Есть исключение из правил. Это касается УТФ. Чтобы попасть в ДНК, ему нужно притвориться не просто дезоксирибонуклеотидом. Ему нужно притвориться ТТФ (тимидинтрифосфат). Что он и делает:
Далее остается присоединить остатки фосфорной кислоты и получить тимидинтрифосфат [1].
Важно отметить, что тимидилатсинтаза и реакция образования ТМФ являются чрезвычайно важными в отношении синтеза ДНК. Также здесь можно заметить, что необходимым кофактором является тетрагидрофолиевая кислота.
Именно данная реакция является мишенью метотрексата — цитостатического противоопухолевого препарата, являющегося антиметаболитом — структурным аналогом фолиевой кислоты, который проявляет к тимидилатсинтазе недвусмысленное сродство. Связываясь с ней, метотрексат останавливает реакцию образования ТМФ, тем самым обрывая синтез ДНК в самом зародыше — на этапе образования ее структурных компонентов. Метотрексат нашел применения в онкологии (преимущественно при гемобластозах) и в ревматологии (ревматоидный артрит [5]).
Распад пиримидинов
В нашей жизни ничего не вечно. Пиримидины тоже гибнут, но распадаясь, оставляют после себя ряд предшественников, которые участвуют в метаболизме, но уже другими путями.
Комментируя сложную схему распада пиримидинов, я акцентирую внимание на двух важных вещах:
пиримидины, в отличие от пуринов, не подвергаются реутилизации; продукты их распада — аланин и бутират — в серии превращений становятся пировиноградной кислотой и оксалоацетатом. Их
дальнейшая судьба связана с участием в цикле трикарбоновых кислот и процессе получения энергии [3].
Биологическое значение нуклеотидов в клетках. Функции, выходящие за рамки синтеза нуклеиновых кислот
Обсудив с тобой предметы сложной и высокой материи, мы переходим к самому интересному и «вкусному» (только не блевани) разделу настоящей статьи. Нуклеотиды являются кирпичами для нуклеиновых кислот, что важно для реализации генетической информации и превращения ее в реальный фенотип со своими уникальными морфологическими особенностями. Этот процесс заслуживает отдельной лекции (спойлер — она следующая).
Но этим не исчерпывается значение нуклеотидов.
Детоксикация. Кое-кто из них используется в организме для детоксикации ксенобиотиков — лекарств, токсинов и иных химикатов, поступающих в организм, а также для детоксикации липофильных (т. е. растворимых в липидах и нерастворимых в воде) соединений: гормонов, билирубина. Суть детоксикации (обезвреживания) — перевести плохо растворимое в воде вещество в хорошо растворимое, что необходимо для последующего выведения через почки с мочой из организма. Достигается это присоединением полярной химической группы к исходному хулигану. Сначала формируется гидроксильная группа (если таковой нет, это этап образования более полярных соединений). А затем наступает этап конъюгации… Посмотрим, как это выходит на примере тетрагидрокортизола (рис. 11) [2].
А вот схема для менее дотошных, чем автор данной лекции.
Никто: «Ух ты, классно и понятно».
Твой экзаменатор: «А откуда ты возьмешь такую форму нуклеотида, которая будет способна конъюгировать с ксенобиотиками?».
Ты:
Важное значение эта форма УДФ имеет и для метаболизма билирубина: благодаря УДФдиглюкурониду токсичный липофильный билирубин становится полярным, растворимым в крови и моче, конъюгированным билирубином [1, 2].
Гликоген. Неоценимое значение УДФ имеет и для образования гликогена.
Гликоген — это сравнительно инертная макромолекула, которая является резервуаром источника энергии в печени и мышцах. Через восприятия сигнала от инсулина глюкоза посредством активации (в виде присоединения фосфорного остатка и изомеризации) прыгает на гликоген благодаря посредничеству УТФ [1].
Вторичные сигнальные молекулы. Нуклеотиды, в частности, цАМФ и цГМФ, играют важную роль в процессе реализации клеточных функций и межклеточного взаимодействия. Клетка, будучи кирпичом биологического коммунизма, воспринимает сигналы от вышестоящих регуляторных систем, которые контролируют ее деятельность.
Это может выражаться в:
изменении экспрессии генов; реализации действия нейромедиаторов в твоей черепной и позвоночной коробках.
Такие молекулы, как цАМФ и цГМФ, являются одними из важных вторичных мессенджеров. Клетка, воспринимая сигнал извне (будь то гормон, нейромедиатор или
любой другой разбойник), изменяет внутри себя концентрацию этих мессенджеров. Те вмешиваются в серию внутриклеточных последовательных реакций и тем самым усиливают первоначальный сигнал [4].
Здесь пример воздействия адреналина на метаболизм гликогена. Концентрация цАМФ растет, что приводит к активации протеинкиназы А. Та активирует гликогенфосфорилазу, что приводит к высвобождению из гликогена глюкозы и получению дополнительного источника энергии для выполнения различных нужд организма [4].
Примеров, когда нуклеотиды играют важную роль в организме, чрезвычайно много. Вспомнить хотя бы о том, кто в клетках является главным источником энергии (АТФ). Нуклеотиды в ходе своего метаболизма могут становиться источником иных метаболитов, которые могут принимать участие в энергетическом метаболизме (α- кетоглутарат, пировиноградная кислота ацетил-Коа) и так до бесконечности. Придет время, и мы обсудим те случаи, когда метаболизм пуринов и пиримидинов в силу тех или иных причин нарушается [1].
Иногда это имеет очень серьезные последствия…
Источники:
1.Я. Кольман, К. - Г. Рем Наглядная биохимия, 5-е издание. 2018 г.
2.В. Дж. Маршалл Клиническая биохимия, 6-е издание, 2016 г.
3.https://biokhimija.ru/ — раздел, посвященный обмену пиримидинов и пуринов.
4.Жизнь клетки: рук. по цитологии /под ред. Н. С. Абдукаева [и др.] ; С.- Петерб.гос. педиатр. мед. ун-т. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб. : Янус, 2014.
5.Федеральные клинические рекомендации «Ревматоидный артрит», 2017 г.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Поделиться в соцсетях:
Вам может быть интересно
Клиническая химия: липиды
Биохимия
Хирург поликлиники. Эпикондилит
руководства
Z-ДНК может защищать геном от бесконтрольно копирующихся элементов
Биохимия
Блоггеры
О нас
Форум