12. Катаболизм нуклеопротеинов. Патология пуринового обмена.

Полимерные молекулы нуклеиновых кислот расщепляются в тканях преимущественно гидролитическим путем при участии специфических фер­ментов, относящихся к нуклеазам. Различают эндонуклеазы, разрывающие внутренние межнуклеотидные связи в молекулах ДНК и РНК, вызывающие деполимеризацию нуклеиновых кислот с образованием олигонуклеотидов, и экзонуклеазы, катализирующие гидролитическое отщепление концевых мононуклеотидов от ДНК и РНК или олигонуклеотидов. К настоящему времени открыты группы нуклеаз,катализирующие распад ДНК и РНК.

Дезокеурибонуклеазы I катализируют разрыв внутренних фосфодиэфирных связей в одной из двух цепей молекулы ДНК между З'-м углеродным атомом дезоксирибозы и остатком фосфата с образованием низкомолекулярных олигодезоксирибонуклеотидов:

Среди продуктов реакции открыты также моно- и динуклеотиды. Ти­пичными представителями этих ферментов являются ДНКазы поджелу­дочной железы.

Дезоксирибонуклеазы II вызывают деполимеризацию молекулы ДНК в результате парных разрывов фосфодиэфирных связей обеих цепей ДНК с образованием более крупных олигодезоксирибонуклеотидов. Предста­вителем их является ДНКаза II, выделенная из селезенки.

Рестриктазы - ферменты ДНКазного типа действия - катализируют распад чужеродной (в основном фаговой) ДНК в строго определенных участках молекулы, имеющих структуру палиндромов. Они оказывают строго специфическое действие, поэтому они используются для расшифровки последовательности нуклеотидных остатков в ДНК фагов и вирусов, а так же в генетической инженерии при «вырезании» определенных фрагментов ДНК й «встраивании» их в геном бактериальной ДНК (получение рекомбинантных ДНК). В результате клетке передается ряд не свойственных ей прежде наследственных признаков.

Открыта группа ДНК-гликозидаз, участвующих в реакциях отщепления модифицированных пуриновых и пиримидиновых оснований (например, урацила, образующегося при дезаминировании остатка цитозина в одной из цепей ДНК).

ДНК-гликозидазы выполняют важную функцию в процессах репарации (восстановление структуры) молекулы ДНК.

В результате последовательного действия разнообразных клеточных экзо- и эндонуклеаз нуклеиновые кислоты подвергаются распаду до стадии рибо- и дезоксирибонуклеозид-3'- и 5'-фосфатов. Дальнейший распад об­разовавшихся продуктов связан с ферментативными превращениями мононуклеогидов, нуклеозидов и далее свободных азотистых оснований. На I этапе гидролиза действуют 3'- и 5'-нуклеотидазы, катализирующие гидро­литический распад мононуклеотидов до свободных нуклеозидов с от­щеплением неорганического фосфата соответственно от С-3' или С-5' атомов углеводного остатка. На II этапе происходит перенос остатка рибозы от нуклеозида на свободную фосфорную кислоту с образованием рибозо-l-фосфата и свободного азотистого основания.

Нарушение пуринового обмена вызывает или сопровождает подагру, артриты, артрозы, спондилез, уратные и мочекислые нефропатии, токсикозы беременных, мочекаменную болезнь, сахарный диабет, ожирение, гипертоническую болезнь, лейкозы и др. Генетически обусловленные нарушения обмена М.к, являются причиной тяжелых наследственных заболеваний, например,синдром Леша — Найхана (тяжелое неврологическое заболевание у детей). Вторичная гиперурикемия обусловлена повышенным образованием нуклеиновых кислот при болезнях крови, после лучевой терапии, а также снижением функции почек.

Концентрация Молочной кислоты (М.к.) в крови 0,24—0,50 ммоль/л (у мужчин) и 0,16—0,40 ммоль/л (у женщин). Содержание М.к. в крови сразу после рождения равно в среднем 0,31 ммоль/л. В норме в суточном количестве мочи взрослого человека содержится 0,4—1 г мочевой кислоты. У детей (особенно грудного возраста) содержание мочевой кислоты в моче достигает 1 мг/мл.