Кінцевий обмін нуклеїнових кислот

Пуринові і піримідинові основи, що утворилися в тканинах при розщепленні нуклеїнових кислот, отруйні і знешкоджуються в печінці (в меншій мірі – в слизовій оболонці кишок, селезінці та інших органах) до кінцевих продуктів обміну, які видаляються з організму з сечею, калом і потом.

Загальна схема розпаду пуринових основ для людини і тварин універсальна. Спочатку вони дезамінуються до гіпоксантина і ксантина, потім окислюються до кінцевих продуктів обміну – сечової кислоти і алантоїна. У ряді випадків дезамінування відбувається на рівні нуклеозидів і нуклеотидів:

В утворенні кінцевих продуктів обміну пуринових основ беруть участь декілька специфічних ферментів:

У риб і амфібій алантоїн може піддаватися подальшому розщепленню:

У різних хребетних тварин кінцеві продукти розпаду нуклеїнових кислот неоднакові. Так, у людини і людиноподібних мавп сечова кислота – кінцевий продукт пуринового обміну. В тканинах аміак зв'язується глутаміновою кислотою в глутамін, який переноситься в печінку, де і утворюється сечовина. У птахів і рептилій сечова кислота – основний кінцевий продукт всього азотного обміну. Система знешкодження аміаку шляхом утворення мало розчинної у воді сечової кислоти виникла у цих класів хребетних в результаті еволюції. У всіх тварин (окрім птахів) сечова кислота перетворюється в алантоїн – кінцевий продукт обміну пуринів, який виділяється з сечею.

Перетворення піримідинових основ має в порівнянні з пуриновими деякі особливості. Перш за все, піримідинові кільця в тканинах і печінці відновлюються до дигідропохідних, потім розмикаються, що приводить до утворення уреїдокислот, які далі розщеплюються на більш прості речовини.

Зокрема, цитозин дезамінується і перетворюється в урацил:

Урацил розпадається до b-аланіна, аміаку і вуглекислого газу; тимін – до b-аміноізомасляної кислоти, аміаку і вуглекислого газу:

По мірі утворення ці продукти видаляються з організму з сечею, потом, калом, а вуглекислий газ – з повітрям, що видихається. Аміак знешкоджується в печінці.

Регуляція нуклеїнового обміну

Нуклеїновий обмін регулюється на різних рівнях, починаючи від цілого організму і закінчуючи молекулою нуклеїнової кислоти. Провідне місце належить центральній нервовій системі і її вищому відділу – корі великих півкуль головного мозку. В гіпоталамусі знаходиться центр білкового обміну.

Нуклеїновий обмін регулюється залозами внутрішньої секреції. Так, синтез РНК і ДНК стимулюється соматотропіном, гідрокортизоном, естрадіолом. Дія гормону зазвичай виявляється разом з ферментом, що здійснює синтез або розпад нуклеїнової кислоти. Деякі стероїдні гормони є репресорами оперонів, що призводить до інтенсивного синтезу іРНК і білків. Реакція активується іонами Mg²⁺ і Mn²⁺.

Гальмування синтезу нуклеїнових кислот використовується в лікувальній практиці, особливо при лікуванні пухлин. Підбираються такі антиметаболіти, які можуть гальмувати новоутворення нуклеїнових кислот, наприклад 5-хлор-5-йод-піримідини, актиноміцин D, ін.