Guanina -egenskaper, struktur, träning och funktioner

De Guanina Det är en kvävebas som tjänar för biosyntes av 5'-monofosfatguanilatet. Båda ämnena är en del av RNA och DNA, som lagrar cellernas genetiska information.

Ribonukleinsyra (RNA) och deoxyribonukleinsyra (DNA) bildas av nukleotider, som utgörs av en kvävebas fäst vid en socker och en fosfatgrupp.

Källa: Neurotoger [Public Domain]

Guanin, förutom att vara en del av nukleinsyror, i deras monofosfat, difosfat och tre -faser nukleosider (GMP, BNP och GTP) deltar i processer såsom energimetabolism, översättning av intracellulär signal, fysiologi för fotoreceptorer och fusion av vesiklar.

[TOC]

Kemisk struktur

Den kemiska strukturen för guanin (2-amino-6-hydroxipurin) är en heterocyklisk purinring, som består av ett två-ringar system förenat: en ring är pyrimidin och den andra ringen är imidazol.

Den heterocykliska ringen av guanin är platt och med några dubbla konjugatlänkar. Dessutom har den två tautomera former, keto- och enolformen, mellan grupperna C-1 och N-6.

Egenskaper

Guaninens egenskaper är följande:

- Guanin är ett apolärt ämne. Det är olösligt i vatten, men det är lösligt i koncentrerade lösningar av syror eller starka baser.

- Det kan isoleras som ett vitt fast ämne, med empirisk formel C₅H₅N₅Eller, och molekylvikt 151,3 g/mol.

- Egenskapen att absorbera ljus vid 260 nm av DNA beror delvis på guaninens kemiska struktur.

- I DNA bildar guanin tre vätebindningar. Carbonyl C-6-gruppen är en väteförbindelsecceptor, N-1-gruppen och C-2-aminogruppen är vätebindningsdonatorer.

Av denna anledning behövs mer energi för att bryta en koppling mellan en guanin och en cytosin än för en adenin med en timin, eftersom det senare vridmomentet är kopplat av endast två vätebroar.

Kan tjäna dig: elektrofores: foundation, teknik, vad är det för, exempel

- I cellen är det alltid en del av nukleinsyror eller som GMP, BNP och GTP, aldrig i sin fria form.

Biosyntes

Guaninmolekylen, som andra puriner, syntetiseras novo Från 5-fosforibosyl-1-pyrofosfat (PRPP), med enzymkatalyserade reaktioner.

Det första steget består i tillsats av en aminogrupp, från glutamin, till PRPP och bildar 5-fosforibosylamin (PRA).

Därefter, i en ordnad sekvens, inträffar tillsatsen av glycin, aspartat, glutamin, bildning och koldioxid till PRA. På detta sätt bildas en mellanliggande metabolit som kallas inosina 5'-monofosfat (IMP).

Under denna process används den fria energin för ATP-hydrolys (adenosin 5'-triffosfat), vilket producerar ADP (adenosin 5'-diafyfo) och PI (oorganiskt fosfat).

En oxidation av imponde på NAD⁺ (Nikotinamid och adenin dinukleotid), producerar xantin 5'-monofosfat (XMP). Den efterföljande tillsatsen av en aminogrupp till XMP producerar Guanilaato -molekylen.

Regleringen av biosyntesen av guanilaato utförs i början, när PRA bildas, och i slutändan, när oxidationen av impet inträffar. Reglering sker genom negativ feedback: En GMP -nukleotid hämmar enzymer i båda stegen.

Under den metaboliska nedbrytningen av nukleotider återvinns kväve baser. GMP bildas av hypoxantin-keepanin-enzymet fosforibosyltransferas och överför en fosribosylgrupp från PRPP till guaninen.

Fungera

Eftersom guaninen inte finns i sin fria form är dess funktioner associerade med GMP, BNP och GTP. Några av dem nämns nedan:

- 5'-Triffosphate (GTP) Guanosine fungerar som en gratis energibehållare. GTP-fosfatgamma-gruppen kan överföras till adenosin 5'-trifosfat (ADP), för att bilda ATP. Denna reaktion är reversibel och katalyseras av nukleosiddifosfatkinas.

Kan tjäna dig: Beta Galactosidase: Egenskaper, struktur, funktioner

- GMP är den mest stabila formen av nukleotiden som innehåller guanina. Genom hydrolys formar GMP GMP Cyclic (GMPC), som är en andra budbärare under intracellulär skyltning, i översättningsvägarna. Till exempel i fooreceptor och kemiorreceptorceller med lukt.

- GMPC deltar i avslappningen av blodkärlen i den glatta muskeln, under biosyntesen av kväveoxid i endotelcellerna.

- GTP Gamma -fosfathydrolys fungerar som en fri energikälla för proteinbiosyntes i ribosomer.

- Helicase -enzymer behöver den fria energin från GTP -hydrolys för att separera den dubbla DNA -propellen under replikationen och transkriptionen av DNA.

- I hippocampus -neuroner regleras verkan av spänningsberoende natriumkanaler av GTP -hydrolys till BNP.

Relaterade sjukdomar

Höga nivåer av blod och urinsyra och urin har associerats med tre olika metaboliska defekter, som vi kommer att se nedan.

Lesch-nyhan-syndrom

Det kännetecknas av HPRT-brist (hypoxantin-guaddibosyltransferas), ett viktigt enzym för återvinning av hypoxantin och guanin. I det här fallet ökar det PRPP -nivåer och bildar inte IMP och GMP, två viktiga regulatorer av det initiala Purinsyntessteget. All denna gynnar biosyntes novo av purinerna.

PRPP -aktivitet förstärkt syntas

Detta ger en ökning av PRPP -nivåerna. Detta metabolit fungerar som en aktivator av gutamin-PrPP-amidotranferas, som är ansvarig för syntesen av 5-fosforibosyllamin, vilket ökar biosyntesen novo puriner.

Kan tjäna dig: sfingomyeline: vad är, struktur, funktioner, syntes

Von Gierke syndrom

Det är en sjukdom relaterad till glykogenlagringstyp I. Patienter som lider av detta syndrom har en defekt 6-fosfatasglukos. Detta ger en ökning av 6-fosfat glukosnivåer, som tjänar för syntesen av 5-fosfatribbor, via pentosfosfat.

5-fosfatribosen är startmetaboliten för PRPP-biosyntes. I likhet med de två tidigare fallen leder detta till en ökning av biosyntesen novo av purinerna.

Ökningen av urinsyran i blod och urin orsakar symtom som ofta är kända som gikt. När det gäller Lesch NYHAN -syndrom saknar patienter helt aktiviteten hos HPRP -enzymet, vilket leder till manifestation av andra symtom som inkluderar förlamning och mental retardering.

HPRP -genen finns på X -kromosomen. Därför påverkar mutationer i denna gen män. Det finns ingen behandling för att behandla neurologiska problem. Symtomen förknippade med ökningen av urinsyran behandlas med allopurinol.

Referenser

1. Dawson, r. et al. 1986. Data för biokemisk forskning. Clarendon Press, Oxford.
2. Horton, R; Moran, L; Scrimgeour, G; Perry, m. Och Rawn, D. 2008. Biokemi principer. Fjärde upplagan. Pearson Education.
3. Mathews, Van Holde, Ahern. 2001. Biokemi. Tredje upplagan.
4. Murray, R; Granner, D; Mayes, s. Och Rodwell, V. 2003. Harpers illustrerade biokemi. 26th upplagan. McGraw-Hill-företag.
5. Nelson, DL och Cox, M. 1994. Läcker. Biokemi principer. Fjärde upplagan. Ed omega.
6. Sigma-aldrish. 2019. Guaninkemikali. Word bred webbadress: Sigmaaldrich.com.