EN nukleosid består alltid av en nukleobase som er knyttet til monosakkarid ribose eller deoksyribose via en N-glykosidbinding. Alle de 5 nukleiske basene - byggesteinene til DNA- og RNA-dobbelt- og enkelthelixene - kan konverteres enzymatisk til nukleosider. Noen glykosider har en fysiologisk betydning som adenosin, som danner den grunnleggende byggesteinen for ADP og ATP i energimetabolismen til celler.
Hva er nukleosider?
Doble helikser av DNA og enkeltheliketter av RNA er dannet fra sekvenser av bare fem forskjellige nukleobaser i form av nukleotider.
Alle fem nukleobaser, hvorav adenin og guanin er basert på den fem- og seks-leddet ringen til purin og cytosin, tymin og uracil på den aromatiske seks-leddet ringen til pyrimidin, kan kombineres med monosakkarid ribose eller deoksyribose N-glykosidisk. Hydroksylgruppen (-OH) på C-atom 1 i pentosen reagerer med aminogruppen (-NH2) i den nukleiske base, og danner og splitter av et H2O-molekyl. Når en ribose- eller deoksyriboserest er festet, blir adenin til adenosin eller deoxyadenosin.
Tilsvarende omdannes purinbasen guanin også til guanosin eller deoksyguanosin. De tre purinbasene tymin, cytosin og uracil blir omdannet til tymidin, cytidin og uridin ved tilsetning av riboserestene eller får prefikset "deoksy-" hvis sukkerresten består av deoksyribose. I tillegg er det et stort antall modifiserte nukleosider, hvorav noen spiller en rolle i overførings-DNA (tDNA) og i ribosomalt RNA (rRNA).
Kunstig produserte, modifiserte nukleosider, såkalte nukleosidanaloger, virker f.eks. T. som antivirale midler og brukes spesifikt for å bekjempe retrovirus. Noen nukleosidanaloger har en cytostatisk effekt, så de brukes til å bekjempe visse kreftceller.
Funksjon, effekt og oppgaver
En av de viktigste funksjonene til de fem grunnleggende nukleosidene er å bli omdannet til nukleotider med tilsetning av en fosfatgruppe til pentosen og for å danne byggesteinene til DNA og RNA som nukleotider.
Noen nukleosider påtar seg også oppgaver i katalyse av visse metabolske prosesser i modifisert form. For eksempel fungerer det såkalte “aktive metioninet” (S-adenosylmetionin) som en donor av metylgrupper. I noen tilfeller fungerer nukleosider også i sin nukleotidform som byggesteiner til gruppeoverførende koenzym. Eksempler på dette er riboflavin (vitamin B2), som fungerer som en forløper for mange koenzymer og dermed spiller en sentral rolle i mange metabolske prosesser.
I energiforsyningen til cellene spiller adenosin en veldig viktig rolle som adenindifosfat (ADP) og som adenosintrifosfat (ATP). ATP kan beskrives som en universal energibærer og fungerer også som fosfatdonor i et stort antall metabolske prosesser som involverer fosforylering. Guanosin trifosfat (GTP) er energibæreren i den såkalte citratsyklusen i mitokondriene. Nukleotider er også en del av koenzym A og vitamin B12.
Nukleosidene uridin og cytidin brukes i kombinasjon som medisiner for behandling av nervebetennelse og muskelsykdommer. For eksempel brukes midlet mot nerverotbetennelse i ryggraden og i lumbago. Modifiserte nukleosider, såkalte nukleosidanaloger, viser z. T. virostatiske effekter mot retrovirus. De brukes i medikamenter som brukes mot z. B. mot herpes simplex-virus og mot HI-virus. Andre nukleosidanaloger med cytostatisk effekt spiller en rolle i kampen mot kreft.
Utdanning, forekomst, egenskaper og optimale verdier
Nukleosider består utelukkende av karbon, hydrogen, oksygen og nitrogen. Alle stoffene er rikelig praktisk talt overalt på jorden. Sporelementer og sjeldne mineraler er ikke nødvendig for konstruksjon av nukleosider. Imidlertid syntetiserer ikke kroppen nukleosider fra bunnen av fordi syntesen er kompleks og energikrevende.
Menneskekroppen går derfor motsatt vei, den henter hovedsakelig nukleosider fra nedbrytningsprosesser i den mellomliggende purin- og pyrimidinmetabolismen (bergingsvei). Nukleosider deltar i et stort antall enzymatisk-katalytiske metabolske prosesser i deres rene form eller i fosforylerte former som nukleotider. Spesielt bemerkelsesverdig er adenosins funksjon i form av ATP og ADP i den såkalte respirasjonskjeden. Nukleotid guanintrifosfat spiller en avgjørende rolle i den såkalte citrat-syklusen.
I løpet av sykluser foregår prosesser innenfor mitokondriene i cellene. Siden nukleosider nesten alltid er til stede i bundet form eller som funksjonelle bærere i praktisk talt alle kroppsceller i store mengder, er det ingen generell grense eller veiledningsverdi for en optimal konsentrasjon. Å bestemme konsentrasjonen av visse nukleosider eller nukleotider i blodplasmaet kan være nyttig for diagnose og differensialdiagnose.
Sykdommer og lidelser
Nukleosider er en aktiv del av mange metabolske prosesser, og deres funksjoner kan bare sjelden sees isolert. Forstyrrelser handler vanligvis om komplekse enzymatisk-katalytiske prosesser som blir avbrutt eller hemmet på visse punkter og fører til tilsvarende symptomer.
Sykdommer som forårsaker metabolske avvik i nukleosidene, påvirker vanligvis også purin- eller pyrimidinmetabolismen, fordi de fem grunnleggende nukleosidene enten har et purin eller et pyrimidin-skjelett. En kjent forstyrrelse i purinmetabolismen er forårsaket av det velkjente Lesch-Nyhan-syndromet, en arvelig sykdom som forårsaker en mangel på hypoksantin-guanin-fosforibosyltransferase (HGPRT). Mangelen på enzymer forhindrer resirkulering av visse nukleobaser, slik at det er en kumulativ ansamling av hypoksantin og guanin.
Dette utløser igjen hyperurisemi, et forhøyet urinsyrenivå, som fører til urinsyregikt. Det økte urinsyrenivået fører til avsetninger i ledd og seneskjeder, noe som kan utløse smertefulle symptomer. En veldig sjelden arvelig sykdom manifesterer seg i adenylosuccinat lyasemangel, noe som fører til problemer i purinmetabolismen. Sykdommen fører til muskel rykninger og forsinket, alvorlig utvikling av barnet.
