nukleosider

EN nukleosid består alltid av ett nukleobas som är kopplat till monosackaridribos eller deoxiribos via en N-glykosidbindning. Alla 5 nukleiska baserna - byggstenarna för DNA- och RNA-dubbel- och enkelhelixerna - kan omvandlas enzymatiskt till nukleosider. Vissa glykosider har en fysiologisk betydelse såsom adenosin, som utgör den grundläggande byggstenen för ADP och ATP i energimetabolismen i celler.

Vad är nukleosider?

De dubbla helikserna av DNA och de enskilda helikterna av RNA bildas från sekvenser av endast fem olika nukleobaser i form av nukleotider.

Alla fem nukleobaser, av vilka adenin och guanin är baserade på den fem- och sex-ledade ringen av purinet och cytosin, tymin och uracil på den aromatiska sex-ledade ringen i pyrimidin, kan kombineras med monosackaridribos eller deoxyribos N-glykosidiskt. Hydroxylgruppen (-OH) på C-atom 1 i pentos reagerar med aminogruppen (-NH2) i nukleisk bas, bildar och delar upp en H2O-molekyl. När en ribos- eller deoxiribosrester är fäst, förvandlas adenin till adenosin eller deoxyadenosin.

På liknande sätt omvandlas purinbasen guanin också till guanosin eller deoxyguanosin. De tre purinbaserna tymin, cytosin och uracil omvandlas till tymidin, cytidin och uridin genom tillsats av ribosresten eller ges prefixet "deoxy-" om sockerresten består av deoxiribos. Dessutom finns det ett stort antal modifierade nukleosider, av vilka några spelar en roll i överförings-DNA (tDNA) och i ribosomalt RNA (rRNA).

Artificiellt framställda, modifierade nukleosider, så kallade nukleosidanaloger, verkar t.ex. T. som antivirala medel och används specifikt för att bekämpa retrovirus. Vissa nukleosidanaloger har en cytostatisk effekt, så de används för att bekämpa vissa cancerceller.

Funktion, effekt och uppgifter

En av de viktigaste funktionerna hos de fem grundläggande nukleosiderna är att omvandlas till nukleotider med tillsats av en fosfatgrupp till pentos och att bilda byggstenarna av DNA och RNA som nukleotider.

Vissa nukleosider tar också uppgifter i katalys av vissa metaboliska processer i modifierad form. Till exempel tjänar den så kallade "aktiva metioninen" (S-adenosylmetionin) som en givare av metylgrupper. I vissa fall fungerar nukleosider också i sin nukleotidform som byggstenar av gruppöverförande koenzym. Exempel på detta är riboflavin (vitamin B2), som fungerar som en föregångare för många koenzym och därmed spelar en central roll i många metaboliska processer.

I energitillförseln till cellerna spelar adenosin en mycket viktig roll som adenindifosfat (ADP) och som adenosintrifosfat (ATP). ATP kan beskrivas som en universell energibärare och fungerar också som en fosfatgivare i ett stort antal metaboliska processer som involverar fosforylering. Guanosin trifosfat (GTP) är energibäraren i den så kallade citratcykeln i mitokondrierna. Nukleotider är också en del av koenzym A och vitamin B12.

Nukleosiderna uridin och cytidin används i kombination som läkemedel för behandling av nervinflammation och muskelsjukdomar. Till exempel används medlet mot nervrotinflammation i ryggraden och i lumbago. Modifierade nukleosider, så kallade nukleosidanaloger, visar z. T. virostatiska effekter mot retrovirus. De används i läkemedel som används mot z. B. mot herpes simplex-virus och mot HI-virus. Andra nukleosidanaloger med cytostatiska effekter spelar en roll i kampen mot cancer.

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

Nukleosider består uteslutande av kol, väte, syre och kväve. Alla ämnen finns i stort sett överallt på jorden. Spårelement och sällsynta mineraler krävs inte för konstruktion av nukleosider. Emellertid syntetiserar kroppen inte nukleosider från grunden eftersom syntesen är komplex och energikrävande.

Människokroppen går därför motsatt väg, den får främst nukleosider från nedbrytningsprocesser i mellanliggande purin- och pyrimidinmetabolism (räddningsväg). Nukleosider deltar i ett stort antal enzymatisk-katalytiska metaboliska processer i deras rena form eller i fosforylerad form som nukleotider. Särskilt anmärkningsvärt är funktionen av adenosin i form av ATP och ADP i den så kallade andningskedjan. Nukleotid-guanintrifosfat spelar en avgörande roll i den så kallade citratcykeln.

Under cykler sker processer i mitokondrierna i cellerna. Eftersom nukleosider nästan alltid finns i bunden form eller som funktionella bärare i praktiskt taget alla kroppsceller i stora mängder, finns det inget generellt gränsvärde eller vägledningsvärde för en optimal koncentration. Att bestämma koncentrationen av vissa nukleosider eller nukleotider i blodplasma kan vara till hjälp för diagnos och differentiell diagnos.

Sjukdomar och störningar

Nukleosider är en aktiv del av många metaboliska processer och deras funktioner kan endast sällan ses isolerat. Störningar handlar vanligtvis om komplexa enzymatisk-katalytiska processer som avbryts eller hämmas vid vissa punkter och leder till motsvarande symtom.

Sjukdomar som orsakar metaboliska avvikelser i nukleosiderna påverkar vanligtvis också purin- eller pyrimidinmetabolismen, eftersom de fem grundläggande nukleosiderna har antingen ett purin- eller pyrimidinskelett. En känd störning i purinmetabolismen orsakas av det välkända Lesch-Nyhan-syndromet, en ärftlig sjukdom som orsakar brist på hypoxantin-guanin-fosforibosyltransferas (HGPRT). Avsaknaden av enzymer förhindrar återvinning av vissa nukleobaser, så att det finns en kumulativ ansamling av hypoxantin och guanin.

Detta utlöser i sin tur hyperurikemi, en förhöjd urinsyranivå, vilket leder till gikt. Den ökade urinsyranivån leder till avsättningar i leder och senhöljer, vilket kan utlösa smärtsamma symptom. En mycket sällsynt ärftlig sjukdom manifesterar sig i adenylosuccinatlyasbrist, vilket leder till problem i purinmetabolismen. Sjukdomen leder till muskel ryckningar och försenad, allvarlig utveckling av barnet.