Ved hjelp av purinsyntese produserer alle levende organismer puriner. Purin er blant annet en komponent i DNA baser guanin og adenin samt av den viktige energibæreren ATP.
Hva er purinsyntese?
Ved hjelp av purinsyntese lager alle levende ting puriner. Purin er blant annet en komponent i DNA baser guanin og adenin og av den viktige energibæreren ATP. Purinsyntese er en biokjemisk prosess på slutten av hvilken puriner dannes. Puriner er organiske forbindelser som forekommer i alle levende organismer. Puriner dannes av det basiske stoffet α-D-ribose-5-fosfat. Den menneskelige cellen omdanner stoffet i flere trinn. Enzymer katalysere denne prosessen og hjelpe til med konverteringen fra ett mellomprodukt til det neste. For det første omdanner et enzym α-D-ribose-5-fosfat til α-D-5-fosforibosyl-1-pyrofosfat (PRPP) ved å utvide molekylet. Deretter følger konverteringen av PRPP og glutamin i 5-fosforibosylamin og glutamat. Deretter kan kroppen ikke lenger bruke stoffene til syntese av andre produkter, men bare til purinsyntese. Tilsetningen av glycin skaper en glycin amid ribonukleotid, som et enzym transformerer til et formylglycinamid ribonukleotid, og konverterer deretter til fosforibosylformylglycinamin og glutaminsyre. Til slutt dannes inosinmonofosfat (IMP) via mellomproduktene 5-aminoimidazol ribonukleotid, 5-aminoimodazol-4-karboksylat ribonukleotid, SAICAR, AICAR og FAICAR. Celler kan bruke IMP direkte til å lage adenosin, guanin og xantosin. Puriner eksisterer ikke som gratis molekyler, men er alltid knyttet til andre molekyler i form av nukleotider. Det ferdige purinmolekylet består av karbon dioksid, glysin, to ganger 10-formyltetrahydrofolinsyre, glutaminog asparaginsyre.
Funksjon og oppgave
En del av den genetiske informasjonen som er lagret i deoksyribonukleinsyre (DNA) består av puriner. DNA består av byggesteiner som kalles nukleotider. Disse er sammensatt av en sukker molekyl (deoksyribose), en fosforsyre og en av fire baser. Basene adenin og guanin er purinbaser: Ryggraden er dannet av purin, som andre molekyler binde. I tillegg er purin en byggestein av adenosin trifosfat (ATP). Dette er den primære energibæreren i den menneskelige organismen. I form av ATP lagres energi kjemisk og er tilgjengelig for mange oppgaver. Muskler bruker ATP for bevegelse, så vel som noen synteseprosesser og andre prosesser. I musklene har ATP også effekten av myknere: det sørger for at musklens filamenter kan skilles fra hverandre. Mangelen på ATP etter døden fører derfor til streng mortis. For å frigjøre den bundne energien splittes celler og organeller ATP i adenosin difosfat og adenosinmonofosfat. Spaltingen frigjør omtrent 32 kJ / mol. Videre tjener ATP til å overføre signaler. Innenfor celler antar den en funksjon i reguleringen av metabolisme. For eksempel fungerer det som et kosubstrat av kinaser, som inkluderer insulin-stimulert proteinkinase, som spiller en rolle i sammenheng med blod glukose. Utenfor celler fungerer ATP som en agonist ved purinergiske reseptorer og hjelper med å overføre signaler til nerveceller. ATP vises i signaltransduksjon i sammenheng med blod strømningsregulering og den inflammatoriske responsen, blant andre.
Sykdommer og plager
Purinsyntese er en kompleks biokjemisk prosess der feil lett kan oppstå. For at purin skal kunne dannes, spesialiseres enzymer må konvertere de forskjellige stoffene trinn for trinn. Mutasjoner kan resultere i disse enzymer ikke kodet riktig. Det genetiske materialet inneholder informasjon om hvordan cellene må syntetisere enzymene. Enzymer er laget av protein, som igjen består av lange kjeder av aminosyrer. Hver aminosyre må være på riktig sted for at enzymet skal ha riktig form og fungere riktig. Feil kan oppstå ikke bare i produksjonen av enzymer, men allerede i den genetiske koden. Mutasjoner sikrer at den lagrede informasjonen fører til feil eller ufullstendige aminosyrekjeder. Slike mutasjoner kan også påvirke enzymene som er involvert i purinsyntese. De resulterende lidelsene faller inn i kategorien metabolske sykdommer og er arvelige. En mutasjon i PRPS1 genforårsaker for eksempel en lidelse i purinsyntese. PRPS1 koder for enzymet ribose fosfat difosfokinase. Mutasjonen får enzymet til å være overaktiv. Gjennom ulike prosesser fremmer denne overaktiviteten risikoen for gikt. Gikt (urikopati) er en sykdom som oppstår i episoder. Kronisk gikt utvikler seg etter flere akutte utbrudd. Sykdommen ødelegger skjøter; endringer i hender og føtter er ofte spesielt synlige. Smerte i skjøter, betennelse og feber er også blant symptomer på gikt. I tillegg misdannelser av skjøter, redusert ytelse, nyre steiner og nyresvikt kan manifestere seg på lang sikt. Imidlertid kan defekt purinsyntese manifestere seg i mer enn bare gikt. En annen mutasjon på PRPS1 gen forårsaker en reduksjon i aktiviteten til enzymet ribose fosfat difosfokinase. Som et resultat oppstår Rosenberg-Chutorian syndrom. Denne mutasjonen er også en mulig årsak til en viss form for døvhet. Andre gener koder også enzymene til purinsyntese. ADSL gen er også en av dem. Mutasjoner i ADSL-genet føre til mangel på adenylosuccinatlyase. Denne mangelen er en sjelden arvelig sykdom og arves på en autosomal recessiv måte. Sykdommen manifesterer seg allerede hos nyfødte, men kan også dukke opp i barndom. Sykdommen manifesterer seg ganske uspesifikt, for eksempel i mental retardasjon, epilepsi og atferdsforstyrrelser som ligner på autisme. Mutasjoner i ATIC-genet kan også forstyrre purinsyntese. Denne delen av genetisk informasjon forvrenger det bifunksjonelle purinsyntese-proteinet, noe som fører til utvikling av AICA-ribosiduri. Litteraturen dokumenterer bare ett tilfelle med etterretningsreduksjon, medfødt blindhet, og formendringer i knær, albuer og skuldre.