Guanina -egenskaper, struktur, trening og funksjoner

De Guanina Det er en nitrogenbase som tjener for biosyntesen av 5'-monofosfat guanilat. Begge stoffene er henholdsvis en del av RNA og DNA, som lagrer den genetiske informasjonen til cellene.

Ribonukleinsyre (RNA) og deoksyribonukleinsyre (DNA) dannes av nukleotider, som er sammensatt av en nitrogenbase festet til et sukker og en fosfatgruppe.

Kilde: Neurotoger [Public Domain]

Guanin, i tillegg til å være en del av nukleinsyrer, deltar i deres monofosfat, difosfat og tre -fase nukleosider (GMP, BNP og GTP) i prosesser som energimetabolisme, translasjon av intracellulært signal, fysiologien til fotoreseptorer og fusjonen av vesiklene.

[TOC]

Kjemisk struktur

Den kjemiske strukturen til guanin (2-amino-6-hydroxipurin) er en heterocyklisk purinring, som består av et to-ringesystem forent: den ene ringet er pyrimidin og den andre ringen er imidazol.

Den heterocykliske ringen av guanin er flat og med noen dobbeltkonjugate lenker. I tillegg har den to tautomere former, keto- og enol-formen, mellom gruppene C-1 og N-6.

Kjennetegn

Karakteristikkene til guanin er følgende:

- Guanin er et apolært stoff. Det er uoppløselig i vann, men det er løselig i konsentrerte oppløsninger av syrer eller sterke baser.

- Det kan isoleres som et hvitt fast stoff, med empirisk formel C₅H₅N₅Eller, og molekylvekt 151,3 g/mol.

- Eiendommen til å absorbere lys ved 260 nm av DNA skyldes delvis den kjemiske strukturen i guaninen.

- I DNA danner guanin tre hydrogenbindinger. Karbonyl C-6-gruppen er en hydrogenforbindelsesakseptor, N-1-gruppen og C-2 aminogruppen er hydrogenbindingsdonorer.

Av denne grunn er det nødvendig.

Kan tjene deg: elektroforese: fundament, teknikk, hva er det for, eksempler

- I cellen er det alltid å være en del av nukleinsyrer eller som GMP, BNP og GTP, aldri i deres frie form.

Biosyntese

Guaninmolekylet, som andre puriner, syntetiseres av novo Fra 5-fosforibosyl-1-pyrofosfat (PRPP), ved enzymkatalyserte reaksjoner.

Det første trinnet består i tillegg av en aminogruppe, fra glutamin, til PRPP og danner 5-fosforibosylamin (PRA).

Deretter, i en ordnet sekvens, oppstår tilsetning av glycin, aspartat, glutamin, forming og karbondioksid til PRA. På denne måten dannes en mellomliggende metabolitt som kalles Inosina 5'-monofosfat (IMP).

Under denne prosessen brukes den frie energien til ATP-hydrolyse (adenosin 5'-triffosfat), som produserer ADP (adenosin 5'-diaphypho) og PI (uorganisk fosfat).

En oksidasjon av det imponerende på NAD⁺ (Nikotinamid og adenin dinukleotid), produserer xantin 5'-monofosfat (XMP). Den påfølgende tilsetningen av en aminogruppe til XMP produserer Guanilaato -molekylet.

Reguleringen av biosyntesen av guanilaato utføres i begynnelsen, når PRA dannes, og til slutt, når oksidasjonen av IMPE oppstår. Regulering skjer gjennom negativ tilbakemelding: En GMP -nukleotid hemmer enzymer i begge stadier.

Under metabolsk nedbrytning av nukleotider blir nitrogenholdige baser resirkulert. GMP dannes av hypoksantin-keepanin-enzym fosforibosyltransferase, og overfører en fosribosylgruppe fra PRPP til guanin.

Funksjon

Fordi guaninen ikke finnes i sin frie form, er funksjonene assosiert med GMP, BNP og GTP. Noen av dem er nevnt nedenfor:

- 5'-triffosfat (GTP) guanosin fungerer som et fritt energireservoar. GTP-fosfat Gamma Group kan overføres til adenosin 5'-trifosfat (ADP), for å danne ATP. Denne reaksjonen er reversibel og katalyseres av nukleosiddifosfatkinase.

Kan tjene deg: beta galaktosidase: egenskaper, struktur, funksjoner

- GMP er den mest stabile formen for nukleotid som inneholder guanina. Gjennom hydrolyse danner GMP GMP Cyclic (GMPC), som er en andre messenger under intracellulær skilting, i oversettelsesveiene. For eksempel i fooreseptor- og kjemiorceptorceller av lukt.

- GMPC deltar i avslapningen av blodkarene i den glatte muskelen, under biosyntesen av nitrogenoksid i endotelcellene.

- GTP gamma fosfathydrolyse fungerer som en fri energikilde for proteinbiosyntese i ribosomer.

- Helicase -enzymer trenger den frie energien til GTP -hydrolyse for å skille den doble DNA -propellen, under replikering og transkripsjon av DNA.

- I hippocampus nevroner er virkningen av spenningsavhengige natriumkanaler regulert ved GTP -hydrolyse til BNP.

Relaterte sykdommer

Høye nivåer av blod og urinsyre og urin har vært assosiert med tre forskjellige metabolske defekter, som vi vil se nedenfor.

Lesch-Nyhan syndrom

Det er preget av HPRT-mangel (hypoksantin-guaddibosyltransferase), et viktig enzym for resirkulering av hypoksantin og guanin. I dette tilfellet øker det PRPP -nivåer og danner ikke IMP og GMP, to viktige regulatorer av det første Purin -syntesestadiet. Alt dette favoriserer biosyntese av novo av puriner.

PRPP -aktivitet forsterket synthase

Dette gir en økning i PRPP -nivåer. Denne metabolitten fungerer som en aktivator av Gutamine PRPP-amidotranferase, som er ansvarlig for syntesen av 5-fosforbosyllamin, og øker biosyntesen av novo av puriner.

Kan tjene deg: sfingomyeline: hva er, struktur, funksjoner, syntese

Von Gierke syndrom

Det er en sykdom relatert til glykogenlagring type I. Pasienter som lider av dette syndromet har en mangelfull 6-fosfatase glukose. Dette gir en økning i 6-fosfatglukosenivåer, som tjener for syntese av 5-fosfat ribose, via pentosefosfat.

5-fosfat ribose er startmetabolitten for PRPP-biosyntese. I likhet med de to foregående sakene fører dette til en økning i biosyntesen av novo av puriner.

Økningen i urinsyre i blod og urin forårsaker symptomer som ofte er kjent som gikt. Når det.

HPRP -genet finnes på X -kromosomet. Derfor påvirker mutasjoner i dette genet menn. Det er ingen behandling for å behandle nevrologiske problemer. Symptomene forbundet med økningen i urinsyre behandles med allopurinol.

Referanser

1. Dawson, r. et al. 1986. Data for biokjemisk forskning. Clarendon Press, Oxford.
2. Horton, R; Moran, L; Scrimgeour, G; Perry, m. Og Rawn, D. 2008. Prinsipper for biokjemi. 4. utgave. Pearson Education.
3. Mathews, Van Holde, Ahern. 2001. Biokjemi. 3. utgave.
4. Murray, R; Granner, D; Mayes, s. Og Rodwell, V. 2003. Harpers illustrerte biokjemi. 26. utgave. McGraw-Hill Companies.
5. Nelson, DL og Cox, M. 1994. Lehninger. Prinsipper for biokjemi. 4. utgave. Ed Omega.
6. Sigma-Aldrich. 2019. Guanin kjemisk ark. Word Wide Web Address: Sigmaaldrich.com.