Радиоактивными изотопами азотистых оснований.

Распад нуклеиновых кислот: НК гидролизуются в тканях организма с помощью – дезоксирибонуклеаз (ДНК – азы) и рибонуклеаз (РНК – азы).

Эти ферменты катализируют расщепление внутренних или концевых межнуклеотидных связей (3 ′– 5 ′ – фосфодиэфирных) в ДНК и РНК.

Нуклеазы, расщепляющие связи внутри полинуклеотидной цепи, - это эндонуклеазы. Нуклеазы, отщепляющие концевые нуклеотиды, - это экзонуклеазы.

По действием нуклеаз полинуклеотидная цепь распадается до олигонуклеотидов и мононуклеотидов (нуклеозид – 5 ′ - или 3 ′ – монофосфатов).

Распад нуклеотидов: мононуклеотиды расщепляются с помощью нуклеотидаз (5 ′ – нуклеотидазы и 3′ - нуклеотидазы) до свободных оснований, пентозы и фосфата.

Распад нуклеозидов: гидролиз с образованием упентозы и нуклеотида

Распад пуриновых оснований: основным продуктом катаболизма пуриновых оснований является мочевая кислота:

21. Биосинтез пуриновых нуклеотидов. Источники образования пуриновых оснований. Регуляция биосинтеза.

Практически все клетки организма способны к синтезу нуклеотидов, поэтому для млекопитающих не требуется поступления с пищей азотистых оснований или нуклеотидов.

Нуклеозидфосфаты – соединения, явяляющиеся связующим звеном на путях поступления и использования мононуклеотидов.

Пуриновое кольцо строится из:

1. СО2.

2. Аспартата.

3. Глутамина.

4. Глицина.

5. N5, N10 – метенил Н4 – фолата

6. N10 – формил Н4 – фолата

Эти вещества либо полностью включаются в пуриновую структуру, либо передают отдельные группировки для ее построения.

П роцесс синтеза пуриновых нуклеотидов включает:

1. Образование инозинмонофосфата (ИМФ) – предшественника для синтеза основных пуриновых нуклеотидов.

2. Преобразование ИМФ в АМФ и ГМФ. Последовательность реакций:

1. Рибозо – 5 – фосфат является основным веществом, на основе которого синтезируются пуриновый цикл:

2 3. Биосинтез и распад пиримидиновых оснований. Биосинтез дезоксирибонуклеотидов и использование ингибиторов этого процесса в медицине.

В отличие от синтеза пуринов, при биосинтезе пиримидинов de novo вначале образуется пиримидиновое кольцо, а лишь затем к нему присоединяется рибозо – 5 – фосфат.

Источники атомов для пиримидинового кольца: глутамин, аспартат и СО2. Процесс протекает в цитозоле клеток.

Синтез УМФ: начинается с образования карбамоилфосфата:

Биосинтез дезоксирибонуклеотидов:

Синтез дезоксирибонуклеотидов идет с заметной скоростью только в тех клетках, которые вступают в S – фазу клеточного цикла и готовятся к синтезу ДНК и делению.

Катализирует реакцию восстановления НДФ (нуклеозидфосфатов) в дезоксипроизводные

• рибонуклеотидредуктазный комплекс, в состав которого входят:

1. РНР – рибонуклеозидредуктаза.

2. Белок тиоредоксин.

3. Фермент тиоредоксинредуктаза – обеспечивает регенерацию восстановленной формы тиоредоксина.

РНР – состоит из двух В1 – и двух В2 – субъединиц, в качестве кофактора – негеминовое железо.

При участии комплекса образуются: dАДФ, dГДФ, dУДФ, dЦДФ.

24. Нарушения обмена нуклеотидов. Подагра: молекулярные механизмы развития и биохимические основы лечения (аллопуринол). Ксантурия. Оратацидурия.

Подагра: Когда в плазме крови концентрации мочевой кислоты превышает норму, то возникает гиперурикемия.

Вследствие этого может развиться подагра – заболевание, при котором кристаллы

мочевой кислоты и уратов откладываются в суставных хрящах, синовиальной оболочке, подкожной клетчатке с образованием подагрических узлов, или тофусов.

Характерные признаки:

1. Приступы острого воспаления суставов (чаще всего мелких) – острый подагрический артрит, который может прогрессировать в хронический.

Причиной воспаления является разрушение лизосомальных мембран лейкоцитов, которые фагоцитируют кристаллы уратов, мочевой кислотой.

Лизосомальные ферменты разрушают клетки, продукты катаболизма клеток вызывают воспаление.

В норме число уратов – у мужчин 1,2 г., у женщин – 0,6 г.

При подагре (без образования тофусов – подагрических узлов, в которых накапливаются ураты натрия и мочевая кислота) количество уратов возрастает до 2-4 г., у пациентов с тяжелой формой заболевания (с ростом тофусов) – может достигать 30 г.

Мужчины в 20 раз чаще болеют подагрой, чем женщины. Как правило, подагра генетически детерминированным и носит семейный характер.

Вызвана нарушениями в работе ФРДФ – синтетазы или ферментов «запасного пути»: гипоксантин-гуанин – или аденинфосфорибозилтрансферазы.

2. Относят также нефропатию – уратные камни образуются в мочевыводящих путях.

Основной препарат, используемый для лечения гиперурикемии – аллопуринол (структурный аналог гипоксантина).

Он оказывает двойное действие на обмен пуриновых нуклеотидов:

1. Ингибирует ксантооксидазу и останавливает катаболизм пуринов на стадии

образования гипоксантина, растворимость которого почти в 10 раз выше, чем мочевой кислоты.

2. С другой стороны, будучи псевдосубстратом, аллопуринол может превращаться в нуклеотид по «запасному пути» и ингибировать ФРДФ – синтетазу и

амидофосфорибозилтрансферазу, вызывая торможение синтеза пуринов de novo.

Ксантурия: наследственное заболевание, характеризующееся резким повышением в моче концентрации ксантина.

Причина: недостаток/дефект фермента ксантиноредуктазы, альдегидоксидазы, сульфитоксидазы (соответственно, выделяют три типа ксантурии).

Симптомы: формирование камней в почках, тяжелые формы характеризуются общей слабостью, нарушением сна, раздражительностью, повышением давления, учащением мочеимпусканий.

Ксантин также откдывается в мышечной ткани, из-за чего даже при незначительной физической нагрузке возникает боль.

Терапия – сходна с таковой при подагре.

Оратацидурия: Это единственное нарушение синтеза пиримидинов de novo. Вызвано снижением активности УМФ – синтазы, которая катализирует образоние и

декарбоксилирование ОМФ.

У всех с оратацидурией отмечают заметную, но очень низкую активность УМФ – синтазы, так как при полном отсутствии этого фермента жизнь плода невозможна из-за отсутствия обеспечения ДНК пиримидинами.

Содержание в моче больных оротовой кислоты достигает 1 г/ сут. и более при норме в 600 мг/сут.

Клинически наиболее характерное следствие оратацидурии – это мегалобластная анемия, которая вызвана неспособностью организма обеспечить нормальную скорость деления клеток эритроцитарного ряда. При этом она не поддается лечением препаратами фолиевой кислоты.

Болезнь проявляется в ухудшении интеллектуального развития, нарушениями работы сердца и ЖКТ, нарушается формирование иммунной системы и, соответственно,

повышенная чувствительность к различным инфекциям.

Оротовая кислота не токсична, но ее гиперэкскреция с мочой вызывает нарушения мочевыделительной системы и образование камней (при отсутствии лечения больных погибают в первые годы жизни).

Многочисленные нарушения в работе разных органов вызваны «пиримидиновым голодом».

Для лечения болезни применяют уридин, который по запасному пути превращается в УМФ.

Уридин + АТФ = УМФ + АДФ

Лечение уридином продолжается всю жизнь, сам этот нуклеотид становится незаменимым фактором пищи.

Уридин устраняет «пиримидиновый голод», т.к. из УМФ способны синтезироваться все пиримидины, также снижается выделение оратата из – за восстановления механизма ретроингибирования КАД – фермента.

Помимо генетических факторов оратацидурия может наблюдаться при:

1. При гипераммониемии, вызванной дефектом любого из ферментов орнитинового

цикла, кроме карбамоилфосфатсинтетазы. Синтезированный карбамоилфосфат выходит из митохондрий в цитозоль клеток, где используется для синтеза пиримидинов.

Повышается концентрация оратата, как, впрочем, и других пиримидинов. Наиболее значительная экскреция оратата наблюдается при дефекте

орнитинкарбамоилтрансферазы (2 фермент орнитинового цикла).

2. В процессе лечения подагры аллопуринолом (нихуя себе побочка) – аллопуринол

превращается в оксипуринолмононуклеотид и становится сильным ингибитором УМФ – синтазы, что приводит к накоплению оротовой кислоты в тканях и крови.