Gvanozin

Gvanozin je nukleozid purine baze gvanin in nastane z dodatkom preproste sladkorne riboze. Če dodamo deoksiribozo in ne ribozo, je deoksiguanozin.

Gvanozin je del vijačnic in dvojnih vijačnic RNK. Analogni deoksiguanozin je del DNK. Kot gvanozin trifosfat (GTP) s tremi povezanimi fosfatnimi skupinami je guanozin pomemben hranilnik energije in darovalec fosfatnih skupin znotraj citratnega cikla v mitohondrijih celic.

Kaj je gvanozin?

Guanozin je nukleozid gvinine baze purina. Nastane z dodatkom riboze skupine preko N-glikozidne vezi. V primeru analognega deoksiguanozina je priložena pentoza sestavljena iz deoksiribozne skupine.

Gvanozin in deoksiguanozin sta sestavni del enojnih in dvojnih vijačnic RNK in DNK. Komplementarna baza tvori citozin pirimidina ali njegov nukleozidni citidin in deoksicitidin, na katerega je gvanozin povezan kot bazni par s trojno vodikovo vezjo. Z dodatno vezanimi fosfatnimi skupinami tvori gvanozin pomemben funkcionalni del tako imenovanega cikla citronske kisline znotraj dihalne verige, kot gvanozin-difosfat (BDP) in kot gvanozin-trifosfat (GTP).

Gre za verigo katalitično nadzorovanih procesov znotraj energijskega metabolizma, ki potekajo v mitohondrijah celic. GTP služi kot hranilnik energije in darovalec fosfatne skupine. Pod delovanjem specifičnega encima lahko GTP pretvorimo v ciklični gvanozin monofosfat z odcepom dveh fosfatnih skupin, kar ima posebno vlogo pri prenosu signala v celici. V rahlo spremenjeni obliki GTP prevzame transportne naloge, kar je znano kot Ran-GTP, za potreben transport snovi med celičnim jedrom in citosolom, s čimer premaga celično membrano.

Funkcija, učinek in naloge

Dvojne in enojne vijake DNA genskega materiala in RNA sestavljajo veriga samo štirih različnih nukleobaz, od katerih ganinske in adeninske baze temeljijo na okostju purina, ki je sestavljen iz petčlanskega in šestčlanskega obroča.

Dve citozin in timin utelešata pirimidinske baze z aromatičnim šestčlanskim obročkom. Kot izjemo je treba gledati na nukleobazo uracila, ki je skoraj enak timinu in prevzame mesto timina v RNK. Vendar pa dolge verige vijačnic ne sestavljajo nespremenjene nukleinske kisline, temveč njihovi nukleotidi. Nukleobaze se pretvorijo v riboze ali deoksiriboze z dodajanjem riboze skupine (RNA) ali deoksiribozne skupine (DNA) in z dodajanjem ene ali več fosfatnih skupin ustreznemu nukleotidu. V primeru gvanina gre za gvanozin monofosfat ali deoksiguanozin monofosfat, ki je vgrajen kot vez v dolgo verižnih helikopterjih RNK ​​in DNK.

Kot sestavina DNK in RNK, guanozin - tako kot drugi nukleotidi - nima aktivne vloge, temveč kodira ustrezne beljakovine, ki se sintetizirajo v celici s pomočjo kopij verige DNK. Guanozin ima aktivno vlogo v obliki GTP in BDP v ciklu citronske kisline znotraj dihalne verige kot darovalec fosfatne skupine. V modificirani obliki gvanozin monofosfata tudi nukleotid prevzame aktivno vlogo in deluje kot sporočilna snov za medcelični transport signala, kar je še posebej pomembno za anabolične procese v sintezi beljakovin. V obliki Ran-GTP nukleotid deluje kot specializirano transportno sredstvo za prevoz snovi iz celičnega jedra skozi jedrsko membrano v citosol.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Kemična formula gvanozina je C10H13N5O5 in kaže, da nukleozid sestoji izključno iz ogljika, vodika, dušika in kisika. So molekule, ki so na voljo v skoraj neomejenih količinah na zemlji. Redki elementi v sledovih ali minerali niso del gvanozina.

Gvanozin se pojavlja - večinoma v obliki istoimenskega nukleotida - z nekaj izjemami v vseh človeških celicah kot sestavini DNK in RNK, pa tudi v mitohondrijih in v citosolu celic. Telo je sposobno sintetizirati gvanozin v purinski presnovi v zelo zapletenem procesu. Vendar je prednostno ekstrakcija gvanozina s postopkom reševanja. Spojine z večjo vrednostjo, ki vsebujejo nukleobaze ali nukleotide, se encimsko in katalitično razgradijo tako, da se nukleozidi, kot je gvanozin, lahko reciklirajo.

Za telo ima to prednost, da so postopki biokemične razgradnje manj zapleteni in zato manj nagnjeni k napakam ter manj energije, to je manj ATP in manj GTP porabe. Kompleksnost in hitrost vpletenosti gvanozina in njegovih mono-, di- in trifosfatov v katalitične reakcije ne omogočajo neposredne izjave o optimalni koncentraciji v krvnem serumu.

Bolezni in motnje

Številni presnovni procesi, v katere je ganozin vključen skupaj z drugimi nukleozidi, zlasti v fosforilirani obliki kot nukleotid, pomenijo, da se lahko na nekaterih točkah metabolizma pojavijo funkcionalne motnje.

Predvsem pa so genetske okvare, ki lahko vodijo do tega, da nekateri encimi niso prisotni ali pa se njihova bioaktivnost zavira. Znana genetsko okvara, povezana z X, vodi do Lesch-Nyhanovega sindroma. Sindrom povzroči okvaro v poti reševanja presnove purina, tako da mora telo čedalje bolj iti po anabolični poti nove sinteze. Genska okvara, ki se lahko deduje recesivno, vodi v funkcionalno odpoved hipoksantin-gvanin-fosforibosiltransferaze (HGPRT).

Kljub povečani novi sintezi primanjkuje gvanozina in njegovih bioaktivnih derivatov. To je povezano s prekomerno proizvodnjo sečne kisline, kar povzroča spremljajoče simptome, kot so tvorba sečnih in ledvičnih kamnov. Stalno zvišana raven sečne kisline lahko povzroči obarjanje kristalov sečne kisline v tkivu in povzroči boleče napade protina. Nevrološke motnje, vključno s nagnjenjem k samopoškodovanju, so še resnejše.