Съдържание

дефиниция

Определение

съществително
множествено число: пурини
pu • rine, ˈpjʊəɹiːn
Хетероциклично ароматно съединение с химическа структура, състоящо се от имидазолов пръстен, кондензиран към пиримидинов пръстен и съставлява нуклеинови киселини (например ДНК и РНК) и някои алкалоиди (например кофеин и теофилин)

Подробности

Общ преглед

Нуклеобазата е азотсъдържащо съединение, което, когато е прикрепено към пентозна захар, рибозата или дезоксирибозата образуват нуклеотид. Нуклеотидът е мономерната единица на нуклеиновите киселини, като ДНК и РНК. В двуверижните нуклеинови киселини като ДНК нуклеобазите са сдвоени. Двете нуклеобази, които се допълват, са свързани с водородна връзка. Нуклеобазите могат да бъдат групирани в два основни типа: пурини и пиримидини.

Пурини срещу пиримидини

Докато пурините и пиримидините са хетероциклични ароматни съединения, те могат да се различават един от друг въз основа на химическата структура. Пуринът има два въглеродни пръстена, докато пиримидинът има един въглероден пръстен. Пуринът има пиримидинов пръстен, слят с имидазолов пръстен. Пиримидинът има само пиримидинов пръстен. По този начин пуринът има четири азотни атома, докато пиримидинът има два.
Пурините включват аденин и гуанин, докато пиримидините включват цитозин, тимин и урацил. Тези пет азотни основи се разглеждат като първични или канонични, тъй като те са основните единици на генетичния код. Нуклеобазите, съставляващи нуклеиновата киселина, се използват за разграничаване на ДНК от молекулите на РНК. В ДНК тиминът допълва двойките с аденин, докато в РНК урацилът съвпада с аденин. Тиминът се различава от урацила по това, че има метилова група, която на урацила липсва. Сдвояванията на нуклеобази C-G и A-T (или A-U в РНК) са посочени като основни комплементи.

Свойства на пурините

Пуринът е хетероциклично ароматно органично съединение с химическа формула на C5H4N4. Химичната му структура се състои от пиримидинов пръстен със сливан към него имидазолов пръстен, като по този начин има два въглеродни пръстена и общо четири азотни атома. Пиримидиновият пръстен на пурините съдържа два азотни атома, които се намират в позиции 1 и 3 на пръстена (подобни на тези на пиримидините). Имидазоловият пръстен, прикрепен към пиримидиновия пръстен, има два азотни атома, които са разположени в позиции 7 и 9. Моларната маса на пурина е 120,115 g/mol и точката му на топене е при 214 ° C.

Аденин срещу Гуанин

Аденинът е пурин, който допълва двойки с тимин в ДНК и с урацил в РНК чрез две водородни връзки. Гуанинът е пурин, който се допълва с цитозин както в ДНК, така и в РНК. Аденинът може да бъде разграничен от гуанин по аминовата му група в позиция 6 и наличието на допълнителна двойна връзка между N-1 и С-6 в неговия хетероцикличен ароматен (пиримидинов) пръстен.

Ендогенни пурини и екзогенни пурини

Пурините присъстват във всички клетки. По принцип пурините и пиримидините се срещат в еднакви количества вътре в клетката. Пурините, които са произведени биологично, се наричат ​​ендогенни пурини. Освен биосинтез, пурините могат да бъдат получени и от хранителни източници и в такъв случай се наричат ​​екзогенни пурини. Месото и месните продукти, особено вътрешните органи, са с високо съдържание на пурини. Аншоа, скумрия, миди и сардини имат високо съдържание на пурини. Червеното месо, свинско, говеждо, птиче месо и други морски дарове имат относително умерени количества пурини. Някои от растителните източници на пурин включват гъби, спанак, аспержи, карфиол, боб, леща и пшенични трици.

Чести биологични реакции

Чести биологични реакции

Пурините са повсеместни по природа. Те се произвеждат вътре в клетката. При хората пурините се биосинтезират главно в черния дроб. Рибонуклеотидите (т.е. нуклеобази, прикрепени към рибоза 5-фосфат) са предшественици на нуклеобазите. Пурините са получени от нуклеотидния инозин монофосфат (IMP), тъй като пурините се синтезират като рибонуклеотиди, а не като свободни нуклеобази (за разлика от пиримидините, които се синтезират първо като свободна основа). IMP от своя страна се произвежда от вече съществуващ рибозен фосфат, който се образува главно от аминокиселините глицин, глутамин и аспарагинова киселина. Рибозният 5-фосфат реагира с АТФ за получаване на 5-фосфорибозил-1-пирофосфат (PRPP). PRRP има роля както в синтеза на пурин, така и на пиримидин; той също участва в NAD и NADP формиране и спасяване пътища. PRRP обаче се ангажира по-специално с биосинтеза на пурини, когато PRRP се преобразува в 5-фосфорибозиламин чрез заместване на пирофосфата на PRRP с амидната група на глутамин. При хората биосинтезата на пурини се случва в цитозола на чернодробната клетка. След това IMP се превръща в аденозин монофосфат (AMP) или гуанозин монофосфат (GMP).

Чести биологични реакции

Пурините гуанин и аденин могат да бъдат разградени, както следва:

  • Гуанин (чрез гуаназа) »ксантин (чрез ксантиноксидаза)» пикочна киселина
  • Аденозин »» инозин (чрез пуринова нуклеозидна фосфорилаза) »хипоксантин (чрез ксантиноксидаза)» ксантин (чрез ксантиноксидаза) »пикочна киселина

При хората и други гръбначни животни екзогенните пурини се разграждат в черния дроб. В резултат на разграждането на пурина пикочната киселина се получава като отпадъчен продукт. Пикочната киселина се освобождава от черния дроб в кръвта, през която достига до бъбреците. След това се екскретира от тялото чрез урината.
Пурините от катаболизъм могат да бъдат спасени и повторно използвани, както следва:

  • Аденинът се спасява от ензима аденин фосфорибозилтрансфераза (APRT)
  • Гуанинът и хипоксантинът се спасяват от ензима хипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансфераза (HGPRT)

Биологична функция

Пурините като една от основните групи нуклеобази са важни структурни компоненти на нуклеиновите киселини. Нуклеиновите киселини като молекулите на ДНК и РНК съдържат генетичната информация, важна за всички клетъчни функции и наследственост. Освен нуклеиновите киселини, нуклеобазите са също важни компоненти на някои протеини и нишестета. По този начин техните функции не са просто да служат като структурни съставки на ДНК и РНК, но те също така участват в регулирането на ензимите и клетъчната сигнализация. Примери за пурини, различни от двете пуринови бази, споменати по-горе, са хипоксантин, ксантин, теобромин, кофеин, пикочна киселина и изогуанин.

Ефекти върху здравето

Пикочната киселина е метаболитен краен продукт на метаболизма на пурините. В диетата пурините се намират в големи количества в черния дроб, бъбреците и други вътрешни органи. Те също присъстват в месото, морските дарове, карфиола, фасула и гъбите, но в умерени количества. Хиперурикемията е състоянието, когато в тялото има твърде много нива на пикочна киселина. Твърде много пикочна киселина от диета с високо съдържание на пурини в крайна сметка може да доведе до подагра (възпаление в ставата) и камъни в бъбреците. По този начин хората с такива състояния се съветват да се хранят с доста ниско пуринова диета. Освен това се препоръчва да се въздържате или да избягвате консумацията на алкохол и наситени мазнини, тъй като те възпрепятстват правилния метаболизъм на пурините.