Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_2 (1123307), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Поэтому тимидиловая кислота (ТМР) состоит из тимина, 2'-дезоксирибозы и фосфата. а в состав уридиловой кислоты (1)МР) входят урацил, рибоза и фосфат (рис. 34.11). ДНК представляет собой полимер тимидиловой, 2'- дезоксицитидиловой, 2'-дезоксиадениловой и 2'- дезоксигуаниловой кислот. РНК образуется в результате сополимеризации уридиловой, цитидиловой, адениловой и гуаниловой кислот. Кроме вышеперечисленных форм нуклеотидов обнаружены и нуклеотиды необычной структуры. Так, в молекуле тРНК выявлен нуклеотид, в котором рибоза присоединяется к урацилу в пятом положении, т.е.
не азот-углеродной связью, а углеродуглеродной. Продукт этого необычного присоединения назван псевдоуридином (у). Молекулы тРНК содержат и другую необычную нуклеотидную структуру--.тимин, соединенный с рибозомонофосфатом. Этот нуклеотид образуется уже после синтеза молекулы тРНК пугем метилирования остатка $)МР $-аденозилметионином (см. ниже). Псевдоуридиловая кислота (Ч~МР) тоже образуется в результате перегруппировки 1)МР после синтеза тРНК.
Положение фосфатной группы в молекуле нуклеотида указывается цифрой. Например„аденозин с фосфатной группой, присоединенной к 3-му углероду рибозы, должен быть обозначен как 3'- монофосфат. Штрих после цифры ставят для того, чтобы отличить номер углерода в пуриновом или пиримидиновом основании от положения этого атома в остатке (дезокси)рибозы. При нумерации атомов углерода основания штрих не ставится. Нуклеотнд 2-дезокснаденозин с фосфатным остатком при углероде-5 молекулы сахара обозначается как 2'- дезоксиаденозин-5'-монофосфат (рис.
34.12). Нуклеозиды, содержащие аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил, принято обозначать буквами А, О, С, Т и 1) соответственно. Наличие буквы Й перед сокращением обозначает, что углеводным компонентом нуклеозида является 2'-дезоксирибоза. Гуанозин, содержащий 2'-дезоксирибозу, может быть обозначен с(О (дезокситуанозин), а соответствующий ему монофосфат с фосфатной группой, присоединенной к третьему атому углерода дезоксирибозы,— дб-3'-МР.
Как правило, в тех случаях, когда фосфат присоединен к углероду-5 рибозы или дезоксирибозы, символ 5' опускается. Так, гуанозин 5'- монофосфат принято обозначать ОМР, а 5'- монофосфат 2'-дезокситуанозина сокращают как с(ОМР. Если к углеводному остатку нуклеозида присоединены 2 илн 3 остатка фосфорной кислоты, Рис; 34Л2. Структура аденознн-3'-монофосфата(слева) н 2'- дезокснаденознн-5'-монофосфата (справа). Глава 34 АТР р Аданилат- циклаза ! 1ЧН О О- О ОУ НО- Р-О-Р-О-Р в $ з О О О НО ОН О— О-Р=О Аавнозин-б'-аифосфзт 1АДР1 "~-О Аденозин-б'-трифосфзт ! АТР1 ОН Циклический 3;бсАМР Н,О Производные аденозииа АМР-Р-Р (АТР) АТР ВО,' АОР Аавнозин-б'-монофосфзт 1АМР1 Рис.
34ЛЗ. Структура АТР и соответствующих ди- и моно- фосфатной форм. используются аббревиатуры ОР (дифосфат) и ТР (трифосфат), Таким образом, аденозин + трифосфат с тремя фосфатными группами в 5'-положении углевода будет обозначаться АТР. Структура АТР, а также соответствующих ди- и монофосфатов изображена на рис. 34.13. Поскольку в молекулах нуклеотидов фосфаты находятся в виде ангидрццов фосфорной кислоты, т.е. в состоянии с низкой энтропией, их называют макроэргами (обладающими большим запасом потенциальной энергии).
При гидро- лизе 1 моля АТР до АРР высвобождается около 7 кКал потенциальной энергии, ПРИРОДНЫЕ НУКЛЕОТИДЫ Свободные нуклеотиды также выполняют важные функции в различных тканях организма (см. ниже). АВР и АТР являются субстратом и продуктом окислительного фосфорилирования (гл. 3). АТР выполняет функцию основного внутриклеточного переносчика свободной энергии (гл. 11). Концентрация наиболее распространенного свободного нуклеотида в клетках млекопитающих — АТР— составляет около 1 ммоль/л. Циклический АМР (3', 5'-аденозиимоиофосфат, сАМР) — медиатор различных внеклеточных сигналов в клетках животных — образуется из АТР в результате реакции, катализируемой аденилатцвклазой (рис.
34.14). Активность аденилатциклазы регулируется комплексом взаимодействий, многие из которых инициируются через рецепторы гормонов (гл. 43). Внутриклеточная концентрация сАМР (около 1 мкмоль/л) на 3 порядка ниже концентрации Рис. 34Л4. Образование сАМР из АТР и гидролиз сАМР фосфодизстсразой.
АТР. Гидролиз сАМР до 5'-АМР катализирует сАМР-фосфодизстераз» (рис. 34.14). Включение остатка сульфата при образовании таких соединений, как сульфатированные протеогликаны (гл. 42), требует его предварительной активации (рис. 34.15). Сульфат активируется в реакции с АТР, образуя адеиозин-3'-фосфат- 5'-фосфосульфат. Активированный сульфат необходим также как субстрат реакции образования сульфатных конъюгатов. Б-Адевозилметионии (рис. 34Лб) представляет собой «активную» форму метионина. Б-аденозилметионин выполняет функцию донора метиль- ф Аленин - Рибоза — (Р)-О -80,' Рис. 34Л5. Образование аденозин-Э'-фосфат-5'-фос- фосулъфата.
Нуклеоишды сооСНз СН СН, СН,8- нн, но он Мвтиоиин Алеиозии Производные гувнозина Производные урацила н"з О О— О- Р=О ОН Рис. 34.16. Б-Аденозилметионин. ной группы во многих реакциях метилирования и, кроме того, является источником пропиламина для синтеза полнамннов. Нуклеотиды этого типа, в частности гуанозиндифосфат и гуанозинтрифосфат, участвуют в нескольких, требующих энергии, биохимических процессах, где они выступают функциональными аналогами АРР и АТР. Например, окисление а-кетоглутаровой кислоты до сукцинил-СоА в цикле трикарбоновых кислот сопровождается фосфорилированием ОРР до ОТР.
(3ТР необходим для активации аденилатциклазы некоторыми гормонами; он выполняет функции как аллосгерического регулятора, так и источника энергии в процессе синтеза белка на полирибосомах. Таким образом, 13ТР играет важную роль в поддержании внутриклеточного энергетического баланса. Циклический СМР (3', 5'-гуанозинмонофосфат, сОМР) (рис.
34.17) служит внутриклеточным проводником внеклеточных сигналов. В некоторых случаях сОМР выступает в роли антагониста сАМР. сС МР образуется из СТР под действием гуаиилатциклазы — фермента, имеющего много общего с аденилатциклазой. Гуанилатциклаза, как и аденилатцнклаза, регулируется различными эффекторами, Рис. 34Л7. Циклический 3'5'-гуанозинмонофосфат (сОМР). в том числе и гормонами. Как и сАМР, с(3МР гидро- лизуется фосфодиэстеразой до соответствующего 5'- монофосфата.
Производные гипоксантина Гипоксантиновый рибонуклеотид, обычно называемый инозиновой кислотой (1МР или инозинат в солевой форме),— представляет собой предшественник всех пуриновых рибонуклеотидов, сннтезируемых де пото. Инозинат может образовываться в реакции дезаминирования АМР. Эта реакция происходит главным образом в мышечной ткани и является частью цикла пурнновых нуклеотндов.
Функционирование этой части цикла приводит в конечном итоге к образованию аммиака за счет аспартата (рис. 34.18). При удалении фосфатной группы из 1МР образуется нуклеозидное производное инозина (гипоксантинрибозид) — промежуточное соединение цикла «реутилизацни» пуринов (гл. 35). Инозиндифосфат (1ОР) и инозннтрифосфат (1ТР) представляют собой аналоги АВР и АТР, у которых в качестве пуринового нуклеознда выступает инозин; они иногда принимают участие в реакциях фосфорилирования.
Производные урациловых нуклеотидов участвуют в качестве коферментов в реакциях метаболизма гексоз н полимернзацни углеводов, в частности при биосинтезе крахмала и олигосахаридных фрагментов гликопротеинов и протеогликанов (гл. 54). Субстратами в этих реакциях являются уриднндифосфатсахара. Например, уридиндифосфаттлюкоза (ШЭРС1с) служит предшественником гликогена. Другой кофермент- — уридинднфооратглюкуроновая кислота (СРРО1с1)А) — выполняет функцию «активного» глюкуронида в реакциях конъюгирования, например при образовании глюкуронида билирубина (гл.
33). Урацил участвует в образовании макроэргических фосфатных соединений, аналогичных АТР, Рис. 34.18. Цикл нуриноных нуклеотндов. Производные цитозииа ни НО О В-фторураиип НО В-Иодо-2'-дезокпиуридин ВН ВН дденин 6-тиогуенин В-Мернаптопурин О н О-Р-О 1 О О и"о о и' О.авиа Кофермент Метионин " Н Аминокислота Н Н О Н 1 О Нй Р~У" РО1 11 Н 2 Н 2 Н 2 РО,' 2 Н Н Н РО,' Н Н Нее НО ОН 6.Ааеуридин 8-Азагуании " Замещает фосфвтиую группу в К вЂ” произвопиое витамина В ОТР, 1ТР. Уридннтрифосфат (1)ТР) используется, например, в реакпии превращения галактозы в глюкозу; при этом образуются 1ЛЭРО1с и Ш)РОа1.
Кроме того, 11ТР служит одним из мономерных предшественников РНК. Цитидин (цитозинрибозид) может формировать высокоэнергетические фосфатные соединения— цитидиндифосфат (СРР) и цитидинтрифосфат (СТР). Последний выступает также в роли предшественника при включении СМР в состав нуклеиновых кислот. СТР необходим для биосинтеза некоторых фосфоглицеридов в тканях животных.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
