Spis treści
- Nukleozyd adenozyny
- Fosforoamidyn nukleozydów
- Fosforylaza nukleozydów purynowych | Funkcja fosforylazy nukleozydów purynowych
- Terapia nukleozydowa dla zubożenia mitochondriów
- wnioski
- Pytania i odpowiedzi do wywiadu
Nukleozyd adenozyny
Nukleozyd adenozyny występuje w przyrodzie w zróżnicowanych formach. Składa się z bazy azotowej adenina połączona z pięciowęglowym cukrem rybozowym przez wiązanie β-N9-glikozydowe. Adenozyna jest obecna w kwasach nukleinowych, takich jak DNA i RNA, uważanych za materiał genetyczny każdej formy życia. Adenozyna jest również obecna w kilku podstawowych biocząsteczkach, takich jak monofosforan adenozyny (AMP), difosforan adenozyny (ADP) i trifosforan adenozyny (ATP). AMP, ADP i ATP działają jako nośniki energii w większości procesów biochemicznych. ATP jest często uważany za walutę energetyczną komórki.
Inna pochodna adenozyny, czyli cykliczny monofosforan adenozyny (cAMP), jest aktywnie zaangażowana w szlaki przekazywania sygnałów i inne zdarzenia sygnalizacji komórkowej w organizmie.
Adenozyna zapewnia ważne struktury szkieletowe w niektórych witaminach, takich jak B12 i rodnikowe enzymy S-adenozylo-l-metioniny (SAM).
Kilka pochodnych adenozyny stosuje się w zaburzeniach fizjologicznych, takich jak częstoskurcz nadkomorowy (SVT) i u osób z częstoskurczem nadkomorowym (SVT). Adenozyna utrzymuje rytm serca poprzez modulację częstości reakcji komór.
Adenozyna oddziałuje również z innymi cząsteczkami pochodzącymi z puryny, takimi jak metyloksantyny. Metyloksantyna działa jako antagonista adenozyny. Metyloksantyna służy do niwelowania farmakologicznego działania adenozyny. Metyloksantyny są obficie obecne w czekoladzie, herbacie, kawie itp., Ludzie spożywający znaczne ilości kawy lub herbaty otrzymują większą ilość adenozyny w celu uzyskania właściwej odpowiedzi farmakologicznej.
Metabolizm adenozyny
Adenozyna jest rozkładana przez enzym zwany deaminazą adenozyny, gdy tylko dostanie się do krwiobiegu. Enzym deaminaza adenozyny jest obecny w erytrocytach i ścianach naczyń krwionośnych. Więcej informacji na temat metabolizmu adenozyny (puryny) kliknij tutaj
Dipirydamol powoduje wzrost rozszerzenia naczyń wieńcowych poprzez hamowanie transportera nukleozydów adenozyny, co powoduje gromadzenie się adenozyny we krwi i rozszerzenie naczyń.
Niedobór enzymu deaminazy adenozyny powoduje ciężki niedobór odporności.
Inne ważne role nukleozydu adenozyny
- Różne pochodne nukleozydów adenozyny działają jako inhibitory odwrotnej transkryptazy i hamują proces replikacji retrowirusów.
- Adenozyna działa przeciwzapalnie.
- Metotreksat wyzwala uwalnianie adenozyny; w związku z tym działa jako środek przeciwzapalny.
- Wiadomo, że adenozyna działa hamująco i hamująco na ośrodkowy układ nerwowy (OUN).
- Adenozyna łagodzi skutki łysienia androgenowego.
Zwiększony poziom adenozyny powoduje senność.
Fosforoamidyn nukleozydów
Fosforoamidyty nukleozydów są syntetyzowane z nukleozydów pochodzenia naturalnego i syntetycznego. Służą do syntezy oligomerów nukleotydów lub oligonukleotydów. Oligomery nukleotydów to krótkie fragmenty DNA / RNA. Reaktywna grupa aminowa (egzocykliczna) i hydroksyl obecne w syntetycznych i naturalnie występujących nukleozydach są odpowiednio zabezpieczone, aby uniknąć niepotrzebnych reakcji ubocznych. Właściwe zabezpieczenie reaktywnej grupy hydroksylowej analogu nukleozydu musi przekształcić ją w odpowiedni fosforoamidyn. Fosforoamidyn jest następnie włączany do syntetycznego DNA / RNA.
Strategia fosforoamidytów pozwala na włączenie analogów nukleozydów lub nukleozydów w środku łańcucha oligonukleotydowego. Nukleozyd musi mieć dwie wolne grupy hydroksylowe lub grupę nukleofilową (merkapto lub aminową) i wolną grupę hydroksylową w celu uzyskania pożądanego włączenia.
Preparaty fosforoamidynu nukleozydowego
Proces syntezy fosforoamidynu nukleozydowego przebiega w trzech głównych etapach:
Etap 1: wolna grupa hydroksylowa zabezpieczonego nukleozydu w obecności słabego kwasu jest poddawana obróbce fosforodiamidytem. 2-cyjanoetylo N, N, N ', N'-tetraizopropylofosforodiamidyt jest amidytem, który jest ogólnie stosowany do komercyjnej syntezy stabilnych fosforoamidynów nukleozydów.
Krok 2: wprowadzenie organicznej bazy N-etylo-N, N-diizopropyloamina (Zasada Huniga) w pożywce do produkcji diamidytu nukleozydowego.
Etap 3: roztwór jest później traktowany alkoholem odpowiadającym grupie zabezpieczającej fosforan, jak przy użyciu 2-cyjanoetanolu ze słabym kwasem.
Utworzone fosforoamidyty nukleozydów są później oczyszczane za pomocą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym.
Fosforylaza nukleozydów purynowych | Funkcja fosforylazy nukleozydów purynowych
Fosforylaza nukleotydów purynowych (PNPaza) katalizuje odwracalną konwersję nukleozydu purynowego i puryny, jak wspomniano w następującej reakcji:
Nukleozyd purynowy + fosforan -> puryna + α-D rybozo-1-fosforan
PNPaza jest również znana jako fosforylaza inozynowa, a nazwa systematyczna to rybozylotransferaza fosforanowo-nukleozydów purynowych
PNPaza odnosi się do rodziny glikozylotransferaz. PNPaza działa na nukleozydy zawierające pięciowęglowe cukry i dlatego nazywana jest pentozylotransferazą.
PNPaza jest aktywnie zaangażowana w podstawowe szlaki metaboliczne, takie jak nikotynian, nikotynamid, pirymidyna i puryna.
Niezbędne enzymy klasy glikozylotransferaz to kinaza tymidynowa, kinazę urydynową, kinazę cytydynową i kinazę deoksycytydynową, które katalizują odpowiednio fosforylację tymidyny, urydyny, cytydyny i deoksycytydyny.
Znaczenie kliniczne: Wraz z deaminazą adenozynową PNPaza reguluje metabolizm puryn. Mutacja któregokolwiek z tych enzymów powoduje gromadzenie się trifosforanów deoksyadenozyny [(d) ATP], które indukują apoptozę (programowaną śmierć komórki) w limfocytach. Takie zdarzenia w limfocytach powodują SCID (ciężki złożony niedobór odporności).
Terapia nukleozydowa dla zubożenia mitochondriów
Mitochondria to organelle komórkowe zawierające ich kopię kolistego DNA (znane jako mitochondrialny DNA lub mtDNA). Przypomina bakteryjny DNA lub pojedynczy okrągły chromosom stąd nazywany komórką w komórce.
DNA mitochondrialne zawiera geny, które kodują enzym wymagany w procesie oddychania do generowania energii potrzebnej do obsługi różnych procesów komórkowych. Dlatego mitochondria są znane jako elektrownia. Dlatego mitochondrialne DNA musi być utrzymywane dla prawidłowego funkcjonowania komórki i innych czynności komórkowych. Zmiany w mitochondrialnym DNA powodują upośledzenie produkcji energii i procesów komórkowych, ostatecznie prowadząc do zespołu wyczerpania mitochondrialnego DNA.
dNTP wymagane do syntezy mitochondrialnego DNA są takie same jak DNA komórkowe, ale muszą być obecne w zrównoważonych proporcjach wewnątrz mitochondriów. Brak równowagi w proporcji dNTP w środku mitochondriów powoduje zmiany i niedopasowania w mitochondrialnym DNA, które prowadzą do zespołu wyczerpania mitochondrialnego DNA.
Wprowadzenie dNTP lub innych elementów budulcowych, takich jak deoksynukleozydy, może pomóc w leczeniu zespołu deplecji mitochondrialnego DNA poprzez przywrócenie równowagi dNTP i naprawę mitochondrialnego DNA. Jest to znane jako terapia nukleozydowa.
Kierowanie nukleozydów do dotkniętego obszaru ciała jest dość trudne, co utrudnia zrównoważenie poziomów nukleozydów w miejscu docelowym. Obecnie naukowcy modyfikują nukleozydy, aby skuteczniej docierały do miejsca docelowego. Celowanie w zmodyfikowany nukleozyd w taki sposób okaże się skuteczniejszym sposobem radzenia sobie z zespołem wyczerpania mitochondrialnego DNA, przy mniejszych skutkach następczych.
Naukowcy próbują opracować nowatorskie, skuteczne i wydajne podejście do wytwarzania mitochondrialnego DNA za pomocą zmodyfikowanych nukleozydów w celu zwalczania zespołu wyczerpania mitochondrialnego DNA.
Naukowcy spodziewają się, że to badanie utoruje drogę do radzenia sobie z zespołem wyczerpania mitochondrialnego DNA poprzez zoptymalizowany wybór kombinacji kombinacji nukleozydów w celu uzyskania skutecznych wyników.
wnioski
W tym artykule szczegółowo omówiliśmy ważne fizjologiczne aspekty adenozynonukleozydu i nukleozydu forforamidytu. w tym artykule omówiliśmy również pokrótce zubożenie mitochondrialnego DNA.
Pytania i odpowiedzi do wywiadu
P1 Czy adenina jest nukleotydem?
Odpowiedź: Adenina jest purynową (podwójnie pierścieniową) zasadą azotową, która jest obecna jako składnik strukturalny w nukleozydach, jak również w nukleotydach.
Q2. Wymień niektóre pochodne nukleozydu adenozyny?
Odpowiedź: Pochodne lub analogi nukleozydów adenozyny mają ogromne konsekwencje fizjologiczne i często są wykorzystywane do różnych celów. Na przykład tecadenoson, soledenoson, N6 -tetrahydrofuranylo-5'-chloro-5'-deoxyadenosine, N- (1S, 2S) - 2-hydroksy-cyclopentyladenozyna, regadenoson itp.
Pytanie 3. Ważne role nukleozydu adenozyny?
Odpowiedź: Naukowcy opisali nukleozydy adenozyny w różnych postaciach natury. Jest wszechobecny w genomie organizmów żywych, niezbędnych biomolekułach (ATP, ADP, AMP itp.) I działa jako drugorzędny przekaźnik w szlakach sygnałowych komórki.
Q4. Podstawowa funkcja fosforoamidytu nukleozydów
Odpowiedź: Fosforamidyny nukleozydowe są wykorzystywane do wytwarzania oligonukleotydów lub nukleotydów oligomerycznych. Oligomeryczny nukleotydy to krótkie fragmenty DNA lub RNA.
Pytanie 5. Gdzie znajduje się fosforylaza nukleozydów purynowych?
Odpowiedź: Fosforylaza nukleozydów purynowych jest niezbędnym enzymem szlaku ratunkowego biosyntezy nukleotydów; w związku z tym znajduje się w wielu tkankach. Znacznie większa ilość fosforylazy nukleozydów purynowych ulega ekspresji w sinusoidalnych komórkach śródbłonka, komórkach Kupffera i hepatocytach. Fosforylaza nukleozydów purynowych służy również jako marker przecieku w przypadku uszkodzenia komórek wątrobowych, ponieważ jej ekspresja jest większa w komórkach wątroby, a znacznie mniejsza w mięśniach.
Pytanie 6. Kliniczne znaczenie fosforylazy nukleozydów purynowych?
Odpowiedź: Fosforylaza nukleozydów purynowych i deaminaza adenozyny odgrywają ważną rolę w regulacji cyklu metabolicznego puryn. Mutacja fosforylazy nukleozydów purynowych powoduje nagromadzenie się dNTP (trójfosforanów deoksynukleozydów), które wyzwalają mechanizm apoptozy. Takie zdarzenia w limfocytach powodują SCID (ciężki złożony niedobór odporności).
P7. Co to jest zubożenie mitochondrialnego DNA?
Odpowiedź: Brak równowagi w proporcji dNTPs w macierzy mitochondrialnej powoduje upośledzenie produkcji mitochondrialnego DNA. Wpływa to na prawidłowe funkcjonowanie mitochondriów, ponieważ w mitochondrialnym DNA znajduje się kilka genów, które wyrażają ekspresję w celu wykonywania podstawowych funkcji. Uszkodzone mitochondrialne DNA nie jest w stanie pełnić podstawowych funkcji. Zjawisko to jest znane jako zubożenie mitochondrialnego DNA.
Pytanie 8. Jaki jest najlepszy możliwy sposób radzenia sobie ze zubożeniem mitochondrialnego DNA?
Odpowiedź: Kierowanie nukleozydów do dotkniętego obszaru ciała jest dość trudne, co utrudnia zrównoważenie poziomów nukleozydów w miejscu docelowym. Obecnie naukowcy modyfikują nukleozydy, aby ułatwić ich ukierunkowane dostarczanie. Celowanie w zmodyfikowany nukleozyd w taki sposób okaże się skuteczniejszym sposobem radzenia sobie z zespołem wyczerpania mitochondrialnego DNA, przy mniejszych skutkach następczych.
Naukowcy próbują opracować nowatorską, skuteczną i wydajną terapię wytwarzania mitochondrialnego DNA za pomocą zmodyfikowanych nukleozydów w celu zwalczania zespołu wyczerpania mitochondrialnego DNA. Naukowcy spodziewają się, że to badanie utoruje drogę do radzenia sobie z zespołem wyczerpania mitochondrialnego DNA poprzez zoptymalizowany wybór kombinacji kombinacji nukleozydów w celu uzyskania skutecznych wyników.
P9. Jakie jest znaczenie kliniczne fosforylazy nukleozydów purynowych?
Odpowiedź: Wraz z deaminazą adenozyny PNPaza reguluje metabolizm puryn. Mutacja któregokolwiek z tych enzymów powoduje gromadzenie się trifosforanów deoksyadenozyny [(d) ATP], które indukują apoptozę w limfocytach. Takie zdarzenia w limfocytach powodują SCID (ciężki złożony niedobór odporności).
Pytanie 10. Jakie są dodatkowe grupy obecne w fosforoamidycie nukleozydów?
Odpowiedź: Fosforoamidyt nukleozydów dodatkowo ma koniec 5 'chroniony przez DMT Grupa (4,4'-dimetoksytritylowa) i koniec 3 'jest zabezpieczony grupą cyjanoetylową
Przeczytaj także:
- Przykład rośliny pasożytniczej
- Przykład komórki eukariotycznej
- Enzymy w cytoplazmie
- Czy komórki eukariotyczne mają cytoplazmę?
- Przykłady bakterii żelaznych
- Czy kwas tłuszczowy jest polarny?
- Przykłady roślin podobnych do protistów
- Funkcjonują komórki miąższu
- Co magazynuje chloroplast
- Przykład enzymu liazy
Nazywam się Abdullah Arsalan i ukończyłem doktorat z biotechnologii. Mam 7 lat doświadczenia badawczego. Opublikowałem dotychczas 6 artykułów w czasopismach o międzynarodowej renomie ze średnim współczynnikiem wpływu 4.5, a kilka kolejnych jest branych pod uwagę. Prezentowałem artykuły naukowe na różnych konferencjach krajowych i międzynarodowych. Moim obszarem zainteresowań jest biotechnologia i biochemia ze szczególnym uwzględnieniem chemii białek, enzymologii, immunologii, technik biofizycznych i biologii molekularnej.