Đại cương
Các Nu có thể được xem như một trong những sản phẩm chuyển hóa quan trọng của tế bào. Nu được tìm thấy chủ yếu như các đơn vị đơn thể bao gồm các acid nucleic chủ chốt của tế bào, RNA và DNA. Tuy nhiên, chúng được đòi hỏi cho nhiều hoạt động chức năng khác của tế bào. Ví dụ:
1.Dự trữ năng lượng để sử dụng cho phản ứng vận chuyển phosphate trong tương lai. Các phản ứng này được thực hiện chủ yếu bởi ATP.
2.Hình thành bộ phận của vài coenzym quan trọng như NAD+, NADP+, FAD và coenzym A.
3.Là yếu tố dàn xếp của nhiều quá trình nội bào quan trọng như chất truyền tin thứ 2 trong các hiện tượng chuyển nạp.Chất truyền tin thứ hai chiếm ưu thế là AMP vòng [cAMP], một dẫn xuất dạng vòng của AMP hình thành từ ATP.
4.Điều khiển nhiều phản ứng thuộc enzym qua những tác động dị lập thể trên hoạt động enzym.
5.Là trung gian hoạt hóa trong nhiều phản ứng sinh tổng hợp bao gồmS-adenosylmethionine [S-AdoMet or SAM] liên quan đến phản ứng vận chuyển methyl cũngnhư các Nu được ghép cặp với đường liên quan đến tổng hợpprotein và glycoprotein.
Cấu trúc và danh pháp Nucleoside and Nucleotide
Các Nu được tìm thấy trong tế bào là các dẫn xuất dị vòng của các hợp chất cơ bản bậc cao , purine và pyrimidine.
Bản chất kiềm hóa học của các nucleotide đã cho chúng một thuật ngữ phổ biến base khi chúng kết hợp với các nucleotide hiện diện trong DNA và RNA. Có năm base chủ yếu được tìm thấy trong các tế bào. Các dẫn xuất của purine được gọi là adenine và guanine, và các dẫn xuất của pyrimidine được gọi là thymine, cytosine và uracil. Các chữ viết tắt thường được sử dụng cho các base là, A, G, T, C và U.
Các base purine và pyrimidine trong các tế bào được liên kết với carbohydrate và theo hình thức này được gọi là nucleoside. Các nucleoside gắn với D-ribose hoặc 2-deoxy-D-ribose thông qua một liên kết β-N-glycosidic giữa cacbon anomeric của ribose và N9 của purine hoặc N1 của pyrimidine.
Các base có thể tồn tại trong 2 định hướng riêng biệt về cầu N-glycosidic. Những cấu tạo được xác định là syn hay anti. Các cấu trúc anti chiếm ưu thế hơn trong tự nhiên.
Nucleoside được tìm thấy trong các tế bào chủ yếu ở dạng phosphoryl hóa của chúng. Chúng được gọi là nucleotide. Các vị trí phổ biến nhất của sự phosphoryl hóa các nucleotide được tìm thấy trong các tế bào là các nhóm hydroxyl thuộc carbon 5của ribose. Các nguyên tử carbon của ribose hiện diện ở nucleotide được thiết kế với mộtdấu []để phân biệt với số khung cacbon trong các base. Nucleotides có thể tồn tại ở dạng mono-, di-, tri-phosphoryl hóa .
Nucleotides có những chữ viết tắt khác nhau cho phép xác định dễ dàng cấu trúc và tình trạngphosphoryl hóa. Dạngmonophosphoryl hóa của adenosine [adenosine-5-monophosphate] được viết là AMP. Di-và tri-phosphoryl hóa tương ứng được viết là ADP và ATP, tương ứng. Việc sử dụng các chữ viết tắt chỉ ra rằng nucleotide đang trong các dạng nào của phosphoryl hóa đầu 5. Di và tri-phosphate của nucleotide được liên kết bởi các cầu anhydric acid. Cầu nối Acid anhydrit có một ΔG0 cao cho sự thủy phân nhằm tạo điện thế cao để vận chuyển các phosphatetới các phân tử khác. Đó là thuộc tính của các nucleotide màdẫn đến sự tham gia của chúng trong các phản ứng chuyển nhóm trong tế bào.
Các nucleotide được tìm thấy trong DNA là duy nhất từ những RNA trong đó ribose tồn tại trong các hình thức 2-deoxy và các chữ viết tắt của nucleotide có chứa một d . Dạngmonophosphoryl hóa của adenosine tìm thấy trong DNA [deoxyadenosine-5-monophosphate] được viết là damp.
Uridine nucleotide không bao giờ được tìm thấy trong DNA và thymine thì hầu như chỉ tìm thấy trong DNA. Thymine được tìm thấy trong RNA vận chuyểnnhưng không có trong rRNAs và mRNA. Có một số base ít phổ biến được tìm thấy trong DNA và RNA. Base sửa đổi chính trong DNA là 5-methylcytosine. Một loạt các base sửa đổi xuất hiện trong RNA vận chuyển . Nhiều uncleotide sửa đổi được bắt gặp ở bên ngoài nội dung của DNA và RNA phục vụ các chức năng sinh học quan trọng.
Dẫn xuất adenosine
Dẫn xuất adenosine phổ biến nhất là hình thứcdạng vòng, 3-5-cyclic adenosine monophosphate, cAMP. Hợp chất này là một chất truyền tin thứ hai liên quan đến các hiện tượng chuyển nạptừ bề mặt tế bào đến các protein bên trong, ví dụ protein kinase phụ thuộc cAMP-, pKa [xem hình dưới đây]. PKA phosphoryl một số protein, do đó, ảnh hưởng đến hoạt động của chúng có thể tích cực hoặc tiêu cực. Cyclic-AMP cũng tham gia vào quy định các kênh ion bằng cách tương tác trực tiếp với các protein kênh, ví dụ như kích hoạt các thụ thể mùi bởi các phân tử thơm.
Sự hình thành cAMP xảy ra trong phản ứng để kích hoạt các thụ thể bắt cặp với adenylate cyclase. Các thụ thể này có thể có nhiều loại, ví dụ: thụ thể hormon hoặc các thụ thể mùi.
Hình 12.1:Minh họa lộ trình cAMP/PKA
Hình 12.2:Cơ chế tác dụng và vai trò của PKA.
Lộ trình đại diện cho sự kích hoạt của cAMP phụ thuộc protein kinase, PKA. Trong ví dụ này, glucagon liên kết với các thụ thể của nó trên bề mặt tế bào, do đó kích hoạt các thụ thể. Sự kích hoạt các thụ thể thì bắt cặp với sự kích hoạt của một thụ thể proteinG bắt cặp [nối GTPvà protein thủy phân ] bao gồm 3 tiểu đơn vị. Sau khi kích hoạt tiểu đơn vị αphân ly và liên kết và kích hoạt adenylate cyclase. Adenylate cylcase sau đó chuyển đổi ATP thành AMP vòng [cAMP]. cAMP do đó sản xuất sau đó liên kết với các tiểu đơn vị quản lý PKA dẫn đến phân ly của các tiểu đơn vị xúc tác liên quan. Các tiểu đơn vị xúc tác không hoạt động cho đến khi không còn phân ly các tiểu đơn vị quy định. Sau khi giải phóng tiểu đơn vị xúc tác của nhiều cơ chất phosphoryl hóa PKA bằng cách sử dụng ATP là nhà cung cấp phosphate.
S-adenosylmethionine là một dạng kích hoạt methionine phục vụ như là một nhà cung cấp methyl trong các phản ứng methyl hóa và là một nguồn propylamine trong quá trình tổng hợp polyamines.
Xem toàn bộ bài viết tại đây.