Der Name der sauren und mittleren Salze der Harnsäure. Harnsäure im Blut: Normen und Abweichungen, warum sie steigt, eine Diät zu senken

HARNSÄURE(Purin-2,6,8-trion), Formel I, Molekulargewicht 168,12; farblose Kristalle; t.diverse 400 °C; DH 0 cgor –1919 kJ/mol; schwer löslich in Wasser, Ethanol, Diethylether, löslich in verdünnten Alkalilösungen, heißer H 2 SO 4 , Glycerin. In Lösung liegt es im tautomeren Gleichgewicht mit der Hydroxyform (Formel II) vor, während die Oxoform vorherrscht.

M. bis -dibasische Säure (pKa 5,75 und 10,3), bildet saure und mittlere Salze (Urate). Unter dem Einfluss von Ätzalkalien und konz. Säuren zerfallen in Hcl, NH 3 , CO 2 und Glycin. Leicht alkylierbar zuerst bei N-9, dann bei N-3 und N-1. In der Hydroxyform reagiert das Nukleophen. Auswechslung; beispielsweise bildet sich mit ROSl 3 2,6,8-Trichlorpurin. Zusammensetzung der Oxidationsprodukte HARNSÄURE. hängt von den Reaktionsbedingungen ab; unter Einwirkung von HNO 3 werden Alloxanthin (III) und Alloxan (IV) bei Oxidation mit einer neutralen oder alkalischen Lösung von KMnO 4 sowie Lösungen von PbO 2 und H 2 O 2 gebildet - zuerst Allantoin (V), dann Hydantoin (VI) und Parabansäure (VII). Alloxanthin mit NH ergibt Murexid, das zur Identifizierung von Harnsäure verwendet wird.

Mk ist ein Produkt des Stickstoffstoffwechsels im Körper von Tieren und Menschen. Enthalten in Geweben (Gehirn, Leber, Blut) und Schweiß von Säugetieren. Der normale Gehalt in 100 ml menschlichem Blut beträgt 2-6 mg. Mononatriumsalz - ein wesentlicher Bestandteil der Steine Blase. Getrockneter Vogelkot (Guano) enthält bis zu 25 % Harnsäure. und dienen als Quelle dafür. Synthesewege: 1) Kondensation von Uramil (Aminobarbitursäure) mit Isocyanaten, Isothiocyanaten oder Cyanat K durch Bildung von Pseudourinsäure (VIII), zum Beispiel:

2) Kondensation von Harnstoff mit Cyanessigester, gefolgt von Isomerisierung des resultierenden Cyanoacetylharnstoffs zu Uramil, aus dem gemäß dem ersten Verfahren URIC ACID erhalten wird.

M. bis - Ausgangsmaterial für die Herstellung von Allantoin, Alloxan, Parabansäure, Koffein; kosmetische Komponente. Cremes; Korrosionsinhibitor; ein Mittel, das eine gleichmäßige Färbung von Fasern und Stoffen fördert.

Chemische Enzyklopädie. Band 3 >>

Was ist Harnsäure? Es ist nicht nur Bestandteil des Urins, sondern auch des Blutes. Es ist ein Marker für den Purinstoffwechsel. Seine Konzentration im Blut hilft Spezialisten bei der Diagnose einer Reihe von Krankheiten, einschließlich Gicht. Basierend auf dem Indikator für den Gehalt dieses Elements im Blut ist es möglich, die Reaktion des Körpers auf die Behandlung zu kontrollieren.

Was ist dieses Element?

Im menschlichen Körper sind ständig metabolische Prozesse. Das Ergebnis des Austauschs können Salze, Säuren, Laugen und viele andere sein. Chemische Komponenten. Um sie loszuwerden, müssen sie dem entsprechenden Körperteil zugeführt werden. Diese Aufgabe wird mit Hilfe von Blut ausgeführt, das von den Nieren gefiltert wird. So wird das Vorhandensein von Harnsäure im Urin erklärt.

Mal sehen, was es im Detail ist. Harnsäure ist das Endprodukt des Abbaus von Purinbasen. Diese Elemente gelangen mit der Nahrung in den Körper. Purine sind am Syntheseprozess beteiligt Nukleinsäuren(DNA und RNA), ATP-Energiemoleküle sowie Coenzyme.

Es ist erwähnenswert, dass Purine nicht die einzige Quelle für die Bildung von Harnsäure sind. Es kann das Ergebnis des Abbaus von Körperzellen aufgrund von Krankheit oder Alter sein. Die Quelle für die Bildung von Harnsäure kann die Synthese in jeder Zelle des menschlichen Körpers sein.

Der Abbau von Purinen erfolgt in der Leber und im Darm. Zellen der Schleimhaut sezernieren ein spezielles Enzym - Xanthinoxidase, mit dem Purine reagieren. Das Endergebnis dieser „Umwandlung“ ist eine Säure.

Es enthält Natrium- und Calciumsalze. Der Anteil der ersten Komponente beträgt 90 %. Dazu gehören neben Salzen Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff.

Wenn die Harnsäure höher als normal ist, deutet dies auf eine Verletzung des Stoffwechselprozesses hin. Als Folge eines solchen Versagens lagern sich Salze im Gewebe des Menschen ab, wodurch sich schwere Krankheiten entwickeln.

Funktionen der Harnsäure

Trotz der Tatsache, dass ein Überschuss an Harnsäure den Körper erheblich schädigen kann, ist es immer noch unmöglich, darauf zu verzichten. Es erfüllt Schutzfunktionen und hat nützliche Eigenschaften.

Beispielsweise wirkt es im Prozess des Proteinstoffwechsels als Katalysator. Sein Einfluss erstreckt sich auf die Hormone, die für die Gehirnaktivität verantwortlich sind - Adrenalin und Noradrenalin. Das bedeutet, dass seine Anwesenheit im Blut hilft, das Gehirn zu stimulieren. Seine Wirkung ähnelt der von Koffein. Leute die haben erhöhten Inhalt Harnsäure im Blut von Geburt an aktiver und proaktiver.

Es hat saure und antioxidative Eigenschaften, die helfen, Wunden zu heilen und Entzündungen zu bekämpfen.

Harnsäure erfüllt im menschlichen Körper Schutzfunktionen. Sie bekämpft freie Radikale. Dadurch wird das Risiko des Auftretens und der Entwicklung von gutartigen und krebsartigen Tumoren verringert.

Lieferung der Analyse

Eine ähnliche Analyse wird vorgeschrieben, um den Gesundheitszustand des Patienten zu bestimmen und eine Krankheit zu diagnostizieren, die zu einem Anstieg des Harnsäurespiegels im Blut führen könnte. Um echte Ergebnisse zu erhalten, müssen Sie sich zunächst auf die Blutspende vorbereiten.

8 Stunden vor dem Laborbesuch dürfen Sie nichts essen, das Biomaterial wird auf nüchternen Magen eingenommen. Würzige, salzige und pfeffrige Speisen, Fleisch und Innereien, Hülsenfrüchte sollten von der Speisekarte ausgeschlossen werden. Diese Diät sollte am Tag vor der Blutspende eingehalten werden. Im gleichen Zeitraum müssen Sie aufhören, alkoholische Getränke zu trinken, insbesondere Wein und Bier.

Harnsäure über dem Normalwert kann durch Stress, emotionale Überanstrengung oder verursacht werden physische Aktivität vor der Analyse.

Auch Medikamente mit harntreibender Wirkung, Vitamin C, Koffein, Betablocker und Ibuprofen können die Ergebnisse verfälschen. Wenn es unmöglich ist, solche Arzneimittel abzulehnen, sollten Sie den Arzt vor der Durchführung des Tests warnen.

Das Labor wird dauern Sauerstoffarmes Blut. Die Ergebnisse der Studie werden innerhalb eines Tages aufbereitet.

Die Norm der Harnsäure in einem Bluttest

Wenn die Ergebnisse der biochemischen Analyse Zahlen zeigten, die den in der folgenden Tabelle angegebenen Daten entsprechen, ist alles normal.

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, steigt das Niveau mit dem Alter an. Höchster Wert Bei älteren Männern ist dies die Norm für Harnsäure im Blut, da der Bedarf an Proteinen darin besteht männlicher Körper Oben. Das bedeutet, dass sie mehr purinreiche Lebensmittel zu sich nehmen und in der Folge eine erhöhte Harnsäure im Blut.

Was kann zu Abweichungen von der Norm führen?

Der Harnsäurespiegel im Blut hängt vom Gleichgewicht zweier Prozesse ab:

• Proteinsynthese;
• Ausscheidungsraten Endprodukte Eiweißstoffwechsel.

Wenn eine Störung des Proteinstoffwechsels auftritt, kann dies zu einer Erhöhung des Gehalts dieser Säure im Blut führen. Die Konzentration von Harnsäure im Blutplasma oberhalb des Normbereichs wird als Hyperurikämie bezeichnet, die Konzentration unterhalb der Norm als Hypourikämie. Harnsäurekonzentrationen im Urin über und unter dem Normalwert werden als Hyperurikosurie und Hypourikosurie bezeichnet. Der Harnsäurespiegel im Speichel kann mit dem Harnsäurespiegel im Blut in Beziehung stehen.

Ursachen der Hyperurikämie:

• Einnahme von Diuretika (Diuretika);
• Verringerung der Intensität der Ausscheidung von Substanzen durch die Nieren;
• Toxikose;
• Alkoholismus;
• Nierenversagen;
• Unterernährung oder längeres Fasten.

Ein überschätzter Gehalt kann auch bei Krankheiten wie AIDS auftreten, Diabetes mellitus, Krebs usw.

Es sollte beachtet werden, dass sogar leicht erhöhtes Niveau Diese Substanz kann zur Bildung von festen Ablagerungen von Harnsäuresalzen - Uraten - in Organen und Geweben führen.

Erhöhte Rate

Jetzt werden wir herausfinden, warum die Harnsäure im Blut erhöht ist: Ursachen, Symptome und Folgen.

In der Medizin wird Hyperurikämie in zwei Arten unterteilt: primäre und sekundäre.

Primäre Hyperurikämie

Dieser Typ ist angeboren oder idiopathisch. Ähnliche Pathologie tritt mit einer Häufigkeit von 1% auf. Solche Patienten haben einen erblichen Defekt in der Struktur des Enzyms, der sich in der Verarbeitung von Purin widerspiegelt. Als Ergebnis gibt es hoher Inhalt Harnsäure im Blut.

Das Auftreten einer sekundären Hyperurikämie kann aufgrund von Mangelernährung auftreten. Der Verzehr großer Mengen purinhaltiger Lebensmittel kann die Ausscheidung von Harnsäure im Urin deutlich erhöhen.

Hyperurikämie dieser Art kann mit den folgenden Zuständen verbunden sein:

Gicht - Krankheitszustand verursacht durch nadelförmige Harnsäurekristalle, die sich in Gelenken, Kapillaren, Haut und anderen Geweben ablagern. Gicht kann auftreten, wenn der Serumharnsäurespiegel 360 µmol/l erreicht, aber es gibt Fälle, in denen der Serumharnsäurewert 560 µmol/l erreicht, aber keine Gicht verursacht.

BEI menschlicher Körper Purine werden zu Harnsäure verstoffwechselt, die dann mit dem Urin ausgeschieden wird. Regelmäßiger Verzehr bestimmter Arten von purinreichen Lebensmitteln – Fleisch, insbesondere Rinderleber und Schweinefleisch (Leber, Herz, Zunge, Nieren) und bestimmte Arten von Meeresfrüchten, einschließlich Sardellen, Hering, Sardinen, Muscheln, Jakobsmuscheln, Forelle, Schellfisch, Makrele u Thunfisch. Es gibt auch weniger gefährliche Lebensmittel: Puten-, Hühner- und Kaninchenfleisch. Der moderate Verzehr von purinreichem Gemüse ist nicht mit einem erhöhten Gichtrisiko verbunden. Gicht wurde früher die „Krankheit der Könige“ genannt, weil vornehmes Speisen und Rotwein sind reich an Purinen.

Lesch-Nyhan-Syndrom

Diese äußerst seltene Erbkrankheit ist auch mit hohen Harnsäurespiegeln im Serum verbunden. Bei diesem Syndrom werden Spastik, unwillkürliche Bewegung und kognitive Retardierung sowie Manifestationen von Gicht beobachtet.

Hyperurikämie kann Risikofaktoren für Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöhen

Steine ​​in den Nieren

Sättigungswerte der Harnsäure im Blut können zu einer Form von Nierensteinen führen, wenn Urate in den Nieren kristallisieren. Kristalle Essigsäure kann auch die Bildung von Calciumoxalatsteinen fördern, indem es als "Impfkristalle" wirkt

Kelly-Sigmiller-Syndrom;

Erhöhte Aktivität der Synthese von Phosphoribosylpyrophosphat-Synthetase;

Patienten mit dieser Krankheit tun dies biochemische Analyse für einen Anstieg der Harnsäure jährlich.

Sekundäre Hyperurikämie

Dieses Phänomen kann ein Zeichen für solche Krankheiten sein:

• AIDS;
• Fanconi-Syndrom;
• krebsartige Tumore;
• Diabetes mellitus (Hyperurikämie kann eher eine Folge der Insulinresistenz bei Diabetes sein als ihre Vorstufe);
• Verbrennungen hohen Grades;
• Hypereosinophilie-Syndrom.

Es gibt andere Gründe für den Anstieg der Harnsäure - eine Verletzung der Nierenfunktion. Sie können überschüssige Säuren nicht aus dem Körper entfernen. Als Folge können Nierensteine ​​auftreten.

Bei solchen Erkrankungen werden hohe Harnsäurespiegel beobachtet:

• Lungenentzündung;
• Vergiftung mit Methylalkohol;
• Ekzem;
• Typhus-Fieber;
• Schuppenflechte;
• Erysipel;
• Leukämie.

Asymptomatische Hyperurikämie

Es gibt Fälle, in denen der Patient keine Krankheitssymptome hat und die Indikatoren erhöht sind. Dieser Zustand wird als asymptomatische Hyperurikämie bezeichnet. Es tritt akut auf gichtartige Arthritis. Die Indikatoren für diese Krankheit sind instabil. Zunächst scheint es normaler Inhalt Säuren, aber nach einer Weile können sich die Zahlen um das 2-fache erhöhen. Gleichzeitig spiegeln sich diese Unterschiede im Wohlbefinden des Patienten nicht wider. Dieser Krankheitsverlauf ist bei 10 % der Patienten möglich.

Symptome einer Hyperurikämie

Bei Hyperurikämie Symptome in verschiedenen Altersgruppen anders.

Bei sehr jungen Kindern manifestiert sich die Krankheit in der Form Hautirritationen: Diathese, Dermatitis, Allergien oder Psoriasis. Die Besonderheit solcher Manifestationen ist Widerstand gegen Standardmethoden Therapie.

Bei älteren Kindern sind die Symptome etwas anders. Sie können Bauchschmerzen, zusammenhanglose Sprache und Enuresis haben.

Der Krankheitsverlauf bei Erwachsenen wird von Schmerzen in den Gelenken begleitet. Die Füße und Gelenke der Finger sind die ersten, die in den betroffenen Bereich eindringen. Die Krankheit breitet sich dann auf die Knie und aus Ellbogengelenke. In fortgeschrittenen Fällen Hautbedeckungüber dem betroffenen Bereich wird rot und wird heiß. Im Laufe der Zeit beginnen die Patienten, den Magen und den unteren Rücken beim Wasserlassen zu verletzen. Wenn nicht rechtzeitig Maßnahmen ergriffen werden, leiden die Schiffe und Nervensystem. Eine Person wird von Schlaflosigkeit gequält und Kopfschmerzen. All dies kann zu Herzinfarkt, Angina pectoris und arterieller Hypertonie führen.

Behandlung

Einige Experten verschreiben Medikamente, um sicherzustellen, dass die Harnsäure im Blut normal ist. Aber eine bestimmte Ernährung für den Rest Ihres Lebens ist mehr effektive Methode Behandlung.

Wenn bei dem Patienten eine Hyperurikämie diagnostiziert wurde, umfasst die Behandlung das Einhalten einer Diät. Die Ernährung des Patienten umfasst zusätzlich:

Karottensaft;

Birkensaft;

Leinsamen;

Selleriesaft;

Haferflockenbrühe;

Cranberrysaft;

Hagebutten-Aufguss.

Diese Kräuteraufgüsse und Säfte tragen zur schnellen Auflösung und Auswaschung von Salzsedimenten aus dem Körper bei.

Fetthaltige, Fleischbrühen, frittierte, gesalzene, geräucherte und eingelegte Speisen sind ausgeschlossen. Fleisch darf nur gekocht oder gebacken gegessen werden. Es wird empfohlen, die Verwendung von Fleischbrühen abzulehnen, da Purine während ihrer Zubereitung vom Fleisch in die Brühe übergehen. Einschränkung der Fleischaufnahme - 3 mal pro Woche.

unter einem besonderen Verbot alkoholische Getränke. In Ausnahmefällen sind nur 30 g Wodka erlaubt. Bier und Rotwein sind besonders kontraindiziert.

Bevorzugen Sie basisches Mineralwasser.

Der Salzkonsum sollte auf ein Minimum beschränkt werden. Im Idealfall ist es am besten, es ganz zu vermeiden.

Es ist notwendig, die Häufigkeit der Mahlzeiten zu überwachen. Fasten kann den Zustand des Patienten nur verschlimmern und den Harnsäurespiegel erhöhen. Daher sollte die Anzahl der Mahlzeiten pro Tag 5-6 Mal betragen. Fastentage besser ausgeben fermentierte Milchprodukte und Früchte.

Einige Arten von Produkten sollten aus dem Menü ausgeschlossen werden:

• Sauerampfer;
• Salat;
• Tomaten;
• Traube;
• Schokolade;
• Eier;
• Kaffee;
• Kuchen;
• Rübe;
• Aubergine.

Äpfel, Kartoffeln, Pflaumen, Birnen, Aprikosen tragen zur Senkung des Harnsäurespiegels bei. Sollte auch überwacht werden Wasserhaushalt– 2,5 Liter Flüssigkeit pro Tag sollten getrunken werden.

Behandeln hohes Niveau Säuren im Blut kann auch mit Hilfe von physiotherapeutischen Verfahren erfolgen. Die Plasmapherese hilft also, das Blut von überschüssigen Salzen zu reinigen. sollte nicht vernachlässigt werden und Heilgymnastik. Einige einfache Übungen (Beine schwingen, „Biken“, Gehen auf der Stelle etc.) helfen, den Stoffwechsel zu stabilisieren. Massage fördert auch den Abbau von Harnsäuresalzen.

Von den Medikamenten werden Komplexe verschrieben, die entzündungshemmende, harntreibende und analgetische Eigenschaften haben. Es gibt 3 Arten von Medikamenten gegen Hyperurikämie:

1. Die Aktion, die darauf abzielt, überschüssige Harnsäure zu entfernen: Probenecid, Aspirin, Natriumbicarbonat, Allopurinol.
2. Beitrag zur Reduzierung der Säureproduktion. Sie werden Patienten verschrieben, die sich unterzogen haben Urolithiasis und diejenigen, bei denen Nierenversagen diagnostiziert wurde;
3. Hilft beim Transfer von Harnsäure aus dem Gewebe ins Blut und trägt zu ihrer Ausscheidung bei: "Zinkhoven".

Der Behandlungsverlauf sieht die Diagnose und Beseitigung von Begleiterkrankungen und deren Ursachen vor. So werden die Ursachen beseitigt, die den Anstieg des Harnsäurespiegels im Blut verursacht haben. Wenn die Harnsäure im Blut erhöht ist, wirkt sich dies negativ auf den menschlichen Zustand aus. Eine Salzablagerung setzt sich auf Geweben und Organen ab. Die Behandlung einer solchen Abweichung ist vielseitig: Ernährung, Physiotherapie, Medikamente u Ethnowissenschaft. Alle diese Techniken in Kombination können helfen, den Säurespiegel zu normalisieren.

Purinhydroxyderivate sind in der Pflanzen- und Tierwelt weit verbreitet, die wichtigsten davon sind Harnsäure, Xanthin und Hypoxanthin. Diese Verbindungen werden im Körper während des Stoffwechsels von Nukleinsäuren gebildet.

Harnsäure. Diese kristalline, in Wasser schwer lösliche Substanz findet sich in in großen Zahlen in Gewebe und Urin von Säugetieren. Bei Vögeln und Reptilien wirkt Harnsäure als eine Substanz, die überschüssigen Stickstoff aus dem Körper entfernt (ähnlich wie Harnstoff bei Säugetieren). Guano (getrocknete Exkremente von Seevögeln) enthält bis zu 25 % Harnsäure und dient als Quelle seiner Produktion.

Harnsäure ist gekennzeichnet Lactam-Lactim-Tautomerie . Im kristallinen Zustand liegt Harnsäure in der Lactat-(Oxo-)Form vor, und in Lösung stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Lactam- und Lactim-Form ein, in dem die Lactat-Form vorherrscht.

Harnsäure ist eine zweibasige Säure und bildet Salze - Uraten - jeweils mit einem oder zwei Äquivalenten Alkali (Dihydro- und Hydrourate).

Alkalimetalldihydrourate und Ammoniumhydrourat Unlöslich in Wasser . Bei einigen Krankheiten wie Gicht und Urolithiasis lagern sich unlösliche Urate zusammen mit Harnsäure in den Gelenken und Harnwegen ab.

Der Oxidation von Harnsäure, sowie Xanthin und seinen Derivaten, liegt die qualitative Methode zur Bestimmung dieser Verbindungen zugrunde, genannt Murexid-Test (qualitative Reaktion) .

Unter Einwirkung von Oxidationsmitteln wie Salpetersäure, Wasserstoffperoxid oder Bromwasser öffnet sich der Imidazolring und es entstehen zunächst Pyrimidinderivate. Alloxan und Dialursäure . Diese Verbindungen werden weiter in eine Art Halbacetal umgewandelt - Alloxanthin , das, wenn es mit Ammoniak behandelt wird, produziert dunkelrote Murexidkristalle - Ammoniumsalz der Purpursäure (in seiner Enolform).

Kondensierte Heterocyclen: Purin - Struktur, Aromatizität; Purinderivate - Adenin, Guanin, ihre Tautomerie (Frage 22).

Adenin und Guanin. Diese beiden Aminoderivate von Purinen, unten als 9H-Tautomere gezeigt, sind Bestandteile von Nukleinsäuren.

Adenin ist auch Bestandteil einer Reihe von Coenzymen und natürlichen Antibiotika. Beide Verbindungen kommen auch in pflanzlicher und tierischer Form in freier Form vor. Guanin beispielsweise findet sich in Fischschuppen (aus denen es isoliert wird) und verleiht diesen einen charakteristischen Glanz.

Adenin und Guanin haben schwach saure und schwach basische Eigenschaften. Beide bilden Salze mit Säuren und Basen; Pikrate eignen sich zur Identifizierung und gravimetrischen Analyse.

Strukturelle Analoga von Adenin und Guanin, die nach dem Prinzip von Antimetaboliten dieser Nukleinbasen wirken, sind als Substanzen bekannt, die das Wachstum von Tumorzellen hemmen. Von den Dutzenden von Verbindungen, die sich im Tierversuch als wirksam erwiesen haben, werden einige auch in der heimischen klinischen Praxis verwendet, wie Mercaptopurin und Thioguanin (2-Amino-6-Mercaptopurin). Andere auf Purin basierende Medikamente sind das Immunsuppressivum Azathioprin und das Anti-Herpes-Medikament Aciclovir (auch bekannt als Zovirax).

Nukleoside: Struktur, Klassifikation, Nomenklatur; im Zusammenhang mit der Hydrolyse.

Die wichtigsten heterocyclischen Basen sind Derivate von Pyrimidin und Purin, die in der Nukleinsäurechemie üblicherweise als Nukleinbasen bezeichnet werden.

Nucleische Basen. Für Nukleinbasen werden Abkürzungen verwendet, die sich aus den ersten drei Buchstaben ihrer lateinischen Namen zusammensetzen.

Zu den wichtigsten Nukleinbasen zählen Hydroxy- und Aminoderivate des Pyrimidins - Uracil, Thymin, Cytosin und Purin - Adenin und Guanin. Nucleinsäuren unterscheiden sich in ihren konstituierenden heterocyclischen Basen. Uracil ist also nur in RNA und Thymin nur in DNA enthalten.

Aromatizität von Heterocyclen in der Struktur von Nukleinbasen liegt ihrer relativ hohen thermodynamischen Stabilität zugrunde. Im eingewechselten Pyrimidin-Zyklus In Lactamformen von Nukleinbasen wird eine Sechs-Elektronen-π-Wolke aufgrund von 2 p-Elektronen der C = C-Doppelbindung und 4 Elektronen von zwei freien Paaren von Stickstoffatomen gebildet. Im Cytosinmolekül entsteht ein aromatisches Sextett unter Beteiligung von 4 Elektronen zweier π-Bindungen (C=C und C=N) und einem freien Elektronenpaar des Pyrrol-Stickstoffs. Die Delokalisierung der π-Elektronenwolke im gesamten Heterocyclus erfolgt unter Beteiligung des sp 2 -hybridisierten Kohlenstoffatoms der Carbonylgruppe (eins - in Cytosin, Guanin und zwei - in Uracil, Thymin). In der Carbonylgruppe wird durch die starke Polarisierung der π-Bindung das C=Op-Orbital des Kohlenstoffatoms gleichsam frei und kann somit an der Delokalisierung des freien Elektronenpaares teilnehmen des benachbarten Amid-Stickstoffatoms. Nachfolgend wird anhand der Resonanzstrukturen von Uracil die Delokalisierung von p-Elektronen gezeigt (am Beispiel eines Lactamfragments):

Die Struktur von Nukleosiden. Nukleinbasen bilden mit D-Ribose oder 2-Desoxy-D-Ribose N-Glykoside, die in der Nukleinsäurechemie als bezeichnet werden Nukleoside und insbesondere Ribonukleoside bzw. Desoxyribonukleoside.

D-Ribose und 2-Desoxy-D-Ribose kommen in natürlichen Nukleosiden vor in Furanoseform d.h. als Reste von β-D-Ribofuranose oder 2-Desoxy-β-D-Ribofuranose. In Nukleosidformeln werden Kohlenstoffatome in Furanoseringen mit einer gestrichenen Zahl nummeriert. N -Glykosidische Bindung zwischen dem anomeren C-1-Atom von Ribose (oder Desoxyribose) und dem N-1-Atom einer Pyrimidin- oder N-9-Purinbase durchgeführt.

(! ) Natürliche Nukleoside sind immer β-Anomere .

Gebäude Titel Nukleoside wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht:

Am gebräuchlichsten sind jedoch die abgeleiteten Namen trivial der Name der entsprechenden heterocyclischen Base mit dem Suffix - id in Pyrimidinen (z. B. Uridin) und - osin in Purin (Guanosin) Nukleosiden. Die abgekürzten Namen von Nukleosiden sind ein Ein-Buchstaben-Code, wobei der Anfangsbuchstabe des lateinischen Namens des Nukleosids verwendet wird (mit dem Zusatz des lateinischen Buchstabens d im Fall von Desoxynukleosiden):

Adenin + Ribose → Adenosin (A)

Adenin + Desoxyribose → Desoxyadenosin (dA)

Cytosin + Ribose → Cytidin (C)

Cytosin + Desoxyribose → Desoxycytidin (dC)

Die Ausnahme von dieser Regel ist der Titel Thymidin “ (und nicht „Desoxythymidin“), das für Thymin-Desoxyribosid verwendet wird, das Teil der DNA ist. Ist Thymin an Ribose gebunden, so heißt das entsprechende Nukleosid Ribothymidin.

Als N-Glykoside Nukleoside relativ beständig gegen Alkalien , aber leicht hydrolysiert, wenn es in Gegenwart von Säuren erhitzt wird . Pyrimidin-Nukleoside sind hydrolysebeständiger als Purin-Nukleoside.

Der vorhandene „kleine“ Unterschied in der Struktur oder Konfiguration eines Kohlenstoffatoms (z. B. C-2 ") im Kohlenhydratrest reicht aus, damit die Substanz die Rolle eines Inhibitors der DNA-Biosynthese spielt. Dieses Prinzip wird verwendet, um zu erstellen neue Medikamente durch molekulare Modifikation natürlicher Vorbilder.

Nukleotide: Struktur, Nomenklatur, Beziehung zur Hydrolyse.

Nukleotide werden als Ergebnis einer partiellen Hydrolyse von Nukleinsäuren oder durch Synthese gebildet. Sie sind darin enthalten erhebliche Mengen in allen Zellen. Nukleotide sind Nukleosidphosphate .

Je nach Art des Kohlenhydratrests gibt es Desoxyribonukleotide und Ribonukleotide . Phosphorsäure verestert üblicherweise den Alkohol mit Hydroxylgruppen S-5" oder wann S-Z" in Resten von Desoxyribose (Desoxyribonukleotide) oder Ribose (Ribonukleotide). In einem Nukleotidmolekül werden drei Strukturkomponenten zur Bindung verwendet Esterbindung und N -glykosidische Bindung .

Strukturprinzip Mononukleotide

Nukleotide können als gedacht werden Nukleosidphosphate (Phosphorsäureester) und wie Säuren (aufgrund der Anwesenheit von Protonen im Phosphorsäurerest). Aufgrund des Phosphatrests Nukleotide weisen die Eigenschaften einer zweibasigen Säure auf und unter physiologischen Bedingungen bei pH ~7 befinden sich in einem vollständig ionisierten Zustand.

Es gibt zwei Arten von Namen für Nukleotide. Einer von ihnen beinhaltet Name Nukleosid, das die Position des Phosphatrests darin anzeigt, zum Beispiel Adenosin-3"-phosphat, Uridin-5"-phosphat. Eine andere Art von Namen wird durch Hinzufügen einer Kombination erstellt - Schlick Säure zum Namen des Rests der Nukleinbase, beispielsweise 3"-Adenylsäure, 5"-Uridylsäure.

In der Nukleotidchemie ist es auch üblich, es zu verwenden abgekürzte Namen . Freie Mononukleotide, d. h. nicht in die Polynukleotidkette eingeschlossen, werden als Monophosphate bezeichnet, wobei sich dieses Merkmal im abgekürzten Code mit dem Buchstaben "M" widerspiegelt. Beispielsweise hat Adenosin-5 "-Phosphat den abgekürzten Namen AMP (in der heimischen Literatur - AMP, Adenosinmonophosphat) usw.

Um die Sequenz von Nukleotidresten in der Zusammensetzung von Polynukleotidketten aufzuzeichnen, wird eine andere Art von Abkürzung verwendet, wobei ein Ein-Buchstaben-Code für das entsprechende Nukleosidfragment verwendet wird. Dabei werden 5″-Phosphate mit dem Zusatz geschrieben lateinischer Buchstabe„p“ vor dem Einbuchstaben-Nukleosidsymbol, 3 „-Phosphate – nach dem Einbuchstaben-Nukleosidsymbol. Zum Beispiel Adenosin-5“-phosphat – pA, Adenosin-3“-phosphat – Ap usw.

Nukleotide sind in der Lage in Gegenwart starker anorganischer Säuren hydrolysieren (HC1, HBr, H 2 SO 4) und einige organische Säuren (CC1 3 COOH, HCOOH, CH 3 COOH) an der N-glykosidischen Bindung zeigt die Phosphorsäureesterbindung eine relative Stabilität. Gleichzeitig wird unter Einwirkung des Enzyms 5'-Nukleotidase die Esterbindung hydrolysiert, während die N-glykosidische Bindung erhalten bleibt.

Nukleotid-Coenzyme: ATP-Struktur, Beziehung zur Hydrolyse.

Nukleotide haben sehr wichtig nicht nur als monomere Einheiten von Polynukleotidketten verschiedener Arten von Nukleinsäuren. In lebenden Organismen sind Nukleotide an den wichtigsten biochemischen Prozessen beteiligt. Sie sind besonders wichtig in der Rolle Coenzyme d. h. Substanzen, die eng mit Enzymen verwandt und für deren Manifestation enzymatischer Aktivität notwendig sind. Alle Gewebe des Körpers enthalten Mono-, Di- und Triphosphate von Nukleosiden in freiem Zustand.

Besonders berühmt adeninhaltige Nukleotide :

Adenosin-5 "-phosphat (AMP oder in der russischen Literatur AMP);

Adenosin-5"-diphosphat (ADP oder ADP);

Adenosin-5"-triphosphat (ATP oder ATP).

In unterschiedlichem Maße phosphorylierte Nukleotide sind zu gegenseitigen Umwandlungen durch Erhöhen oder Eliminieren von Phosphatgruppen fähig. Die Diphosphatgruppe enthält eine, und die Triphosphatgruppe enthält zwei Anhydridbindungen, die eine große Energiereserve haben und daher makroerg genannt . Beim Aufteilen makroergisch P-O-Kommunikation-32 kJ/mol freigesetzt. Damit verbunden ist die wichtigste Rolle von ATP als „Lieferant“ von Energie in allen lebenden Zellen.

Austausch Adenosinphosphate.

Im obigen Schema der Umwandlungen entsprechen die Formeln von AMP, ADP und ATP dem nicht-ionisierten Zustand der Moleküle dieser Verbindungen. Unter Beteiligung von ATP und ADP im Körper wird der wichtigste biochemische Prozess durchgeführt - die Übertragung von Phosphatgruppen.

Nukleotid-Coenzyme: NAD + und NADP + – Struktur, Alkylpyridinium-Ion und seine Wechselwirkung mit Hydrid-Ion als chemische Basis oxidative Wirkung, ÜBER + .

Nicotinamidadenindinukleotide. Diese Gruppe von Verbindungen umfasst Nicotinamidadenindinukleotid (NAD oder NAD) und sein Phosphat (NADP oder NADP). Diese Verbindungen spielen eine wichtige Rolle Coenzyme bei Reaktionen der biologischen Oxidation organischer Substrate durch deren Dehydrierung (unter Beteiligung von Dehydrogenase-Enzymen). Da diese Coenzyme an Redoxreaktionen beteiligt sind, können sie sowohl in oxidierter (NAD+, NADP+) als auch in reduzierter (NADH, NADPH) Form vorliegen.

Das Strukturfragment von NAD+ und NADP+ ist Nicotinamid-Rückstand als Pyridiniumion . In der Zusammensetzung von NADH und NADPH wird dieses Fragment in einen substituierten 1,4-Dihydropyridin-Rest umgewandelt.

Bei der biologischen Dehydrierung, das heißt besonderen Anlass Durch die Oxidation verliert das Substrat zwei Wasserstoffatome, also zwei Protonen und zwei Elektronen (2H +, 2e) oder ein Proton und ein Hydridion (H + und H). Coenzym NAD+ gilt als Hydrid-Ionen-Akzeptor . Durch Reduktion durch Addition eines Hydridions geht der Pyridiniumring in das 1,4-Dihydropyridin-Fragment über. Dieser Vorgang ist reversibel.

Während der Oxidation wird der aromatische Pyridiniumring in den nichtaromatischen 1,4-Dihydropyridinring umgewandelt. Durch den Verlust der Aromatizität steigt die Energie von NADH im Vergleich zu NAD+. Die Erhöhung des Energiegehalts erfolgt aufgrund eines Teils der Energie, die als Ergebnis der Umwandlung von Alkohol in Aldehyd freigesetzt wird. Somit speichert NADH Energie, die dann in anderen biochemischen Prozessen verbraucht wird, die Energiekosten erfordern.

Nukleinsäuren: RNA und DNA, Primärstruktur.

Nukleinsäuren nehmen in den Lebensvorgängen lebender Organismen eine herausragende Stellung ein. Sie übernehmen die Speicherung und Übertragung genetischer Informationen und sind ein Werkzeug, mit dem die Proteinbiosynthese gesteuert wird.

Nukleinsäuren sind hochmolekulare Verbindungen (Biopolymere), die aus monomeren Bausteinen – Nukleotiden – aufgebaut sind, in deren Zusammenhang Nukleinsäuren auch als Polynukleotide bezeichnet werden.

Struktur jedes Nukleotid umfasst Kohlenhydrat-, heterocyclische Basen- und Phosphorsäurereste. Die Kohlenhydratkomponenten von Nukleotiden sind Pentosen: D-Ribose und 2-Desoxy-D-Ribose.

Auf dieser Grundlage werden Nukleinsäuren in zwei Gruppen eingeteilt:

Ribonukleinsäuren (RNA), die Ribose enthält;

Desoxyribonukleinsäuren (DNA), die Desoxyribose enthält.

Matrix (mRNA);

Ribosomal (rRNA);

Transport (tRNA).

Die Primärstruktur von Nukleinsäuren. DNA und RNA haben Gemeinsamkeiten in Struktur Makromoleküle :

Das Rückgrat ihrer Polynukleotidketten besteht aus alternierenden Pentose- und Phosphatresten;

Jede Phosphatgruppe bildet zwei Esterbindungen: mit dem C-3-Atom der vorherigen Nukleotideinheit und mit dem C-5-Atom der nachfolgenden Nukleotideinheit;

Nukleinbasen bilden eine N-glykosidische Bindung mit Pentoseresten.

Dargestellt ist die Struktur eines willkürlichen Abschnitts der DNA-Kette, der als Modell unter Einbeziehung von vier Haupt-Nukleinbasen ausgewählt wurde – Guanin (G), Cytosin (C), Adenin (A), Thymin (T). Das Prinzip der Konstruktion einer Polynukleotidkette von RNA ist das gleiche wie das von DNA, jedoch mit zwei Unterschieden: D-Ribofuranose dient als Pentoserest in RNA und nicht Thymin (wie in DNA), sondern Uracil wird in der Gruppe verwendet Nukleinbasen.

(!) Ein Ende der Polynukleotidkette, das ein Nukleotid mit einer freien 5"-OH-Gruppe enthält, wird bezeichnet 5"-Ende . Das andere Ende der Kette, an dem sich das Nukleotid mit einer freien 3"-OH-Gruppe befindet, wird als Z"-Ende .

Nukleotidverknüpfungen werden von links nach rechts geschrieben, beginnend mit dem 5 "terminalen Nukleotid. Die Struktur der RNA-Kette wird nach denselben Regeln geschrieben, während der Buchstabe "d" weggelassen wird.

Zur Bestimmung der Nukleotidzusammensetzung von Nukleinsäuren werden diese hydrolysiert mit anschließender Identifizierung der resultierenden Produkte. DNA und RNA verhalten sich unter Bedingungen der alkalischen und sauren Hydrolyse unterschiedlich. DNA ist in einer alkalischen Umgebung hydrolysebeständig , während RNA hydrolysiert sehr schnell zu Nukleotiden, die ihrerseits einen Phosphorsäurerest abspalten können, um Nukleoside zu bilden. N -Glykosidische Bindungen sind in alkalischen und neutralen Medien stabil . Deshalb, um sie zu teilen Säurehydrolyse verwendet wird . Optimale Ergebnisse werden durch enzymatische Hydrolyse unter Verwendung von Nukleasen, einschließlich Schlangengift-Phosphodiesterase, die Esterbindungen spalten, erzielt.

Zusammen mit Nukleotid Zusammensetzung Das wichtigste Merkmal von Nukleinsäuren ist Nukleotidsequenz , d. h. die Reihenfolge des Wechsels von Nukleotideinheiten. Diese beiden Eigenschaften sind im Konzept der Primärstruktur von Nukleinsäuren enthalten.

Primäre Struktur Nukleinsäuren wird durch die Sequenz von Nukleotideinheiten bestimmt, die durch Phosphodiesterbindungen zu einer kontinuierlichen Polynukleotidkette verbunden sind.

Der allgemeine Ansatz zur Ermittlung der Sequenz von Nukleotideinheiten ist die Verwendung der Blockmethode. Zunächst wird die Polynukleotidkette mit Hilfe von Enzymen und chemischen Reagenzien in kleinere Fragmente (Oligonukleotide) gespalten, die durch spezifische Methoden entschlüsselt und anhand der gewonnenen Daten die strukturelle Abfolge der gesamten Polynukleotidkette reproduziert wird.

Die Kenntnis der Primärstruktur von Nukleinsäuren ist notwendig, um die Beziehung zwischen ihrer Struktur und ihrer biologischen Funktion aufzudecken sowie den Mechanismus ihrer biologischen Wirkung zu verstehen.

Komplementarität Basen liegen den Mustern zugrunde, die die Nukleotidzusammensetzung der DNA bestimmen. Diese Muster werden formuliert E. Chargaff :

Die Anzahl der Purinbasen ist gleich der Anzahl der Pyrimidinbasen;

Die Menge an Adenin ist gleich der Menge an Thymin, und die Menge an Guanin ist gleich der Menge an Cytosin;

Die Anzahl der Basen, die eine Aminogruppe in den Positionen 4 der Pyrimidin- und 6 Purinkerne enthalten, ist gleich der Anzahl der Basen, die eine Oxogruppe in denselben Positionen enthalten. Das bedeutet, dass die Summe aus Adenin und Cytosin gleich der Summe aus Guanin und Thymin ist.

Für RNA gelten diese Regeln entweder nicht oder werden mit einer gewissen Annäherung erfüllt, da RNA viele kleinere Basen enthält.

Die Komplementarität von Ketten ist die chemische Grundlage der wichtigsten Funktion der DNA – der Speicherung und Übertragung von Erbanlagen. Die Erhaltung der Nukleotidsequenz ist der Schlüssel zur fehlerfreien Übertragung genetischer Informationen. Eine Veränderung der Basensequenz in jeder DNA-Kette führt zu stabilen erblichen Veränderungen und folglich zu Veränderungen in der Struktur des codierten Proteins. Solche Änderungen werden aufgerufen Mutationen . Mutationen können als Ergebnis des Austauschs eines beliebigen komplementären Basenpaars durch ein anderes auftreten. Der Grund für diese Substitution kann eine Verschiebung im tautomeren Gleichgewicht sein.

Im Fall von Guanin beispielsweise ermöglicht die Gleichgewichtsverschiebung in Richtung der Lactim-Form die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen mit Thymin, einer ungewöhnlichen Base für Guanin, und die Bildung eines neuen Guanin-Thymin-Paares anstelle des traditionellen Guanin-Cytosin-Paares.

Der Ersatz „normaler“ Basenpaare wird dann beim „Umschreiben“ (Transkription) übertragen genetischer Code von DNA zu RNA und führt letztendlich zu einer Veränderung der Aminosäuresequenz im synthetisierten Protein.

Alkaloide: chemische Klassifizierung; basische Eigenschaften, Salzbildung. Vertreter: Chinin, Nikotin, Atropin.

Alkaloide sind eine große Gruppe natürlicher stickstoffhaltiger Verbindungen überwiegend pflanzlichen Ursprungs. Natürliche Alkaloide dienen als Vorbilder für die Entwicklung neuer Medikamente, die oft wirksamer und gleichzeitig einfacher aufgebaut sind.

Derzeit, abhängig von der Herkunft des Stickstoffatoms in der Struktur des Moleküls, Zu den Alkaloiden gehören:

Echte Alkaloide - Verbindungen, die aus Aminosäuren gebildet werden und ein Stickstoffatom in der Zusammensetzung des Heterocyclus enthalten (Hyoscyamin, Coffein, Platifillin).

Protoalkaloide – Verbindungen, die aus Aminosäuren gebildet werden und ein aliphatisches Stickstoffatom in der Seitenkette enthalten (Ephedrin, Capsaicin).

Pseudoalkaloide - stickstoffhaltige Verbindungen von Terpen- und Steroidnatur (Solasodin).

BEI Einstufung Alkaloide gibt es zwei Ansätze. Chemische Klassifizierung basierend auf der Struktur des Kohlenstoff-Stickstoff-Skeletts:

Derivate von Pyridin und Piperidin (Anabazin, Nikotin).

Mit kondensierten Pyrrolidin- und Piperidinringen (Tropanderivate) - Atropin, Kokain, Hyoscyamin, Scopolamin.

Chinolinderivate (Chinin).

Isochinolin-Derivate (Morphin, Codein, Papaverin).

Indolderivate (Strychnin, Brucin, Reserpin).

Purinderivate (Koffein, Theobromin, Theophyllin).

Imidazolderivate (Pilocarpin)

Steroidalkaloide (Solasonin).

Acyclische Alkaloide und Alkaloide mit exocyclischem Stickstoffatom (Ephedrin, Spherophysin, Kolhamin).

Eine andere Art der Klassifizierung von Alkaloiden basiert auf einem botanischen Merkmal, wonach Alkaloide nach pflanzlichen Quellen gruppiert werden.

Die meisten Alkaloide hat grundlegende Eigenschaften mit denen ihr Name zusammenhängt. In Pflanzen kommen Alkaloide in Form von Salzen mit organischen Säuren (Zitronensäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Oxalsäure) vor.

Isolierung aus pflanzlichen Rohstoffen:

1. Methode (Extraktion in Form von Salzen):

2. Methode (Extraktion als Basen):

Basische (alkalische) Eigenschaften Alkaloide werden in unterschiedlichem Ausmaß exprimiert. In der Natur kommen häufiger tertiäre Alkaloide vor, seltener sekundäre oder quartäre Ammoniumbasen.

Aufgrund ihres basischen Charakters bilden Alkaloide mit Säuren unterschiedlich starke Salze. Salze von Alkaloiden leicht zersetzbar durch Ätzalkalien und Ammoniak . Dabei werden freie Basen unterschieden.

Aufgrund ihrer basischen Natur interagieren Alkaloide mit Säuren Salze bilden . Diese Eigenschaft wird bei der Isolierung und Reinigung von Alkaloiden, ihrer quantitativen Bestimmung und der Herstellung von Arzneimitteln genutzt.

Alkaloide-Salze Gut in Wasser löslich und Äthanol (insbesondere in verdünnter Form) beim Erhitzen, schlecht oder gar nicht löslich in organischen Lösungsmitteln (Chloroform, Ethylether usw.). Als Ausnahmen können als Scopolaminhydrobromid, Kokainhydrochloride und einige Opiumalkaloide bezeichnet werden.

Basenalkaloide in der Regel nicht in Wasser auflösen aber gut löslich in organischen Lösungsmitteln. Ausnahme sind Nikotin, Ephedrin, Anabazin, Koffein, die sowohl in Wasser als auch in organischen Lösungsmitteln gut löslich sind.

Vertreter.

Chinin - ein aus der Rinde des Chinarindenbaums isoliertes Alkaloid ( Chinarinde oficinalis) - stellt farblose Kristalle mit sehr bitterem Geschmack dar. Chinin und seine Derivate wirken fiebersenkend und gegen Malaria.

Nikotin - das Hauptalkaloid von Tabak und Shag. Nikotin ist hochgiftig, die tödliche Dosis für Menschen beträgt 40 mg/kg, und natürliches linksdrehendes Nikotin ist 2-3 mal giftiger als synthetisches rechtsdrehendes.

Atropin - racemische Form von Hyoscyamin , hat anticholinerge Wirkung (krampflösend und mydriatisch).

Alkaloide: methylierte Xanthine (Koffein, Theophyllin, Theobromin); Säure-Base-Eigenschaften; ihre qualitativen Antworten.

Purinalkaloide sollten als betrachtet werden N-methylierte Xanthine - basierend auf dem Xanthinkern (2,6-Dihydroxopurin). Die bekanntesten Mitglieder dieser Gruppe sind Koffein (1,3,7-Trimethylxanthin), Theobromin (3,7-Dimethylxanthin) und Theophyllin (1,3-Dimethylxanthin), die in Kaffee- und Teebohnen, Kakaobohnenschalen und Kolanüssen enthalten sind. Koffein, Theobromin und Theophyllin sind in der Medizin weit verbreitet. Koffein wird hauptsächlich als Psychostimulans, Theobromin und Theophyllin als kardiovaskuläre Mittel verwendet.

1. Es ist ein starkes Stimulans des zentralen Nervensystems, das die Phosphodiesterase hemmt, die die Wirkung der Hormone Adrenalin und Norepinephrin vermittelt. Harnsäure verlängert (verlängert) die Wirkung dieser Hormone auf das ZNS.

2. Es hat antioxidative Eigenschaften – es kann mit freien Radikalen interagieren.

Der Harnsäurespiegel im Körper wird auf genetischer Ebene gesteuert. Menschen mit einem hohen Harnsäurespiegel zeichnen sich durch eine gesteigerte Vitalität aus.

Erhöhte Harnsäurewerte im Blut ( Hyperurikämie) ist unsicher. Harnsäure selbst und insbesondere ihre Uratsalze (Natriumsalze der Harnsäure) sind schlecht wasserlöslich. Bereits bei einer leichten Konzentrationserhöhung beginnen sie auszufallen und zu kristallisieren und bilden Steine. Kristalle werden vom Körper als Fremdkörper wahrgenommen. In den Gelenken werden sie von Makrophagen phagozytiert, die Zellen selbst zerstört und hydrolytische Enzyme aus ihnen freigesetzt. Dies führt zu einer Entzündungsreaktion, begleitet von starken Schmerzen in den Gelenken. Eine solche Krankheit heißt Gicht. Eine andere Krankheit, bei der sich Uratkristalle im Nierenbecken oder in der Blase ablagern, ist als bekannt Urolithiasis-Krankheit.

Zur Behandlung von Gicht und Urolithiasis werden verwendet:

Xanthinoxidase-Enzyminhibitoren. Beispielsweise ist Allopurinol, eine Purinsubstanz, ein kompetitiver Enzyminhibitor. Die Wirkung dieses Arzneimittels führt zu einer Erhöhung der Konzentration von Hypoxanthin. Hypoxanthin und seine Salze sind besser wasserlöslich und werden leichter aus dem Körper ausgeschieden.

Diätlebensmittel, die Lebensmittel ausschließen, die reich an Nukleinsäuren, Purinen und ihren Analoga sind: Fischrogen, Leber, Fleisch, Kaffee und Tee.

Lithiumsalze, da sie in Wasser besser löslich sind als Natriumurate.

Synthese von Nukleinsäuren Synthese von Mononukleotiden

Die De-novo-Mononukleotid-Synthese erfordert sehr einfache Substanzen: CO 2 und Ribose-5-Phosphat (ein Produkt des 1. Schritts des GMP-Wegs). Die Synthese erfolgt unter Verbrauch von ATP. Außerdem werden nicht essentielle Aminosäuren benötigt, die im Körper synthetisiert werden, daher leidet die Synthese von Nukleinsäuren auch bei völligem Hungern nicht.

DIE ROLLE DER AMINOSÄUREN BEI DER SYNTHESE VON MONONUCLEOTIDES

Asparagin. Es ist ein Amidgruppendonor.

Asparaginsäure.

a) Es ist ein Aminogruppen-Donor

Glycin

a) Es ist ein aktiver C 1 -Donor.

b) Beteiligt sich an der Synthese des gesamten Moleküls.

Heiter. Es ist ein Spender von aktivem C 1 .

ÜBERTRAGUNG VON EIN-KOHLENSTOFF-FRAGMENTEN

Im menschlichen Körper gibt es Enzyme, die die C 1 -Gruppe aus bestimmten Aminosäuren herauslösen können. Solche Enzyme sind komplexe Proteine. Enthält ein Vitaminderivat als Coenzym BEI AUS - Folsäure. In grünen Blättern ist viel Folsäure enthalten, außerdem wird dieses Vitamin von der Darmflora synthetisiert. In Körperzellen Folsäure(FA) wird unter Beteiligung des Enzyms zweimal reduziert (Wasserstoff wird hinzugefügt). NADP . H 2 -abhängige Reduktase und wird in Tetrahydrofolsäure (THFA) umgewandelt.

Aktives C 1 wird aus Glycin oder Serin extrahiert.

Im katalytischen Zentrum des Enzyms, das THPA enthält, befinden sich zwei -NH-Gruppen, die an der Bindung von aktivem C 1 beteiligt sind. Schematisch lässt sich der Prozess wie folgt darstellen:

Das in der Rückreaktion gebildete NADH 2 kann zur Reduktion von Pyruvat zu Lactat (glykolytische Oxidoreduction) verwendet werden. Die Reaktion wird durch das Enzym Glycinsynthetase katalysiert. Danach wird Methylen-THPA vom Proteinteil des Enzyms getrennt, und dann sind zwei Varianten seiner Umwandlung möglich:

Methylen-THFA kann ein Nicht-Protein-Teil von Enzymen für die Synthese von Mononukleotiden werden.

Die Methylengruppe kann modifiziert werden zu:

Diese Gruppen sind nur mit einem der Stickstoffatome von THPA assoziiert, können aber auch Substrate für die Synthese von Mononukleotiden werden.

Daher wird jede der mit THPA assoziierten Gruppen als aktives C 1 bezeichnet.

Für die Synthese eines der Nukleotide wird die aktive Form von Ribosephosphat benötigt - Phosphoribosylpyrophosphat(FRPP), gebildet in der folgenden Reaktion:

Phosphoribosylpyrophosphatkinase (FRPP-Kinase) ist das Schlüsselenzym für die Synthese aller Mononukleotide. Dieses Enzym wird durch das Negativprinzip gehemmt Rückmeldungüberschüssiges AMP und GMF. Bei einem genetischen Defekt der FRPP-Kinase geht die Empfindlichkeit des Enzyms gegenüber der Wirkung seiner Inhibitoren verloren. Infolgedessen nimmt die Produktion von Purinmononukleotiden zu und daher wird die Geschwindigkeit ihrer Zerstörung beobachtet, was zu einer Erhöhung der Konzentration von Harnsäure - Gicht führt.

Nach der Bildung von FRPP sind die Synthesereaktionen von Purin- und Pyrimidinmononukleotiden unterschiedlich.

WICHTIGSTE UNTERSCHIEDE BEI ​​DER SYNTHESE VON PURIN- UND PYRIMIDIN-MONONUKLEOTIDEN:

Synthesefunktion Purin Nukleotide besteht darin, dass die zyklische Struktur der Stickstoffbase Purin auf der aktiven Form von Ribosephosphat wie auf einer Matrix allmählich vervollständigt wird. Während der Cyclisierung wird ein fertiges Purinmononukleotid erhalten.

Beim Synthetisieren Pyrimidin Mononukleotiden wird zunächst eine zyklische Struktur einer Pyrimidin-Stickstoffbase gebildet, die in der fertigen Form auf Ribose übertragen wird - an die Stelle von Pyrophosphat.

SYNTHESE VON PURINMONONUKLEOTIDEN (AMP und GMP)

AUS Es gibt 10 allgemeine und 2 spezifische Etappen. Ergebend allgemeine Reaktionen ein Purinmononukleotid wird gebildet, das ein gemeinsamer Vorläufer von zukünftigem AMP und GMP ist – Inosinmonophosphat (IMP). IMP enthält Hypoxanthin als stickstoffhaltige Base.

Der Purinring ist aus CO 2 , Asparaginsäure, Glutamin, Glycin und Serin aufgebaut. Diese Substanzen sind entweder vollständig in der Purinstruktur enthalten oder werden von separaten Gruppen zu ihrem Aufbau übertragen.

Asparaginsäure spendet eine Aminogruppe und wird in Fumarsäure umgewandelt.

Glycin: 1) ist vollständig in der Struktur der Stickstoffbase Purin enthalten; 2) ist eine Quelle für ein Ein-Kohlenstoff-Radikal.

Serin: auch ein Ein-Kohlenstoff-Radikalspender.

FRPP + Glutamin -------> Glutamat + FF + Phosphoribosylamin

Das Enzym, das diese Reaktion katalysiert, heißt Phosphoribosylamidotransferase. Es ist ein Schlüsselenzym bei der Synthese aller Purinmononukleotide. Geregelt nach dem Prinzip der Gegenkopplung. Allosterische Inhibitoren dieses Enzyms sind AMP und GMF.

In der zweiten Stufe interagiert Phosphoribosylamin mit Glycin.

Die dritte Stufe ist der Einbau eines Kohlenstoffatoms, dessen Donor Glycin oder Serin ist.

Dann ist das sechsgliedrige Fragment des Purinrings vollständig:

4. Stufe - Carboxylierung mit Hilfe der aktiven Form von CO 2 unter Beteiligung von Vitamin H - Biotin.

5. Stufe - Aminierung unter Beteiligung der Aminogruppe aus Aspartat.

6. Stufe - Aminierung aufgrund der Aminogruppe von Glutamin.

Die 7., letzte Stufe ist die Einbeziehung eines Ein-Kohlenstoff-Fragments (unter Beteiligung von THPA), und ein fertiger IMF wird gebildet.

Dann finden spezifische Reaktionen statt, wodurch IMP entweder zu AMP oder zu GMP umgewandelt wird. Bei einer solchen Umwandlung erscheint eine Aminogruppe im Molekül und im Falle der Umwandlung in AMP anstelle der OH-Gruppe. Wenn AMP gebildet wird, ist Asparaginsäure die Stickstoffquelle und Glutamin ist für die Bildung von GMP notwendig.

In einigen Geweben gibt es einen alternativen Syntheseweg - Recycling(Wiederverwendung) von purinstickstoffhaltigen Basen, die beim Abbau von Nukleotiden entstanden sind.

Enzyme, die Wiederverwendungsreaktionen katalysieren, sind am aktivsten in sich schnell teilenden Zellen (Embryonalgewebe, rotes Knochenmark, Krebszellen) sowie im Hirngewebe. Das Diagramm zeigt, dass das Enzym Guanin-Hypoxanthin-FRPP-Transferase hat eine breitere Substratspezifität als Adenin-FRPP-Transferase- es kann neben Guanin auch Hypoxanthin tragen - es entsteht IMP. Beim Menschen liegt bei diesem Enzym ein Gendefekt vor – die „Lesch-Nyhan-Krankheit“. Solche Patienten sind durch ausgeprägte morphologische Veränderungen im Kopf und gekennzeichnet Knochenmark, geistige und körperliche Behinderung, Aggression, Autoaggression. In einem Tierexperiment wird das Autoaggressionssyndrom modelliert, indem ihnen Koffein (Purin) in hohen Dosen zugeführt wird, was den Prozess der Guaninverwertung hemmt.

Harnsäure liegt in Form von farblosen Kristallen vor. Es löst sich praktisch nicht in Äther und Wasser. Diese Substanz wurde erstmals 1775 von Karl Scheele entdeckt. Er konnte es in Steinen finden, daher wurde die Substanz "Gesteinssäure" genannt. Den endgültigen Namen gab der Franzose Antoine Fukura, als er diese Komponente im Urin fand. Die elementare Zusammensetzung wurde von dem Wissenschaftler Liebig beschrieben.

Harnsäure bekommen

Die Synthese wurde erstmals 1882 von Gorabachevskii hergestellt. Dann erhitzte er Harnstoff mit Glykokol auf eine Temperatur von +230 Grad. Natürlich wendet heute niemand dieses Verfahren an. Erstens zeichnet es sich durch seine Komplexität aus. Zweitens ist es möglich, vernachlässigbar zu synthetisieren ein kleiner Teil Produkt. Die gewünschte Säure kann durch Synthetisieren von Harnstoff mit Trichlormilchsäure sowie Chloressigsäure erhalten werden. Das am besten geeignete Empfangsprinzip wurde von Roosen und Behrend entwickelt. Es besteht in der Kondensation von Harnstoff mit Isodialursäure.

Das Guano-Extraktionsverfahren wird verwendet. Hier ist etwa ein Viertel der Gesamtzusammensetzung Harnsäure. Zur Extraktion muss die Zusammensetzung selbst mit Schwefelsäure erhitzt und dann in einer großen Menge Wasser gelöst werden. Dann wird alles filtriert, in ätzendem Kalium gelöst. Die Sedimentation erfolgt mit von Salzsäure. Auch heute wird das Verfahren der Harnstoffkondensation unter Verwendung von Cyanessigester aktiv genutzt. Aber auch hier ist eine zusätzliche Verarbeitung erforderlich, um ein reines Produkt zu erhalten. Heute sind die Technologien recht gut ausgetestet, sie ermöglichen es, Harnsäure in den erforderlichen Mengen zu extrahieren.

Welche Funktionen erfüllt es?

Es ist ein starkes ZNS-Stimulans, das die Phosphodiesterase hemmt. Es ist notwendig, um eine Wirkung zwischen Norepinephrin und Adrenalin herzustellen. Außerdem wird Milchsäure benötigt, um die Wirkungsdauer dieser Hormone zu verlängern. Die Substanz interagiert gut mit freien Radikalen, dient als Antioxidans.

Die Menge an Harnsäure im menschlichen Körper wird auf genetischer Ebene kontrolliert. Wenn eine Person viel davon im Körper hat, hat sie einen ausgezeichneten Ton und eine hohe Aktivität.

Allerdings übermäßige Mengen an gegebene Substanz Blut ist gefährlich. Die Säure selbst und insbesondere ihre Salze sind in Wasser praktisch unlöslich. Selbst bei einer unbedeutenden Volumenzunahme fallen sie aus, es kommt zu einem Kristallisationsprozess, wodurch sich Steine ​​​​bilden. Der Körper nimmt Kristalle als Fremdkörper wahr. Im Gelenkgewebe werden sie phagozytiert, was zur Zellzerstörung und zum Auftreten von hydrolytischen Enzymen führt. Dieser Prozess führt zu Entzündungen, begleitet von starken Schmerzen in den Gelenken. So entsteht Gicht. Kommt es zu einer Ansammlung in der Harnröhre, kommt es zur Urolithiasis.

Wie kommen Sie mit den beiden aufgeführten Krankheiten zurecht?

Zunächst sollten Sie sich um den Entzug aller schädlichen Substanzen kümmern. Allopurinol leistet hervorragende Arbeit. Außerdem wird dem Patienten eine spezielle Diät verschrieben, in deren Produkten keine Nukleinsäuren enthalten sind. Lithiumsäfte helfen auch sehr.

Anwendung von Harnsäure

Die Schwierigkeit liegt darin, dass Harnsäure heute in einer Vielzahl von Produkten enthalten ist. Sie sollten deren Liste kennen, da ein Übermaß an dieser Komponente dazu führen kann ernsthafte Krankheit Gelenke und Blase. Welche Lebensmittel haben einen hohen Harnsäuregehalt? Zunächst einmal dies Weizenbrot, Joghurt, Wurst, Hefe. Studien zeigen, dass ein Überschuss des Stoffes in Bier, Wurst, Hüttenkäse und anderen enthalten ist. Besonders gefährliche Ärzte Serum berücksichtigt wird, zeigen auch die Ergebnisse von Studien, die in durchgeführt wurden letzten Jahren. Dies bedeutet nicht, dass diese Produkte vollständig aufgegeben werden sollten. Nein, aber Sie sollten sie nicht im Übermaß konsumieren. moderne Industrie aktiv an der Extraktion von Koffein aus Milchsäure beteiligt, die aktiv in Tee und anderen belebenden Getränken verwendet wird. Wie Sie wissen, hilft diese Komponente schließlich, den Ton zu erhöhen.

Es sollte beachtet werden, dass Harnsäure derzeit nicht verwendet wird Medikamente, da unkontrollierter Verzehr zu Gicht führen kann. Heute tragen die gängigsten auf dem Markt dazu bei, diese Komponente aus dem Körper zu entfernen, in den letzten Jahrzehnten waren sie sehr beliebt, so die Fallzahlen Urolithiasis und Gicht nimmt allmählich zu.

Harnsäure wird aktiv in höheren und sekundären verwendet Bildungsinstitutionen als Reagenz. Es wird aktiv von Forschungslabors für Experimente gekauft. Wie Sie sehen können, ist diese Komponente sehr beliebt und wird in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt. Gleichzeitig sind viele vorsichtig und versuchen ständig, eine Liste von Produkten zu finden, in denen es sich befindet. Wenn Sie Alkohol und Milchprodukte nicht missbrauchen, dann nein spezielle Probleme sollte nicht vorkommen. In jedem Fall sollten alle Menschen über 30 mindestens alle paar Jahre ihren Milchsäurespiegel kontrollieren lassen.