12.2. Распад пуриновых и пиримидиновых оснований

1-й этап - дезаминирование под действием специфических аминогидролаз азотистых оснований, имеющих аминогруппы, а также нуклеотидов и нуклеозидов, в состав которых эти основания входят, напри­мер:

Аденин

Гипоксантин

Гуанин

Ксантин

Цитозин

Урацил

Аденозин

Инозин

Дезаминированные нуклеозиды и нуклеотиды распадаются дальше, осво­бождая в конечном итоге гипоксантин, ксантин или урацил.

2-й этап - дальнейшие превращения дезаминированных пуриновых и пиримидиновых оснований.

Дезаминированные пуриновые основания (гипоксантин и ксан­тин) окисляются в мочевую кислоту:

Гипоксантин

Ксантин

Мочевая кислота

Мочевая кислота у человека и ряда животных (приматы, птицы и некото­рые рептилии) является конечным продуктом распада пуриновых основа­ний и выводится из организма. Образование мочевой кислоты происходит главным образом в печени. Мочевая кислота - основной продукт распада нуклеотидов у человека. В организме ежесуточно образуется 0,5-1 г мо­чевой кислоты, которая выводится через почки. В крови здорового чело­века содержится 3-7 мг/дл мочевой кислоты. Хроническое повышение концентрации мочевой кислоты (гиперурикемия) часто приводит к разви­тию подагры - отложение малорастворимой мочевой кислоты (и ее солей уратов) а виде кристаллов в крови и в тканях. Это заболевание носит наследственный характер и связано с дефектом фермента, катализирую­щего реакцию превращения гипоксантина и гуанина в инозиновую кисло­ту - ИМФ (см. раздел 12.3 "Биосинтез нуклеотидов") и ГМФ соответственно. Вследствие этого гипоксантин и гуанин не используются повторно для синтеза нуклеотидов, а целиком превращаются в мочевую кислоту, что и ведет к гиперурикемии.

У большинства животных и растений есть ферменты, вызываю­щие дальнейший распад мочевой кислоты до мочевины (1) и глиоксалевой кислоты (2):

(1)

(2)

Дезаминированные пиримидиновые основания, в отличие от пуриновых, восстанавливаются под действием специфических ферментов; при этом донором атомов водорода служит восстановленная форма никотинамидадениндинуклеотида (НАД.Н+Н⁺) (см главу 7).

Карбаминовая кислота

β-аланин

β-изомасляная кислота

Карбаминовая кислота далее либо используется для синтеза мочевины, либо распадается до углекислого газа и аммиака:

H₂N-COOH → NH₃ + СО₂.

Как правило, продукты распада нуклеиновых кислот выводятся из организма. Всасываются преимущественно нуклеозиды, и в таком виде часть азотистых оснований может быть использована для синтеза нук­леиновых кислот организма. Если же происходит распад нуклеозидов до свободных оснований, то гуанин не используется для синтетических це­лей, а остальные в незначительном количестве могут участвовать в синтезе нуклеиновых кислот.

12.3. Биосинтез нуклеотидов

Синтез нуклеиновых кислот определяется скоростью синтеза мононуклеотидов, при этом синтез последних зависит от наличия всех их трех компонентов. Пентозы являются продуктами обмена глюкозы, фос­форная кислота в достаточном количестве поступает с пищей. Лими­тирующим фактором является биосинтез азотистых оснований.