Запасные пути синтеза пуриновых нуклеотидов или реутилизация пуриновых оснований

В периоды активного роста тканей синтез пуриновых нуклеотидов из простых предшественников не способен полностью обеспечить нуклеиновые кислоты субстратами. Заметную роль в этих условиях играют ферменты запасных путей синтеза или путей спасения нуклеотидов.

Активация «запасных путей» происходит в быстрорастущих тканях (эмбриональная, регенерирующая, опухолевая), когда активно идет процесс синтеза нуклеиновых кислот и недопустима потеря их предшественников:

· в детском возрасте

· при онкогенезе

· при регенерации тканей

Функция: использовать уже синтезированные азотистые основания и нуклеозиды

Сущность реутилизации заключается в присоединении к аденину, гуанину или гипоксантину рибозо-5-фосфата и образовании АМФ, ГМФ или ИМФ. Эту реакцию осуществляют соответствующие трансферазы. Наиболее характерным примером является реутилизация гипоксантина и гуанина под влиянием фермента гипоксантин-гуанин-фосфорибозилтрансферазы. В качестве источника рибозo-5-фосфата используется фосфорибозилдифосфат.

Рис.8 Запасные пути синтеза пуриновых нуклеотидов

 

 

Катаболизм пуриновых нуклеотидов

Наиболее активно катаболизм пуринов идет в печени, тонком кишечнике (пищевые пурины) и почках.

 

Рис.9 Распад пуриновых нуклеотидов

Катаболизм пуриновых нуклеотидов у человека заканчивается образованием             мочевой кислоты.      Первоначально нуклеотиды дефосфорилируются    в реакциях,    катализируемых фосфатазами или нуклеотидазами. Аденозиндезаминируется аденозиндезаминазой с образованием инозина, а затем пуриннуклеозидфосфорилаза расщепляет нуклеозиды до свободных оснований и рибозо- 1-фосфата. Ксантиноксидаза, используя молекулярный О2, окисляет пуриновые основания в мочевую кислоту. Фермент                представляет собой     аэробную         оксидоредуктазу, простетическая группа которой включает ионы железа (Fe3+), молибдена и FAD.

Мочевая кислота образуется главным образом в печени и кишечнике, а удаляется из организма с мочой и в небольшом количестве через кишечник. Она является слабой кислотой и в биологических жидкостях находится в недиссоциированной форме в комплексе с белками или в виде мононатриевой соли - урата.

В норме в сыворотке крови ее содержание составляет 0,15-0,47 ммоль/л. Из организма в сутки выводится от 0,4 до 0,6 г мочевой кислоты и уратов.

Нарушения обмена пуриновых нуклеотидов

Гиперурикемия

Возникает у пациентов, когда концентрация мочевой кислоты в плазме крови превышает норму. Она является причиной развития подагры - заболевания, при котором кристаллы мочевой кислоты и уратов откладываются в суставных хрящах, связках и мягких тканях с образованием подагрических узлов или тофусов, вызывая воспаление суставов и нефропатию.

Подагра - довольно частое заболевание, ею страдает от 0,3 до 1,7 % населения. У мужчин сывороточный фонд уратов в 2 раза выше, чем у женщин, поэтому мужчины болеют подагрой в 20 раз чаще, чем женщины. Заболевание генетически детерминировано и чаще всего вызывается:

· дефектами ФРДФ-синтетазы, сопровождающимися гиперактивацией либо устойчивостью фермента к ингибированию конечными продуктами синтеза

· частичной потерей активности гипоксантин-

гуанинфосфорибозилтрансферазы, уменьшающей повторное использование пуринов

При      полной      потере      активности       гипоксантин- гуанинфосфорибозилтрансферазы развивается тяжелая форма гиперурикемии

- синдром Леша-Нихана, при котором наблюдаются неврологические и психические отклонения. Болезнь наследуется как рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой, и встречается только у мальчиков.

Лечение подагры - аллопуринолом (аллопур, милурит, апурин) - структурным аналогом гипоксантина. Ксантиноксидаза окисляет препарат в оксипуринол, который прочно связывается с активным центром фермента и останавливает катаболизм пуринов на стадии гипоксантина, который в 10 раз лучше растворяется в жидкостях организма, чем мочевая кислота