Struktur Adenin, Biosintesis, Fungsi

Itu Adenine Ini adalah basa nitrogen purin, ditemukan dalam asam ribonukleat (RNA) dan deoksiribonukleat (DNA) dari organisme dan virus hidup. Beberapa fungsi dari biopolimer ini (RNA dan DNA) adalah penyimpanan, replikasi, rekombinasi dan transfer informasi genetik.

Untuk membentuk asam nukleat, pertama-tama atom nitrogen 9 dari adenin membentuk ikatan glukosida dengan premi karbon 1 (C1 ') dari ribosa (RNA) atau dari 2'-desexirribosa (dari DNA). Dengan cara ini, adenin adenosin atau bentuk nukleosida adenosin.

Sumber: Pepemonbu [CC BY-SA 3.0 (http: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0/]]

Kedua, karbon oksidril (-oh) karbon 5 '(ribosa atau 2'-disaxiribus)), dari adenosin, membentuk hubungan ester dengan gugus fosfat.

Dalam sel hidup, tergantung pada jumlah gugus fosfat yang ada, itu bisa adenosín-5'-monophosphate (amp), adenosine-5'-difosfat (ADP) dan adenosín-5'-trifosfat (ATP). Setara yang memiliki 2'-desexirribosa juga ada. Misalnya, deoxyadenosín-5'-monophosphate (lembab), dll.

[TOC]

Struktur dan karakteristik

Adenin, yang disebut 6-aminopurine, memiliki formula empiris C₅H₅N₅, Dan memiliki berat molekul 135,13 g/mol, dimurnikan sebagai padatan kuning samar, dengan titik didih 360ºC.

Molekulnya memiliki struktur kimia cincin ganda dengan ikatan konjugat ganda, yang merupakan fusi pirimidin dengan kelompok imidazol. Karena itu, adenin adalah molekul heterosiklik datar.

Ini memiliki kelarutan relatif 0,10 g/ml (pada 25 ºC), dalam larutan asam dan asam basa, dengan PKA 4,15 (pada 25 ° C).

Untuk alasan yang sama ini, kemungkinan akan terdeteksi dengan absorbansi pada 263 nm (dengan koefisien E -Bsorpsi E^{1,2 mm} = 13.2 m^-1.cm^-1 Dalam HCl 1.0 m), area spektrum elektromagnetik yang sesuai dengan ultraviolet dekat.

Biosintesis

Biosintesis nukleotida purin identik pada hampir semua makhluk hidup. Dimulai dengan transfer gugus amino dari glutamin ke substrat 5-fosforribosil-1-pirofosfat (PRPP), dan menghasilkan 5-fosforribosilamina (PRA).

Ini adalah reaksi yang dikatalisis oleh transferase glutamin-prpp, enzim utama dalam regulasi jalur metabolisme ini.

Setelah penambahan berurutan dari asam amino glutamin, glisin, metenil-folato, aspartat, n¹⁰-Refolasi Formil-Pra, yang meliputi kondensasi dan penutupan cincin, inosine-5'-monophosphate (IMP), yang unit heterosikliknya hipoksantin (6-oksipurin) diproduksi), yang merupakan 6-oksipurin).

Penambahan ini didorong oleh hidrolisis ATP ke ADP dan anorganik fosfat (PI). Selanjutnya, kelompok amino dari aspartat, dalam reaksi yang digabungkan dengan hidrolisis guanosín-tiffosfat (GTP), ditambahkan untuk akhirnya menghasilkan amp.

Yang terakhir menjalankan kontrol rute biosintetik ini melalui umpan balik negatif, bertindak pada enzim yang mengkatalisasi pembentukan PRA dan modifikasi IMP.

Dapat melayani Anda: konsumen kuaterner

Seperti halnya degradasi nukleotida lain, basis nitrogen nukleotida adenosin melewati proses yang disebut "daur ulang".

Daur ulang terdiri dalam transfer gugus fosfat dari PRPP ke adenin, dan bentuk amp dan pirofosfat (PPI). Ini adalah langkah tunggal yang dikatalisis oleh adenin fosforribosiltransferasferase.

Fungsi dalam metabolisme oksidatif dan peredam

Adenin adalah bagian dari beberapa molekul penting dalam metabolisme oksidatif, yang merupakan berikut:

1. Dyucleotide Flavina dan Adenina (FAD/FADH₂) dan nicotinamide adenine dyucleotide (NAD⁺/Nadh), yang berpartisipasi dalam reaksi reduksi oksida dengan mentransfer ion hidrida (: h^-).
2. Coenzyme A (COA), yang berpartisipasi dalam aktivasi dan transfer gugus asil.

Selama metabolisme oksidatif, NAD⁺ Ini berfungsi sebagai substrat akseptor elektron (ion hidrida) dan bentuk NADH. Sedangkan FAD adalah kofaktor yang menerima elektron dan menjadi fadh₂.

Di sisi lain, adenin membentuk fosfat dyrootic adenine nicotinamide (NADP⁺/Nadph), yang berpartisipasi dalam metabolisme pengurangan. Misalnya, NADPH adalah substrat donor elektron selama lipid dan deoksiribonukleotida biosintesis.

Adenine adalah bagian dari vitamin. Misalnya, niasin adalah prekursor NAD⁺ dan dari NADP⁺ Dan riboflavina adalah prekursor mode.

Fungsi dalam Ekspresi Gen

Adenine adalah bagian dari S-adenosylmetionine (SAM), yang merupakan donor radikal metil (-ch₃) dan berpartisipasi dalam metilasi limbah adenin dan sitosin dalam prokariota dan eukariota.

Dalam prokariota, metilasi menyediakan sistem pengakuan DNA sendiri, yang melindungi DNA dari enzim restriktifnya sendiri.

Dalam eukariota, metilasi menentukan ekspresi gen; yaitu, ia menetapkan gen mana yang harus diekspresikan dan mana yang tidak. Selain itu, metilasi adenin dapat menandai area perbaikan DNA yang rusak.

Banyak protein yang berikatan dengan DNA, seperti faktor transkripsi, memiliki residu asam amino glutamin dan asparagin yang membentuk ikatan hidrogen dengan atom N dari N⁷ Adenine.

Fungsi dalam metabolisme energi

Adenine adalah bagian dari ATP, yang merupakan molekul dengan energi tinggi; Artinya, hidrolisisnya eksergonik, dan energi bebas Gibbs adalah nilai tinggi dan negatif (-7.0 kkal/mol). Dalam sel, ATP berpartisipasi dalam banyak reaksi yang membutuhkan energi, seperti:

- Mempromosikan reaksi kimia gratis ender oleh enzim yang berpartisipasi dalam metabolisme perantara dan anabolisme, melalui pembentukan perantara energi tinggi atau reaksi digabungkan.

Itu bisa melayani Anda: Quintana roo flora dan fauna

- Mempromosikan biosintesis protein dalam ribosom, dengan memungkinkan esterifikasi asam amino dengan transfer RNA (ART) yang sesuai, untuk membentuk aminoacil-arnt.

- Promosikan pergerakan zat kimia melalui membran sel. Ada empat jenis protein konveyor: P, F, V dan ABC. Jenis ion transportasi p, f dan v dan substrat transportasi tipe ABC. Misalnya, na atasa⁺/K⁺, Kelas P, Anda memerlukan ATP untuk memompa dua sel K di dalamnya⁺ dan keluar tiga na⁺.

- Menggerakkan kontraksi otot. Ini memberikan energi yang diarahkan oleh geser filamen aktin pada myosin.

- Tingkatkan transportasi nuklir. Ketika subunit beta dari reseptor heterodimerik bergabung dengan ATP, berinteraksi dengan komponen kompleks pori nuklir.

Fungsi lainnya

Adenosin berfungsi sebagai ligan penerima protein yang ada dalam neuron dan sel epitel usus, di mana ia bertindak sebagai messenger ekstraseluler atau neuromodulator, karena perubahan dalam metabolisme energi seluler terjadi.

Adenine hadir dalam agen antivirus yang kuat seperti Arabiniladenina (Araa), yang diproduksi oleh beberapa mikroorganisme. Selain itu, ada dalam puromicine, antibiotik yang menghambat biosintesis protein dan diproduksi oleh mikroorganisme genus Streptomyces.

Dalam amp berfungsi sebagai substrat reaksi yang menghasilkan messenger AMP siklik kedua (AMPC). Senyawa ini diproduksi oleh enzim adenilat siklase sangat penting dalam banyak air terjun pensinyalan intraseluler, yang diperlukan untuk proliferasi dan kelangsungan hidup sel, serta peradangan dan kematian sel.

Sulfat dalam keadaan bebas Anda tidak reaktif. Setelah sel masuk menjadi adenosine-5'-fosfosulfat (APS), dan kemudian dalam 3'-fosfoadenosín-5'-fosfosulfat (PAPS). Pada mamalia, PAPS adalah donor gugus sulfat dan membentuk ester sulfat organik seperti heparin dan chondroitin.

Dalam biosintesis sistein, S-adenosylmetionine (SAM) berfungsi sebagai prekursor sintesis S-adenosylhomocysteine, yang diubah oleh beberapa langkah, dikatalisis oleh enzim, dalam sistein.

Sintesis prebiotik

Secara eksperimental telah ditunjukkan bahwa menjaga hidrogen sianida (HCN) dan amonia (NH₃), dalam kondisi laboratorium yang mirip dengan yang memerintah di bumi primitif, adenin terjadi dalam campuran yang dihasilkan. Ini terjadi tanpa perlu beberapa sel hidup atau bahan seluler untuk hadir.

Kondisi prebiotik termasuk tidak adanya oksigen molekul bebas, atmosfer yang sangat mengurangi, radiasi ultraviolet yang intens, lengkungan listrik besar seperti yang dihasilkan dalam badai, dan suhu tinggi. Ini mengasumsikan bahwa adenin adalah basa nitrogen utama dan paling berlimpah yang terbentuk selama kimia prebiotik.

Dapat melayani Anda: flora dan fauna dari Eropa

Dengan demikian, sintesis Adenina akan merupakan langkah kunci yang memungkinkan asal sel pertama. Ini harus memiliki membran yang membentuk kompartemen tertutup, di dalamnya akan menjadi molekul yang diperlukan untuk membangun polimer biologis pertama yang diperlukan untuk persiapan diri sendiri.

Saya menggunakan sebagai faktor kultur seluler dan terapeutik

Adenine, bersama dengan senyawa kimia organik dan anorganik lainnya, merupakan bahan penting dari resep yang digunakan dalam semua laboratorium biokimia, genetik, biologi molekuler dan mikrobiologi di dunia, untuk mengolah sel -sel yang layak dari waktu ke waktu.

Ini karena varietas sel liar normal dapat mendeteksi dan menangkap adenin yang tersedia dan menggunakannya untuk mensintesis nukleosida adeninnya sendiri.

Ini menyiratkan bentuk kelangsungan hidup sel, yang menghemat sumber daya internal yang mensintesis molekul biologis yang lebih kompleks dari prekursor sederhana yang diambil dari luar negeri.

Dalam model eksperimental penyakit ginjal kronis, tikus memiliki mutasi pada gen fosforribosiltransferase adenin yang menghasilkan enzim non -aktif enzim. Tikus -tikus ini diberikan oleh kandungan kandungan adenin, natrium sitrat dan glukosa, secara intravena, untuk mempromosikan pemulihan yang cepat.

Perawatan ini didasarkan pada fakta bahwa PRPP, metabolit awal untuk biosintesis purin, disintesis dari ribosa-5-fosfat oleh jalur pentosa fosfat, yang metabolit awalnya adalah glukosa-6-fosfat. Namun, banyak dari solusi ini tidak disetujui oleh badan pengatur internasional untuk penggunaan manusia.

Referensi

1. Burstock, g. 2014. Purines dan PurinoCeptors. Tinjauan Biologi Molekuler. Modul Referensi dalam Ilmu Biomedis. Word Wide Web Address: https: // doi.org/10.1016/B978-0-12-801238-3.04741-3
2. Claramount, d. et al. 2015. Model hewan penyakit kronik anak. Nefrologiyoke,35 (6): 517-22.
3. Coade, s. Dan Pearson, J. 1989. Metabolisme nukleotida adenin. Penelitian Sirkulasi, 65: 531-37
4. Dawson, r. et al. 1986. Data untuk penelitian biokimia. Clarendon Press, Oxford.
5. Drougbank. 2019. Lembar Kimia Adenine.  Word Wide Web Address: https: // www.CHANKBANK.CA/OBAT/DB00173
6. Horton, R; Moran, L; Scrimgeour, G; Perry, m. Dan rawn, D. 2008. Prinsip Biokimia. Edisi ke -4. Pendidikan Pearson.
7. Ksatria, g. 2009. Penerima Purinergik. Encyclopedia of Neuroscience. 1245-52. Word Wide Web Address: https: // doi.org/10.1016/B978-008045046-9.00693-8
8. Mathews, Van Holde, Ahern. 2001. Biokimia. Edisi ke -3.
9. Murgola, e. 2003. Adenine. Encyclopedia of Genetics. Word Wide Web Address: https: // doi.org/10.1006/rwgn.2001.0008
10. Murray, R; Granner, D; Mayes, p. Dan Rodwell, v. 2003. Biokimia Illustrated Harper. 26^th Edisi. Perusahaan McGraw-Hill.
11. Nelson, DL & Cox, M. 1994. Lehninger. Prinsip Biokimia. Edisi ke -4. Ed Omega.
12. Sigma-Aldrich. 2019. Lembar Kimia Adenine. Word Wide Web Address: https: // www.Sigmaaldrich.com/catog/produk/aldrich/ga8626?Lang = di