nucleosidi

UN nucleosidici è sempre costituito da una base nucleobase che è collegata al monosaccaride ribosio o desossiribosio tramite un legame N-glicosidico. Tutti e 5 i nucleosidi - i mattoni delle eliche doppie e singole del DNA e dell'RNA - possono essere convertiti enzimaticamente in nucleosidi. Alcuni glicosidi hanno un'importanza fisiologica come l'adenosina, che costituisce l'elemento fondamentale per l'ADP e l'ATP nel metabolismo energetico delle cellule.

Cosa sono i nucleosidi?

Le doppie eliche del DNA e le singole eliche dell'RNA sono formate da sequenze di sole cinque diverse basi azotate sotto forma di nucleotidi.

Tutte e cinque le basi azotate, di cui adenina e guanina sono basate sull'anello a cinque e sei membri di purina e citosina, timina e uracile sull'anello aromatico a sei membri della pirimidina, possono combinarsi con il monosaccaride ribosio o desossiribosio N-glicosidico. Il gruppo idrossile (-OH) sull'atomo C 1 del pentoso reagisce con il gruppo amminico (-NH2) della base nucleica per formare e scindere una molecola di H2O. Quando un residuo di ribosio o desossiribosio è attaccato, l'adenina si trasforma in adenosina o desossiadenosina.

Allo stesso modo, anche la guanina a base purinica viene convertita in guanosina o deossiguanosina. Le tre basi puriniche timina, citosina e uracile vengono trasformate in timidina, citidina e uridina mediante l'aggiunta del residuo di ribosio oppure hanno ciascuna il prefisso “deoxy-” se il residuo zuccherino aggiunto è costituito da desossiribosio. Esistono anche numerosi nucleosidi modificati, alcuni dei quali svolgono un ruolo nel trasferimento del DNA (tDNA) e dell'RNA ribosomiale (rRNA).

I nucleosidi prodotti artificialmente, modificati, i cosiddetti analoghi nucleosidici, agiscono z. T. come antivirali e sono usati specificamente per combattere i retrovirus. Alcuni analoghi nucleosidici hanno un effetto citostatico, quindi sono usati per combattere alcune cellule tumorali.

Funzione, effetto e compiti

Una delle funzioni più importanti dei cinque nucleosidi di base è quella di essere convertiti in nucleotidi con l'aggiunta di un gruppo fosfato al pentoso e di formare i mattoni del DNA e dell'RNA come nucleotidi.

Alcuni nucleosidi assumono anche compiti nella catalisi di alcuni processi metabolici in una forma modificata. Ad esempio, la cosiddetta "metionina attiva" (S-adenosil metionina) funge da donatore di gruppi metilici. In alcuni casi, i nucleosidi funzionano anche nella loro forma nucleotidica come elementi costitutivi dei coenzimi di trasferimento del gruppo. Ne sono un esempio la riboflavina (vitamina B2), che funge da precursore di molti coenzimi e quindi svolge un ruolo centrale in molti processi metabolici.

Nell'approvvigionamento energetico delle cellule, l'adenosina gioca un ruolo molto importante come adenina difosfato (ADP) e come adenosina trifosfato (ATP). L'ATP può essere descritto come un vettore energetico universale e funge anche da donatore di fosfato in un gran numero di processi metabolici che coinvolgono la fosforilazione. La guanosina trifosfato (GTP) è il vettore energetico nel cosiddetto ciclo del citrato nei mitocondri. Anche i nucleotidi fanno parte del coenzima A e della vitamina B12.

I nucleosidi uridina e citidina sono usati in combinazione come farmaci per il trattamento dell'infiammazione dei nervi e delle malattie muscolari. Ad esempio, l'agente viene utilizzato contro l'infiammazione delle radici nervose sulla colonna vertebrale e nella lombalgia. I nucleosidi modificati, i cosiddetti analoghi nucleosidici, mostrano z. T. effetti virostatici contro i retrovirus. Sono usati in farmaci che vengono usati contro z. B. contro il virus dell'herpes simplex e contro i virus HI. Altri analoghi nucleosidici con effetti citostatici svolgono un ruolo nella lotta contro il cancro.

Istruzione, occorrenza, proprietà e valori ottimali

I nucleosidi sono composti esclusivamente da carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. Tutte le sostanze sono abbondanti praticamente ovunque sulla terra. Gli oligoelementi e i minerali rari non sono necessari per la costruzione dei nucleosidi. Tuttavia, il corpo non sintetizza i nucleosidi da zero perché la sintesi è complessa e consuma energia.

Il corpo umano quindi va nella direzione opposta; ottiene principalmente nucleosidi dai processi di degradazione nel metabolismo intermedio delle purine e pirimidine (via di salvataggio). I nucleosidi prendono parte a un gran numero di processi metabolici enzimatico-catalitici nella loro forma pura o nella forma fosforilata come nucleotidi. Particolarmente degna di nota è la funzione dell'adenosina sotto forma di ATP e ADP nella cosiddetta catena respiratoria. Il nucleotide guanina trifosfato svolge un ruolo cruciale nel cosiddetto ciclo citrato.

Durante i cicli, i processi avvengono all'interno dei mitocondri delle cellule. Poiché i nucleosidi sono quasi sempre presenti in forma legata o come portatori di funzioni praticamente in tutte le cellule del corpo in grandi quantità, non esiste un limite generale o un valore guida per una concentrazione ottimale. Determinare la concentrazione di determinati nucleosidi o nucleotidi nel plasma sanguigno può essere utile per la diagnosi e la diagnosi differenziale.

Malattie e disturbi

I nucleosidi sono una parte attiva di molti processi metabolici e le loro funzioni solo raramente possono essere viste isolatamente. I disturbi di solito riguardano complessi processi enzimatico-catalitici che vengono interrotti o inibiti in determinati punti e portano a sintomi corrispondenti.

Le malattie che causano anomalie metaboliche dei nucleosidi influenzano principalmente anche il metabolismo delle purine o pirimidine, perché i cinque nucleosidi di base hanno uno scheletro purinico o pirimidinico. Un disturbo noto nel metabolismo delle purine è causato dalla ben nota sindrome di Lesch-Nyhan, una malattia ereditaria che causa un deficit di ipoxantina-guanina fosforibosiltransferasi (HGPRT). La mancanza di enzimi impedisce il riciclo di alcune basi azotate, cosicché si verifica un accumulo cumulativo di ipoxantina e guanina.

Questo a sua volta innesca l'iperuricemia, un livello elevato di acido urico, che porta alla gotta. L'aumento del livello di acido urico porta a depositi sulle articolazioni e sulle guaine dei tendini, che possono innescare sintomi dolorosi. Una malattia ereditaria molto rara si manifesta nella carenza di adenilosuccinato liasi, che porta a problemi nel metabolismo delle purine. La malattia porta a contrazioni muscolari e sviluppo ritardato e serio del bambino.