Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_2 (1123307)
Текст из файла
Марри Р. Греннер Д. Мейес П. Родузлл 8. БИОХИМИЙ ЧЕЛОВЕКА 8 2-х томах Том 2 Перевод с английского канд. биол. наук М.Д. Гроздовой, канд. биол. наук Р. Б. Капнер, канд. хим. наук А.Л. Остермана, канд. биол. наук А. С. Серпинской и Л. Г. Тер-Саркисян под редакцией д-ра хим. наук Л. М. Гинодмана и д-ра мед. наук В. И. Кандрора МОСКВА «МИР>> 1993 ББК 20.070 Б63 УДК 577.2 Настоящий учебник биологической и медицинской химии н молекулярной биологии широко известен в мире и переведен на многие языки, Авторы 21-го, переработанного издания — ученые из США, Великобритании и Канады.
Благодаря знциклопедической полноте и четкости изложения книга может служить справочным пособием. На русском языке учебник выходит в 2-х томах. Во втором томе рассматриваются следующие темы. нуклеиновые кислоты и регуляция зкспрессни генов, биохимия внутри- и межклеточных коммуникаций, специальные вопросы (питание, свертывание крови, рак, онкогены и факторы роста и др,), Для биохимиков. клинических биохимиков, студентов и аспирантов биологов и медиков.
1916060066 — 216 041(61) 93 8™91 ББК 20.076 Редакция литературы по биологии ф 1936 Ьу Арр1е1оп й Ьапйе, а РцЫ(зЫпй 01уЫоп о( Ртепйсс Най ф перевод на русский язык, коллектив переводчиков, 1993 1ЯВХ 54)34161775-5 (русск.) 1$В1ч' 5-03-001773-9 ЬВ1ч 6-6365-3646-4 (англ.) Авторы: Марри Р., Греинер Д., Мейес П.„Родуэлл В. Б63 Биохимии человека: В 2-х томах. Т. 2. Пер. с англ.:— М.: Мир, 1993.— 415 с., ил, ЬВМ 5-03-О01775-5 Раздел 1У Структура, функции и репликации информационных макромолекул Глава 34 Нуклеотиды Виктор Родуэлл ВВЕДЕНИЕ СТРУКТУРА ПУРИНОВЫХ И ПИРИМИДИНОВЫХ ОСНОВАНИЙ БИОМЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ Главные основании Пщ~имидин пурин Нуклеотиды принимают участие во множестве биохимических процессов.
Пожалуй, наиболее известна роль пуриновых и пиримидиновых нуклеотндов в качестве мономеров-предшественников при биосннтезе РНК и ДНК. Помимо этого пуриновые рибонуклеотнды выполняют функции универсальных источников энергии (например, АТР), регуляторных сигналов (сАМР, сОМР), входят в состав коферментов (РАО, ХА13, тчАВР) и служат переносчиками метильных групп (Б-аденозилметнонин); пиримидиновые нуклеотиды функционируют в качестве макроэргическнх интермедиатов в углеводном обмене (ШЭР-глюкоза, Ш)Р-галактоза) и в синтезе лнпидов (СОР-ацилглнцерол).
Гетероциклические основания (пурины и пиримидины) являются исходными структурными элементами молекул нуклеозидов и нуклеотидов. Нуклеотиды присутствуют во всех без исключения живых клетках, выполняя целый ряд ключевых функций. В их числе построение нуклеиновых кислот из рибозо- н дезоксирибозонуклеозидмонофосфатных звеньев (РНК и ДНК соответственно); перенос энергии (АТР); образование коферментов (АМР), участие в роли акцепторов в окислительном фосфорилированни (АРР), а также в качестве аллостерических регуляторов активности ряда ферментов и «вторичных посредников» (сАМР и сОМР). Синтетические аналоги природных нуклеотидов, способные замещать их в структуре нуклеиновых кислот и оказывать ингибирующее действие на синтез РНК и ДНК, находят применение в химиотерапии рака.
Для подавления роста опухолевых клеток нлн определенных вирусов испол1.зуют 5-фторурацил, 5'-ио- до-2-дезоксиуриднн, б-тиогуанин, б-меркаптопурин„ б-азауридин и арабинозилцнтозин. Аллопуринол †анал пурнна †весь эффективен при лечении подагры. Пурнновые и пиримидиновые основания, входящие в состав нуклеотндов, представляют собой замещенные производные пурина н пнримидина (рнс. 34.1). Положения атомов в ароматическом кольце пронумерованы в соответствии с принятой номенклатурой. Обратите внимание на то, что нумерация в пуриновом и пиримиднновом кольцах ведется в противоположных направлениях, при этом атом углерода под номером 5 в обеих молекулах находится в одном и том же положении.
Сопряжение кэлсктронных облаков обусловливает плоскую структуру пуриновых н пиримидиновых оснований. Значение этого явления обсуждается в гл. 37. Главные пнримидиновые основания и у прокариот, и у эукариот — это цвтозин, тамии и увацал н н С с Фа с» ъ ~~ь й~ " 5СН 1 ~~ 'СН НС', с НСа асН ~„г~~ г ~~1 н н Рнс. 34 1. Структура пурина и пиримидина.
Атомы пронумерованы согласно международной системе. Глава 34 мн, мн, мн, сн,он сн, н Цитозин 12-окси-4-зминопиримидмн) 6-Гидрокс и метил цитозин 6-Метипцмтозин 0 0 сн, НМ Н О Н тимин 12,4-дно кои-в- матнппиримидин) Урацмп 12,4-диоксипирмммдин) 0 М М)Н1 Таутомерия Аденмн (6-зминопурин) Гувнмн 12-амико-6-оксипурмн) О СН, ! Н Н Ксвнтмн 12,6.диоксииурин) Гипоксвнтмн 16 оксипурмн) Рис. 34.2. Три главных пиримидиновых основания, входящие в состав нуклеотидов.
(рнс. 34.2). Из пуриновых оснований чаще всего встречаются аденнн и гуанвн. Два других — ксаитяи и гипокеантин — являются интермедиатами в процессах их метаболизма (рнс. 34.3). У человека в роли конечного продукта катаболизма пуринов выступает окисленное пуриновое основание — мочевая кислота (гл. 35).
Помимо пяти названных выше главных оснований известны и менее широко представленные минорные основания. Некоторые из них присутствуют только в нуклеиновых кислотах бактерий и вирусов, но многие также найдены в составе про- и эукарнотических ДНК и транспортных РНК. Так, и бакте- Рис. 34.3. Главные пуриновые основания, входящие в со- став нуклеотидов. о~" и о м н н Рис. 34.4. Структура двух необычных природных пирими- диновых оснований.
риальная ДНК, и ДНК человека содержат значительные количества 5-метилцитозина; в бактериофагах обнаружен 5-гидроксиметилцитозин (рис. 34.4). Необычные основания выявлены в матричной РНК— Х'-метиладенин, Х', У-диметиладенин и Хт-метнлгуанин (рис. 34.5). У бактерий также обнаружен модифицированный урацил с присоединенной по Х;положению (а-амино, и-карбокси)- пропильной группой. Функции этих замешенных пуринов и пиримидинов до конца не выяснены. В клетках растений выявлена серия пуриновых оснований с метильными заместителями (рис.
34.б). Многие из них фармакологически активны. В качестве примера можно привести кофейные зерна, содержащие кофеин (1, 3, 7-триметилксантин), чайный лист, содержащий теофиллин (1, 3-диметилксантин), и какао-бобы, в состав которых входит теобромин (3, 7-диметилксантнн). Биологические свойства этих веществ описаны в гл. 35 при обсуждении метаболизма циклических нуклеотидов. ФИЗИКО«ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПУРИНОВЫХ И ПИРИМИДИНОВЫХ ОСНОВАНИЙ Благодаря феномену кето-енольной таутомерии нуклеотиды могут существовать либо в лактимной, либо в лактамной формах (рис.
34.7), причем в физиологических условиях лактамная форма превалирует у гуанина и тимина. Важность этого обстоятельства станет ясна при обсуждении процессов спаривания оснований и мутагенеза в гл. 38 н 40. нс сн М М;Мз- Диметмпвденин М'- Метипгуенмн Рис. 34.5. Структуры двух необычных природных пуриновых оснований. Оуклеотлиды О СН, ! н,с М сн нс М Таофиллин (1,3-диметилкеантин) сн О СНз сн мн « О Растворимость Цитозин (пактам) Цитозин (лактим) НО Тимин (лактам) Тимин (лактим) МН Мнт НМ Аданин (пактам) Аданин (лактим) Гуанин (лактим) Гуанин !пактам) КоФеин (1,3,7-триматил ксан тин) О М М НМ Теобромин (3,7-диметилкеантин) О М М ( Рае.
34.6. Структура некоторых метилксантинов, часто встречающихся в пищевых продуктах. При нейтральном рН наименьшей растворимостью обладает гуанин. Следующим в этом ряду стоит ксантин. Мочевая кислота в форме уратов сравнительно неплохо растворяется при нейтральном рН, но очень плохо растворима в жидкостях с более низкими значениями рН, таких, как моча. Гуанин в моче человека в норме отсутствует, а ксантин и мочевая кислота являются ее обычными компонентами.
Последние два пурина часто входят в состав камней мочевого тракта. НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ Свободные основания значительно менее распространены в природе, чем соответствующие нуклеозиды и нуклеотиды. Молекулы иуклевзидов (рис. 34.8) построены из пуринового или пнримидинового основания, к которому )3-связью присоединен угйевод (обычно Р-рибоза или 2-дезоксирибоза) в Х, или Х,- положении соответственно. Таким образом, адениновый рибонуклеозид (адеиозии) состоит из аденина и Р-рибозы, присоединенной в положении М„гуанозвн — из гуанина и Р-рибозы в положении М,; цитидии — нз цнтознна и рибозы в положении Х„. уридии — из урацила и рибозы в положении Х,.
В состав 2'-дезоксирибонуклеозидов входят пури- новые нли пиримидиновые основания и 2'- дезоксирибоза, присоединенная по тем же атомам Х, и Х, Присоединение рибозы или 2'-дезоксирибозы к кольцевой структуре основания происходит за счет относительно кнслотолабильной Х-гликозидной связи. Теоретическиостатоксахара ипуриновое(илн пиримндиновое) основание способны свободно вращаться вокруг оси гликозидной связи, однако в действительности существуют стерические препятствия этому. Конформация аюни значительно более предпочтительна для природных нуклеозидов нежели сил (рис.
34.9). Подробное объяснение этому феномену вы найдете в гл. 37. Здесь мы скажем лишь о том, что форма анти является необходимым условием для комплементацни пуриновых и пиримиднновых оснований в двухцепочечной молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты В-формы. (Поскольку Р- рибоза изображена в общепринятом виде на большинстве рисунков этой н других глав, пуриновые и пиримиднновые нуклеозиды и нуклеотиды показаны в менее предпочтительной сии-конформации.) О Он сн сн О ОН > "3. ) НМ М М Н,М М М н н Рис. 34.7. Структура таутомеров питозина.
тимина. адени- на и гуанина с указанием преобладаюп(их форм. н,н но но но Рве. 34.8. Структура рибонуклеоэндов. кн, но Антм- Смн он он он он Рис. 34.9. Структура син- и анти-конфигураций аденозина. мн, нн, Рис. 34Л6. Структура адениловой кислоты (АМР) (слева) и 2-дезоксиадениловой кислоты (оАМР) (слрава). он он Аввноэин *-ог' о он он Цмтмдмн он он Гуанозмн он он Уридин О О '-О,Р ОН Н Рае.
34Л1. Структура урнднловой кислоты (1)МР) (слева) н тнмнднловой кислоты (ТМР) (справа). нн1 нн ~О ОР НО Номенклатура нуклеозидов и нуклеотидов О Он Нуклеотиды — это производные нуклеозидов, фосфорилированные по одной или более гидроксильным группам остатка рибозы (или дезоксирибозы) (рис. 34.10). Так, аденозинмонофосфат (АМР или аденилат) построен из аденина, рибозы и фосфата. 2'- Дезокснаденозинмонофосфат ИАМР или дезоксиаденилат) представляет собой молекулу, состоящую из аденина, 2'-дезоксирибозы и фосфата. Обычно к урацилу присоединена рибоза, к тимину— 2'-дезоксирибоза.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
