Параграф 71. катаболизм нуклеиновых кислот

Автор текста – Анисимова Елена Сергеевна.
Авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
Курсив не зубрить.

Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5

ПАРАГРАФ 71.
«Катаболизм нуклеиновых кислот».

71. 1. Гидролиз нуклеиновых кислот.

Нуклеиновые кислоты расщепляются до мономеров (нуклеотидов, НМФ)
путем расщепления (фосфодиэфирных) связей между нуклеотидами
путем гидролиза под действием ферментов класса гидролазы подкласса нуклеазы.
РНК расщепляются РНК-азами. ДНК расщепляются ДНК-азами.

Нуклеотиды расщепляются на фосфат и нуклеозид
путем гидролиза под действием нуклеотидаз.
При расщеплении нуклеозида на основание и рибозу
к рибозе присоединяется фосфат
(расщепление называется фосфоролизом, катализируется фосфорилазой),
в результате чего при отщеплении рибозы образуется рибозо-5-фосфат.

71. 2. Катаболизм пиримидиновых оснований.

При катаболизме пиримидинов их кольцо разрушается.

Из урацила
образуются NH3, СО2 и ;-аланин
(NH3 – из 3-го N, СО2 – из 2-го N,
а из остальных атомов образуется ;-аланин).

Цитозин
сначала превращается в урацил
(как ясно при виде формул, путем замены NH2 группы на ОН –
при этом отщепляется NH3 и присоединяется НОН,
процесс называется дезаминированием цитозина),
а затем урацил распадается так, как сказано выше.

Распад тимина
похож на распад урацила, но в формуле тимина есть СН3 группа,
которой нет в формуле урацила,
поэтому при распаде тимина образуется не ;-аланин,
а ;-аланин с СН3 группой, который называется ;-амино/изо/масляной кислотой
(АИМК: масляной, потому что 4С, кислотой – потому что есть СООН, изо – потому что разветвленная).

;-аланин используется в мышцах
для синтеза КАРНОЗИНА –
вещества, которое способно связывать протоны
(образующиеся в повышенных количествах при диссоциации молочной кислоты, оразующейся при работе мышц – п.32)
и тем самым – увеличивать выносливость мышц.
АИМК кислота образуется из тимина,
который, в свою очередь, образуется из ДНК при распаде ДНК,
поэтому увеличение [АИМК] является показателем увеличения распада клеток.
(Урацил образуется при распаде РНК, цитозин – при распаде и ДНК, и РНК).

71. 3. Катаболизм пуринов (аденина и гуанина)

после их образования из ДНК или РНК.
Пуриновое кольцо пуринов в организме человека не разрушается
(нет ферментов для этого).
Катаболизм пуринов заключается в том, что
пурины превращаются в пурин с 3-мя ОН группами,
который называется мочевой кислотой
(не путайте с мочевиной – формулы совсем разные, сходство веществ только в том, что оба есть в моче).

71. 3. 1. Превращение гуанина в мочевую кислоту.

Первая реакция – превращение гуанина в ксантин – пурин с двумя ОН группами.
При этом (легко догадаться при сравнении формул) происходит
замена NH2 группы на ОН,
при этом отщепляется NH3 и присоединяется НОН,
процесс называется дез/аминированием гуанина.
Вторая реакция – превращение ксантина в мочевую кислоту;
при этом происходит образование еще одной (3-й) ОН группы
(окисление ксантина), реакцию катализирует ксантин/оксидаза.

71. 3. 2. Превращение аденина в мочевую кислоту

сначала аденин превращается в гипоксантин – пурин с одной ОН группой.
При этом (аналогично превращению гуанина в ксантин) происходит
замена NH2 на ОН;
процесс называется дез/аминированием и катализируется аденозин/дезаминазой
(фермент действует не на аденин, а на аденозин – соединение аденина с рибозой).

Гипоксантин превращается в ксантин при образовании второй ОН группы под действием ксантин/оксидазы.
Далее ксантин превращается в мочевую кислоту, как и при обмене гуанина.
Т.о., превращение гуанина в мочевую кислоту происходит через ксантин,
а аденина в мочевую кислоту – через гипоксантин и ксантин.

71. 3. 3. Отсутствие аденозин/дезаминазы

(из-за мутации её гена) приводит к накоплению аденозина
и снижению синтеза ДНК –
это приводит к дефициту Т и В-лимфоцитов и снижению иммунитета –
патология называется синдромом комбинированного врожденного иммунодефицита (СВИД).

Продлить жизнь (спасти от смерти в детстве) может только внедрение нормального гена аденозин/дезаминазы (ГЕНОТЕРАПИЯ).
Генотерапия была применена при лечении именно этого заболевания в 90-х годах ХХ века – впервые в истории.

71. 4. Мочевая кислота: причины и последствия гиперуратемии.

Мочевая кислота образует соли, которые называются УРАТАМИ.
Ураты плохо растворимы в воде и при повышении концентрации образуют осадок и кристаллы.
Ураты откладываются:
1) В СУСТАВАХ, приводя к развитию АРТРИТОВ (особенно артрита больших пальцев ног),
2) в коже (скопления уратов в коже называются тофусами),
3) в мочевыводящей системе, создавая риск развития почечной недостаточности
(это самое опасное последствие избытка уратов).

Совокупность этих проявлений называется ПОДАГРОЙ.
Появлению подагры способствуют:
1) повышенная концентрация уратов в тканях и крови – гипер/урат/емия (много уратов, мало воды),
2) кислая среда.

Повышение содержание уратов (гиперуратемия) – это результат
1) повышенного образования уратов (при избытке пуринов или при избыточной активности ферментов образования),
2) сниженного удаления уратов из тканей при снижении кровотока,
3) сниженного выведения.

Повышенное образование уратов – это результат
повышенного распада избыточного количества пуринов клеток
(особенно при разрушении клеток и при избытке пищи, содержащей много пуринов: мясо, икра, кофе, шоколад и т.д.).
Основная причина повышенного образования уратов в организме –
это особенность обмена веществ, при котором
очень активны ферменты, синтезирующие и разрушающие пурины.

Кислая среда в тканях – это результат
накопления лактата (п.32) при анаэробном гликолизе,
который стимулируется при гипоксии
(в основном из-за нарушения кровообращения в тканях при гиподинамии).

Отсюда меры по профилактике и лечению подагры:
1) ограничить употребление пищи, богатой пуринами,
2) позаботиться о нормальном кровообращении (гимнастика, массаж, мази и т.д.).

Снизить образование уратов и риск их накопления можно
применением ингибитора фермента, образующего мочевую кислоту (ксантин/оксидазы);
этот ингибитор называется аллопуринолом.

Снизить [уратов] в крови можно, применяя препарат, улучшающий их выведение почками (пробенецид).
Здесь нужно вставить таблицу
«Повышенная [уратов] в крови –
гипер/урат/емия или гипер/урик/емия (ГУЕ): причины и последствия.»
Но пока она в отдельном файле.

Причиной избытка уратов бывает
снижение превращения пуриновых оснований или нуклеозидов в нуклеотиды
(см. № 72) из-за снижения активности фермента.
Причина дефекта фермента – дефект его гена  (мутация),
поэтому это заболевание относится к наследственным
и называется синдромом Леша-Нихана.
Кроме подагры из-за уратов,
при этом заболевании есть олигофрения, агрессивность и самокалечение
(ребенок способность отгрызть себе палец).
Из-за патологии почек дети с этим заболеванием не доживают до взрослого возраста.
Гиперуратемия при синдроме Л-Н. является первичной.
(Но не путайте с обычной подагрой).

Польза уратов.
В нормальных концентрациях ураты не только не опасны, но и полезны.
Они являются антиоксидантами.
Считается, что ураты продлевают жизнь, увеличивают энергичность и интеллект.
Потому что
1) многие выдающиеся люди болели подагрой,
2) [уратов] у человека больше, чем у обезьян
(факт: чем выше интеллект у вида приматов, чем больше у него уратов).

Здесь нужно вставить таблицу.
Но пока она в отдельном файле.