Purinsyntese

Med hjælp fra Purinsyntese alle levende ting producerer puriner. Purin er en komponent i DNA-baserne guanin og adenin såvel som den vigtige energibærer ATP.

Hvad er purinsyntese?

Ved hjælp af purinsyntese producerer alle levende ting puriner. Purin er en komponent i DNA-baserne guanin og adenin såvel som den vigtige energibærer ATP.

Purinsyntesen er en biokemisk proces, hvoraf slutningen dannes puriner. Puriner er organiske forbindelser, der forekommer i alle levende ting. Puriner fremstilles af råmaterialet a-D-ribose-5-phosphat. Den menneskelige celle omdanner stoffet i flere trin. Enzymer katalyserer denne proces og hjælper med at omdanne et mellemprodukt til det næste.

Først omdanner et enzym a-D-ribose-5-phosphat til a-D-5-phosphoribosyl-1-pyrophosphat (PRPP) ved at udvide molekylet. Dette efterfølges af omdannelsen af ​​PRPP og glutamin til 5-phosphoribosylamin og glutamat. Derefter kan kroppen ikke længere bruge stofferne til syntese af andre produkter, men kun til purinsyntesen.

Tilsætningen af ​​glycin skaber et glycinamid-ribonukleotid, som omdanner et enzym til et formylglycinamid-ribonukleotid og derefter omdanner det til phosphoribosylformylglycinaminidin og glutaminsyre. Mellemprodukterne 5-aminoimidazol ribonucleotid, 5-aminoimodazol-4-carboxylatribonucleotid, SAICAR, AICAR og FAICAR producerer endelig inosinmonophosphat (IMP). Cellerne kan bruge IMP direkte til at producere adenosin, guanin og xanthosin.

Puriner findes ikke som frie molekyler, men er altid knyttet til andre molekyler i form af nukleotider. Det færdige purinmolekyle består af carbondioxid, glycin, to gange 10-formyltetrahydrofolinsyre, glutamin og asparaginsyre.

Funktion & opgave

Nogle af de genetiske oplysninger, der er lagret i deoxyribonucleic acid (DNA), består af puriner. DNA'et består af byggesten, nucleotiderne. Disse er sammensat af et sukkermolekyle (deoxyribose), en fosforsyre og en af ​​fire baser. Baserne adenin og guanin er purinbaser: deres basale struktur er en purin, som andre molekyler binder til.

Derudover er purin en komponent i adenosintriphosphat (ATP). Dette er den primære energikilde i den menneskelige organisme. Energi lagres kemisk i form af ATP og er tilgængelig til adskillige opgaver. Musklerne bruger ATP til bevægelse, ligesom nogle synteseprocesser og andre processer. I musklerne har ATP også effekten af ​​en blødgører: Det sikrer, at musklernes filamenter kan adskilles fra hinanden. Manglen på ATP efter døden fører derfor til rigor mortis.

For at frigive den bundne energi opdeler celler og organeller ATP i adenosindiphosphat og adenosinmonophosphat. Spaltningen frigiver ca. 32 kJ / mol. Desuden bruges ATP til at transmittere signaler. Inde i celler har det en funktion i regulering af stofskiftet. F.eks. Fungerer det som en kosubstrat af kinaser, der også inkluderer den insulin-stimulerede proteinkinase, der spiller en rolle i forbindelse med blodsukker. Uden for celler fungerer ATP som en agonist på purinergiske receptorer og hjælper med at overføre signaler til nerveceller. ATP vises blandt andet i signaloverførsel i forbindelse med blodstrømregulering og den inflammatoriske reaktion.

Sygdomme og lidelser

Purinsyntese er en kompleks biokemisk proces, hvor der let kan opstå fejl. For at purin skal oprettes, skal specialiserede enzymer gradvist omdanne de forskellige stoffer. Mutationer kan betyde, at disse enzymer ikke kodes korrekt. Det genetiske materiale indeholder information om, hvordan cellerne skal syntetisere enzymerne. Enzymer består af protein, som igen består af lange kæder af aminosyrer. Hver aminosyre skal være på det rigtige sted for, at enzymet er i den rigtige form og fungerer korrekt.

Fejl kan forekomme ikke kun i produktionen af ​​enzymerne, men også i den genetiske kode.Mutationer sikrer, at den lagrede information fører til defekte eller ufuldstændige aminosyrekæder. Sådanne mutationer kan også påvirke enzymerne involveret i purinsyntese. Sygdommene, der følger af dette, falder ind under kategorien af ​​metaboliske sygdomme og er arvelige.

En mutation i PRPS1-genet forårsager for eksempel en forstyrrelse i purinsyntesen. PRPS1 koder for enzymet ribose-phosphatdiphosphokinase. Mutationen får enzymet til at være for aktivt. Gennem forskellige processer øger denne overaktivitet risikoen for gigt. Gigt (urikopati) er en intermitterende sygdom. Kronisk gigt udvikler sig efter adskillige akutte udbrud. Sygdommen ødelægger leddene; Ændringerne i hænder og fødder er ofte særligt tydelige. Smerter i leddene, betændelse og feber er også symptomer på gigt. Derudover kan deformationer i leddene, nedsat ydeevne, nyresten og nyresvigt manifestere sig på lang sigt.

Imidlertid kan mangelfuld purinsyntese ikke kun manifestere sig i gigt. En anden mutation i PRPS1-genet forårsager et fald i aktiviteten af ​​enzymet ribosefosfatdiphosphokinase. Som et resultat forekommer Rosenberg-Chutorian syndrom. Denne mutation er også en mulig årsag til en bestemt form for døvhed.

Andre gener koder også for de enzymer, der er involveret i purinsyntese. ADSL-genet er også et af dem. Mutationer i ADSL-genet fører til adenylosuccinatlyasemangel. Denne mangel er en sjælden arvelig sygdom og er arvet som en autosomal recessiv egenskab. Sygdommen manifesterer sig hos nyfødte, men den kan også kun forekomme i barndommen. Sygdommen er temmelig uspecifik, f.eks. Ved en intellektuel handicap, epilepsi og adfærdsforstyrrelser, der ligner autisme.

Mutationer i ATIC-genet kan også forstyrre purinsyntese. Dette afsnit af den genetiske information koder for det bifunktionelle purinsynteseprotein, som fører til udviklingen af ​​AICA ribosiduria. Litteraturen dokumenterer kun et tilfælde af reduceret intelligens, medfødt blindhed og ændringer i form af knæ, albuer og skuldre.