De adenine Het is een stikstofhoudende base van het purine-type, gevonden in ribonucleïnezuur (RNA) en deoxyribonucleïnezuur (DNA) zuren van levende organismen en virussen. Enkele van de functies van deze biopolymeren (RNA en DNA) zijn de opslag, replicatie, recombinatie en overdracht van genetische informatie.
Om nucleïnezuren te vormen, vormt eerst het stikstofatoom 9 van adenine een glycosidebinding met de eerste koolstof 1 (C1 ') van ribose (van RNA) of 2'-deoxyribose (van DNA). Op deze manier vormt adenine het nucleoside adenosine of adenosine.
Ten tweede vormt de hydroxylgroep (-OH) van de 5'-koolstof van de suiker (ribose of 2'-deoxyribose), van adenosine, een esterbinding met een fosfaatgroep..
In levende cellen kan het, afhankelijk van het aantal aanwezige fosfaatgroepen, adenosine-5'-monofosfaat (AMP), adenosine-5'-difosfaat (ADP) en adenosine-5'-trifosfaat (ATP) zijn. Er bestaan ook equivalenten die 2'-deoxyribose bezitten. Bijvoorbeeld deoxyadenosine-5'-monofosfaat (dAMP), enz..
Artikel index
Adenine, 6-aminopurine genaamd, heeft de empirische formule C5H.5N5, en heeft een molecuulgewicht van 135,13 g / mol, gezuiverd als een bleekgele vaste stof, met een kookpunt van 360 ° C..
Het molecuul heeft een chemische structuur met een dubbele ring met geconjugeerde dubbele bindingen, wat de fusie is van een pyrimidine met een imidazoolgroep. Hierdoor is adenine een plat heterocyclisch molecuul..
Het heeft een relatieve oplosbaarheid van 0,10 g / ml (bij 25 ºC), in zure en basische waterige oplossingen, met een pKa van 4,15 (bij 25 ºC).
Om dezelfde reden kan het worden gedetecteerd door absorptie bij 263 nm (met een absorptiecoëfficiënt van E1,2 mM = 13,2 miljoen-1.cm-1 in 1,0 M HCl), gebied van het elektromagnetische spectrum dat overeenkomt met bijna ultraviolet.
De biosynthese van purinenucleotiden is bij praktisch alle levende wezens identiek. Het begint met de overdracht van een aminogroep van glutamine naar het substraat 5-fosforibosyl-1-pyrofosfaat (PRPP) en produceert 5-fosforibosylamine (PRA).
Dit is een reactie die wordt gekatalyseerd door glutamine-PRPP-transferase, een sleutelenzym bij de regulatie van deze metabole route..
Na opeenvolgende toevoegingen van de aminozuren glutamine, glycine, methenylfolaat, aspartaat, N10-formylfolaat naar PRA, inclusief condensaties en ringsluiting, wordt geproduceerd inosine-5'-monofosfaat (IMP), waarvan de heterocyclische eenheid hypoxanthine (6-oxypurine) is.
Deze toevoegingen worden aangedreven door de hydrolyse van ATP tot ADP en anorganisch fosfaat (Pi). Vervolgens wordt een aminogroep uit aspartaat aan het IMP toegevoegd, in een reactie gekoppeld aan de hydrolyse van guanosine-trifosfaat (GTP), om uiteindelijk AMP te genereren..
De laatste oefent controle uit over deze biosynthetische route door middel van negatieve feedback en werkt in op de enzymen die de vorming van PRA en de modificatie van IMP katalyseren..
Net als bij de afbraak van andere nucleotiden, doorloopt de stikstofbase van adenosinenucleotiden een proces dat 'recycling' wordt genoemd..
Recycling bestaat uit de overdracht van een fosfaatgroep van PRPP naar adenine, en vormt AMP en pyrofosfaat (PPi). Het is een enkele stap die wordt gekatalyseerd door het enzym adeninefosforibosyltransferase.
Adenine maakt deel uit van verschillende belangrijke moleculen in het oxidatieve metabolisme, die de volgende zijn:
Tijdens oxidatieve metabolisme, NAD+ het functioneert als een elektronenacceptorsubstraat (hydride-ionen) en vormt NADH. Terwijl FAD een cofactor is die elektronen accepteert en FADH wordttwee.
Aan de andere kant vormt adenine nicotinamide adenine dinucleotide fosfaat (NADP+/ NADPH), dat betrokken is bij het verminderen van het metabolisme. NADPH is bijvoorbeeld een elektronendonorsubstraat tijdens de biosynthese van lipiden en deoxyribonucleotiden..
Adenine maakt deel uit van de vitamines. Niacine is bijvoorbeeld de voorloper van NAD+ en NADP+ en riboflavine is de voorloper van FAD.
Adenine maakt deel uit van S-adenosylmethionine (SAM), een methylradicaaldonor (-CH3) en neemt deel aan de methylering van adenine- en cytosineresiduen in prokaryoten en eukaryoten.
In prokaryoten biedt methylering zijn eigen DNA-herkenningssysteem, waardoor het DNA wordt beschermd tegen zijn eigen beperkende enzymen..
In eukaryoten bepaalt methylering de genexpressie; dat wil zeggen, het stelt vast welke genen tot expressie moeten worden gebracht en welke niet. Bovendien kunnen adeninemethyleringen reparatieplaatsen markeren voor beschadigd DNA..
Veel eiwitten die aan DNA binden, zoals transcriptiefactoren, hebben aminozuurresiduen glutamine en asparagine die waterstofbruggen vormen met het N-atoom.7 van adenine.
Adenine maakt deel uit van ATP, een hoogenergetisch molecuul; dat wil zeggen, de hydrolyse is exergonisch en de vrije energie van Gibbs heeft een hoge en negatieve waarde (-7,0 Kcal / mol). In cellen neemt ATP deel aan veel reacties die energie vereisen, zoals:
- Stimuleer enzymgekatalyseerde endergonische chemische reacties die betrokken zijn bij intermediair metabolisme en anabolisme, door de vorming van hoogenergetische tussenproducten of gekoppelde reacties.
- Bevorder de biosynthese van eiwitten in ribosomen door de verestering van aminozuren met hun overeenkomstige transfer-RNA (tRNA) mogelijk te maken om aminoacyl-tRNA te vormen.
- Verhoog de beweging van chemicaliën door celmembranen. Er zijn vier soorten transporteiwitten: P, F, V en ABC. De P-, F- en V-typen dragen ionen en het ABC-type draagt substraten. Bijvoorbeeld Na ATPase+/ K+, klasse P, je hebt een ATP nodig om twee K in de cel te pompen+ en uit drie Na+.
- Verhoog de spiercontractie. Levert de energie die ervoor zorgt dat actinefilament over myosine glijdt.
- Boost nucleair transport. Wanneer de bèta-subeenheid van de heterodimere receptor aan ATP bindt, interageert deze met componenten van het nucleaire poriëncomplex.
Adenosine dient als een ligand voor receptoreiwitten die aanwezig zijn in neuronen en cellen van het darmepitheel, waar het werkt als een extracellulaire of neuromodulerende boodschapper wanneer er veranderingen optreden in het cellulaire energiemetabolisme.
Adenine is aanwezig in krachtige antivirale middelen zoals arabinosiladenine (araA), dat wordt geproduceerd door sommige micro-organismen. Bovendien is het aanwezig in puromycine, een antibioticum dat de biosynthese van eiwitten remt en wordt geproduceerd door micro-organismen van het geslacht Streptomyces.
In AMP dient het als een substraat voor reacties die de tweede boodschapper cyclisch AMP (cAMP) genereren. Deze verbinding, geproduceerd door het enzym adenylaatcyclase, is essentieel in een groot deel van de intracellulaire signaalcascades, noodzakelijk voor celproliferatie en overleving, evenals voor ontsteking en celdood..
Sulfaat is in zijn vrije toestand niet reactief. Zodra het de cel binnenkomt, wordt het adenosine-5'-fosfosulfaat (APS) en vervolgens 3'-fosfoadenosine-5'-fosfosulfaat (PAPS). Bij zoogdieren is PAPS de donor van sulfaatgroepen en vormt het organische sulfaatesters zoals die van heparine en chondroïtine..
Bij de biosynthese van cysteïne dient S-adenosylmethionine (SAM) als een voorloper voor de synthese van S-adenosylhomocysteïne, dat in verschillende stappen, gekatalyseerd door enzymen, wordt omgezet in cysteïne..
Experimenteel is aangetoond dat het behouden van waterstofcyanide (HCN) en ammoniak (NH3), onder laboratoriumomstandigheden vergelijkbaar met die op de vroege aarde, wordt adenine geproduceerd in het resulterende mengsel. Dit gebeurt zonder dat er een levende cel of celmateriaal aanwezig hoeft te zijn..
Prebiotische omstandigheden omvatten de afwezigheid van vrije moleculaire zuurstof, een sterk reducerende atmosfeer, intense ultraviolette straling, grote elektrische bogen zoals die worden gegenereerd bij stormen en hoge temperaturen. Dit veronderstelt dat adenine de belangrijkste en meest voorkomende stikstofbase was die tijdens de prebiotische chemie werd gevormd..
De synthese van adenine zou dus een belangrijke stap zijn die de oorsprong van de eerste cellen mogelijk zou maken. Deze moesten een membraan hebben dat een gesloten compartiment vormde, waarin de moleculen zouden worden gevonden die nodig waren om de eerste biologische polymeren te bouwen die nodig waren voor zelfbestendigheid..
Adenine is, samen met andere organische en anorganische chemische verbindingen, een essentieel ingrediënt in het recept dat in alle biochemie-, genetica-, moleculaire biologie- en microbiologielaboratoria ter wereld wordt gebruikt om in de loop van de tijd levensvatbare cellen te laten groeien..
Dit komt omdat wilde normale celvariëteiten beschikbare adenine uit de omgeving kunnen detecteren en vangen en het kunnen gebruiken om hun eigen adenine-nucleosiden te synthetiseren..
Dit is een vorm van celoverleving, waarbij interne bronnen worden bespaard door meer complexe biologische moleculen te synthetiseren uit eenvoudige voorlopers die van buitenaf zijn genomen..
In experimentele modellen van chronische nierziekte hebben muizen een mutatie in het adeninefosforibosyltransferasegen dat een inactief enzym produceert. Deze muizen krijgen in de handel verkrijgbare oplossingen die adenine, natriumcitraat en glucose bevatten, intraveneus, om hun snelle herstel te bevorderen..
Deze behandeling is gebaseerd op het feit dat PRPP, de initiële metaboliet voor purinebiosynthese, wordt gesynthetiseerd uit ribose-5-fosfaat via de pentosefosfaatroute, waarvan de uitgangsmetaboliet glucose-6-fosfaat is. Veel van deze oplossingen zijn echter niet goedgekeurd door internationale regelgevende instanties voor menselijk gebruik..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.