The пурини Те са структурно плоски, хетероциклични молекули, образувани от сливането на два пръстена: един от шестте атома, а другият от пет. Основните молекули, които включват пурини, са нуклеотиди. Последните са градивните елементи, които са част от нуклеиновите киселини.

В допълнение към участието си в наследствените молекули, пурините присъстват във високоенергийни структури като ATP и GTP и други молекули от биологичен интерес, като никотинамид аденин динуклеотид, никотинамид аденин динуклеотид фосфат (NADPH) и коензим Q.

структура

Характеристики и структура

Структурата на пурините е следната: хетероциклична молекула, изградена от пиримидинов пръстен и имидазолов пръстен. По отношение на броя на атомите, пръстените имат шест и пет атома.

Те са плоски молекули, които съдържат азот. Намираме ги като част от нуклеозидите и нуклеотидите. Последните са градивните елементи на нуклеиновите киселини: ДНК и РНК.

При бозайниците пурините се намират в по-високи пропорции в молекулите на ДНК и РНК, по-специално като аденин и гуанин. Също така ги намираме в уникални молекули като AMP, ADP, ATP и GTP, наред с други.

Характеристика

-Градивни елементи на нуклеиновите киселини

Нуклеиновите киселини са отговорни за съхраняването на генетична информация и за организирането на процеса на синтез на протеини. Структурно те са биополимери, чиито мономери са нуклеотидите.

Пурините са част от нуклеотидите

В нуклеотида откриваме три компонента: (1) фосфатна група, (2) пет-въглеродна захар и (3) азотна основа; захарта е централният компонент на молекулата.

Азотната основа може да бъде пурин или пиримидин. Пурините, които обикновено намираме в нуклеиновите киселини, са гуанин и аденин. И двата са пръстени, съставени от девет атома.

Пурините образуват гликозидни връзки с рибоза чрез азот в позиция 9 и въглерод 1 на захарта.

Един англосаксонски мнемоник, който трябва да запомни, че пурините имат девет атома, е, че и аденинът, и гуанинът имат думата девет, което означава девет.

Пурините не се сдвояват помежду си

Двойната спирала на ДНК изисква сдвояване на основата. Поради стерично препятствие (т.е. опасения за размера), един пурин не може да бъде сдвоен с друг пурин.

При нормални условия пуриновият аденин се сдвоява с пиримидин тимин (A + T) и пурин гуанин с пиримидин цитозин (G + C). Не забравяйте, че пиримидините са плоски молекули, изградени от един пръстен и следователно по-малки. Този модел е известен като правилото на Chargaff.

Структурата на молекулата на РНК не се състои от двойна спирала, но въпреки това откриваме същите пурини, които споменахме в ДНК. Азотните основи, които варират между двете молекули, са пиримидините.

-Молекули за съхранение на енергия

Нуклеозид трифосфатът, особено АТФ (аденозин трифосфат), са молекули, богати на енергия. По-голямата част от химичните реакции в метаболизма използват енергията, съхранявана в АТФ.

Връзките между фосфатите са с висока енергия, тъй като няколко отрицателни заряда заедно се отблъскват и благоприятстват разпадането му. Освободената енергия е тази, използвана от клетката.

В допълнение към АТФ, пурините са съставни части на молекули от биологичен интерес като никотинамид аденин динуклеотид, никотинамид аденин динуклеотид фосфат (NADPH) и коензим Q.

-Невротрансмитери

Многобройни изследвания показват, че пурините служат като сигнални молекули през глията в централната нервна система.

Пурините също могат да бъдат намерени като част от структури, наречени нуклеозиди. Те много приличат на нуклеотидите, но им липсва фосфатната група.

Нуклеозидите имат малко подходяща биологична активност. При бозайниците обаче откриваме много забележително изключение: аденозин. Тази молекула има множество функции и участва в регулирането на процесите в нервната и сърдечно-съдовата системи, наред с други.

Действието на аденозин в регулирането на съня е добре известно. В мозъка откриваме множество рецептори за този нуклеозид. Наличието на аденозин е свързано с чувството на умора.

Пуринов метаболизъм

Синтез

Биосинтезата на пурин се инициира с рибоза-5-фосфатен скелет. Ензимът фосфорибозил пирофосфат синтетаза е отговорен за катализирането на добавянето на пирофосфат.

Впоследствие действа ензимът глутамин-PRPP амидотрансфераза или амидофосфорибозилтрансфераза, който катализира взаимодействието между PRPP (съкращение за обозначаване на съединението, получено в предходния етап, фосфорибозил пирофосфат) и глутамин за образуване на продукта 5-фосфорибозиламин.

Последното съединение служи като опора за поредица от молекулни добавки, чийто краен етап е образуването на инозин монофосфат, съкратено IMP.

IMP може да следва AMP или GMP преобразуване. Тези структури могат да бъдат фосфорилирани, за да се създадат високоенергийни молекули, като ATP или GTP. Този път се състои от 10 ензимни реакции.

Като цяло целият процес на синтез на пурин е силно зависим от енергията, което изисква консумацията на множество молекули АТФ. De novo синтез на пурини се среща най-вече в цитоплазмата на чернодробните клетки.

Диетични изисквания

И пурините, и пиримидините се произвеждат в адекватни количества в клетката, така че няма важни изисквания за тези молекули в диетата. Когато обаче тези вещества се консумират, те се рециклират.

Болести, свързани с пуриновия метаболизъм: подагра

Вътре в клетката един от резултатите от метаболизма на пуриновите основи е производството на пикочна киселина (C5H4N4O3), поради действието на ензим, наречен ксантин оксидаза.

При здрав човек е нормално да се открият ниски нива на пикочна киселина в кръвта и урината. Когато обаче тези нормални стойности станат високи, това вещество постепенно се натрупва в ставите на тялото и в някои органи, като бъбреците.

Съставът на диетата е определящ фактор за производството на подагра, тъй като непрекъснатият прием на елементи, богати на пурини (алкохол, червено месо, морски дарове, риба, наред с други), от своя страна може да увеличи концентрацията на пикочна киселина.

Симптомите на това състояние са зачервяване на засегнатите области и силна болка. Това е един от видовете артрит, който засяга пациентите поради натрупването на микрокристали.