislina (DNK) tvorita nukleotidi, ki jih sestavljajo dušikova baza, pritrjena na sladkor in fosfatno skupino.

Vir: Neurotoger [javna domena]

Guanin poleg tega, da je del nukleinskih kislin, v svojih monofosfatu, difosfatu in trifaznih nukleozidih (GMP, GDP in GTP) sodeluje v procesih, kot so presnovni energijski presnova, prevod znotrajceličnega signala, fiziologija fotoreceptorjev in fuzijo vezikula.

[TOC]

Kemična struktura

Kemična struktura gvanina (2-amino-6-hidroksipurin) je heterociklični purinski obroč, ki ga sestavlja sistem z dvema obročkoma: en obroč je pirimidin, drugi obroč pa imidazol.

Heterociklični obroč gvanin je ravna in z nekaj dvojnimi konjugacijskimi povezavami. Poleg tega ima med skupinama C-1 in N-6 dve tavtomerni obliki, obliki keto in enol, med skupinama C-1 in N-6.

Značilnosti

Značilnosti gvanina so naslednje:

- Guanin je apolarna snov. Je netopna v vodi, vendar je topna v koncentriranih raztopinah kislin ali močnih baz.

- Lahko se izolira kot bela trdna snov z empirično formulo c₅H₅N₅Ali in molekulska teža 151,3 g/mol.

- Lastnost absorbiranja svetlobe pri 260 nm DNK je deloma posledica kemijske strukture gvanina.

- V DNK gvanin tvori tri vodikove vezi. Karbonil C-6 Skupina je sprejemnik vodikove zveze, skupina N-1 in skupina C-2 Amino so darovalci vodikovih obveznic.

Zaradi tega je potrebno več energije za prekinitev povezave med gvaninom in citozinom kot pri adeninu s timinom, saj je slednji navor povezan le z dvema mostoboma vodikovih mostov.

Vam lahko služi: elektroforeza: temelj, tehnika, za kaj je, primeri

- V celici je vedno del nukleinskih kislin ali kot GMP, BDP in GTP, nikoli v svoji prosti obliki.

Biosinteza

Guaninska molekula, tako kot drugi purini, je sintetizirana od Nove Od 5-fosforibosil-1-pirofosfata (PRPP) z encimom katalizirane reakcije.

Prvi korak je sestavljen iz dodatka amino skupine, od glutamina, v PRPP in tvori 5-fosforibosilamin (PRA).

Kasneje se v urejenem zaporedju dodaja glicin, aspartat, glutamin, oblikovanje in ogljikov dioksid v PRA. Na ta način nastane vmesni presnovek, imenovan inosina 5'-monofosfat (IMP).

Med tem postopkom se uporablja prosta energija hidrolize ATP (adenozin 5'-trifosfat), ki proizvaja ADP (adenozin 5'-diafipho) in PI (anorganski fosfat).

Oksidacija nepravilnosti na NAD⁺ (Nikotinamid in adeninski dinukleotid) proizvaja ksantinski 5'-monofosfat (XMP). Naslednji dodatek amino skupine XMP ustvari molekulo Guanilaato.

Ureditev biosinteze Guanilaato se izvaja na začetku, ko se oblikuje PRA, in na koncu, ko pride do oksidacije imperja. Regulacija se zgodi z negativnimi povratnimi informacijami: GMP nukleotid zavira encime v obeh fazah.

Med presnovno razgradnjo nukleotidov se dušikove baze reciklirajo. GMP tvori encim hipoksantin-hedbenin fosforibosiltransferaza, ki prenaša fosribozilno skupino iz prpp-a v gvanin.

Delovanje

Ker gvanina ne najdemo v prosti obliki, so njegove funkcije povezane z GMP, GDP in GTP. Nekateri od njih so omenjeni spodaj:

- 5'-trifosfat (GTP) Guanosin deluje kot prosti rezervoar za energijo. GTP fosfat gama skupino lahko prenesete v adenozin 5'-trifosfat (ADP), da tvori ATP. Ta reakcija je reverzibilna in jo katalizira nukleozidna difosfatna kinaza.

Vam lahko služi: beta galaktosidaza: značilnosti, struktura, funkcije

- GMP je najbolj stabilna oblika nukleotida, ki vsebuje Guanino. S hidrolizo GMP tvori GMP ciklic (GMPC), ki je drugi glasnik med znotrajceličnimi oznakami, v prevajalskih cestah. Na primer, v vonjnih celicah fooreceptorskih in kemijreceptorskih celic.

- GMPC sodeluje pri sprostitvi krvnih žil gladke mišice med biosintezo dušikovega oksida v endotelijskih celicah.

- Hidroliza GTP Gama fosfata služi kot prosti vir energije za biosintezo beljakovin pri ribosomih.

- Encimi za helikaze potrebujejo prosto energijo hidrolize GTP, da ločite dvojni DNK propeler, med razmnoževanjem in transkripcijo DNK.

- V nevronih hipokampusa je delovanje natrijevih kanalov, odvisnih od napetosti.

Sorodne bolezni

Visoka raven krvi in ​​urinske kisline ter urina sta povezana s tremi različnimi presnovnimi napakami, ki jih bomo videli spodaj.

Lesch-Nyhan sindrom

Zanj je značilno pomanjkanje HPRT (hipoksantin-guaddibozil transferaza), pomemben encim za recikliranje hipoksantina in gvanina. V tem primeru povečuje ravni PRPP in ne tvori IMP in GMP, dva pomembna regulatorja začetne faze sinteze Puririna. Vse to daje prednost biosintezi od Nove purinov.

PRPP aktivnost dopolnjena sintaza

To povzroča povečanje ravni PRPP. Ta presnovek deluje kot aktivator gutamina prpp-amidotranferaze, ki je odgovoren za sintezo 5-fosforibosila, kar povečuje biosintezo od Nove purinov.

Vam lahko služi: sfingomielin: kaj je, struktura, funkcije, sinteza

Von Gierke sindrom

Gre za bolezen, povezano s skladiščenjem glikogena tipa I. Bolniki, ki trpijo zaradi tega sindroma, imajo okvarjeno 6-fosfatazno glukozo. To povzroča povečanje ravni 6-fosfatne glukoze, ki služi za sintezo 5-fosfatnega riboza, prek pentoznega fosfata.

5-fosfatni riboza je začetni presnovek za biosintezo PRPP. Podobno kot v prejšnjih dveh primerih tudi to vodi do povečanja biosinteze od Nove purinov.

Povečanje sečne kisline v krvi in ​​urinu povzroča simptome, ki so splošno znani kot protina. V primeru Lesch Nyhanovega sindroma bolnikov popolnoma primanjkuje aktivnosti encima HPRP, kar vodi v manifestacijo drugih simptomov, ki vključujejo paralizo in duševno zaostalost.

Gen HPRP najdemo na X kromosomu. Zato mutacije v tem genu vplivajo na moške. Za zdravljenje nevroloških težav ni zdravljenja. Simptomi, povezani s povečanjem sečne kisline, se zdravijo z alopurinolom.

Reference

1. Dawson, r. et al. 1986. Podatki za biokemijske raziskave. Clarendon Press, Oxford.
2. Horton, r; Moran, l; Scrimgeour, g; Perry, m. In Rawn, D. 2008. Načela biokemije. 4. izdaja. Pearson Education.
3. Mathews, Van Holde, Ahern. 2001. Biokemija. 3. izdaja.
4. Murray, r; Granner, D; Mayes, str. In Rodwell, v. 2003. Harperjeva ilustrirana biokemija. 26. izdaja. Podjetja McGraw-Hill.
5. Nelson, DL in Cox, m. 1994. Lehninger. Načela biokemije. 4. izdaja. Ed Omega.
6. Sigma-Aldrich. 2019. Guanin kemični list. Word širok spletni naslov: Sigmaaldrich.com.