Нуклеотидную природу имеют атф

39) Свободные нуклеотиды: цамф и цгмф, атф, адф, фад, над. Строение, функции.

Циклический аденозинмонофосфат (цамф) — производное АТФ, выполняющее в организме роль вторичного посредника, использующегося для внутриклеточного распространения сигналов некоторых гормонов (например, глюкагона или адреналина), которые не могут проходить через клеточную мембрану. Превращает ряд инертных белков в ферменты (цамф-зависимые протеинкиназы), под действием которых происходит ряд биохим. реакций (проведение нервного импульса).

Образование цАМФ стимулируется адреналином.

Циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ) — это циклическая форма нуклеотида, образующаяся из гуанозинтрифосфата (GTP) ферментом гуанилатциклазой. Образование стимулируется ацетилхолином.

• цГМФ вовлечен в регуляцию биохимических процессов в живых клетках в качестве вторичного посредника (вторичного мессенджера). Характерно, что многие эффекты цГМФ прямо противоположны цАМФ.
• цГМФ активирует G-киназу и фосфодиэстеразу, гидролизующую цАМФ .
• цГМФ принимает участизе в регуляции клеточного цикла . От соотношения цАМФ/цГМФ зависит выбор клетки: прекратить деление (остановиться в G0 фазе) или продолжить, перейдя в фазу G1.
• цГМФ стимулирует пролиферацию клеток (деление), а цАМФ подавляет

Аденозинтрифосфат (АТФ) — нуклеотид, образованный азотистым основанием аденином, пятиуглеродным сахаром рибозой и тремя остатками фосфорной кислоты. Фосфатные группы в молекуле АТФ соединены между собой высокоэнергетическими (макроэргическими) связями. Связи между фосфатными группами не очень прочные, и при их разрыве выделяется большое количество энергии. В результате гидролитического отщепления от АТФ фосфатной группы образуется аденозиндифосфорная кислота (АДФ) и высвобождается порция энергии.

• Вместе с другими нуклеозидтрифосфатами АТФ является исходным продуктом при синтезе нуклеиновых кислот.
• АТФ отводится важное место в регуляции множества биохимических процессов. Являясь аллостерическим эффектором ряда ферментов, АТФ, присоединяясь к их регуляторным центрам, усиливает или подавляет их активность.
• АТФ является также непосредственным предшественником синтеза циклического аденозинмонофосфата — вторичного посредника передачи в клетку гормонального сигнала.
• Также известна роль АТФ в качестве медиатора в синапсах и сигнального вещества в других межклеточных взаимодействиях

Аденозиндифосфат (АДФ) — нуклеотид, состоящий из аденина, рибозы и двух остатков фосфорной кислоты. АДФ участвует в энергетическом обмене во всех живых организмах, из него образуется АТФ путём фосфорилирования:

АДФ + H3PO4 + энергия → АТФ + H2O.

Циклическое фосфорилирование АДФ и последующее использование АТФ в качестве источника энергии образуют процесс, составляющий суть энергетического обмена (катаболизма).

ФАД — флавинадениндинуклеотид — кофермент, принимающий участие во многих окислительно-восстановительных биохимических процессах. ФАД существует в двух формах — окисленной и восстановленной, его биохимическая функция, как правило, заключается в переходе между этими формами.

Никотинамидадениндинуклеотид (НАД) — динуклеотид, состоит из двух нуклеотидов, соединённых своими фосфатными группами. Один из нуклеотидов в качестве азотистого основания содержит аденин, другой — никотинамид. Никотинамидадениндинуклеотид существует в двух формах: окисленной (NAD) и восстановленной (NADH).

• В метаболизме NAD задействован в окислительно-восстановительных реакциях, перенося электроны из одной реакции в другую. Таким образом, в клетках NAD находится в двух функциональных состояниях: его окисленная форма, NAD+, является окислителем и забирает электроны от другой молекулы, восстанавливаясь в NADH, который далее служит восстановителем и отдаёт электроны.
• 1. Метаболизм белков, жиров и углеводов. Так как НАД и НАДФ служат коферментами большинства дегидрогеназ, то они участвуют в реакциях
• при синтезе и окислении жирных кислот,
• при синтезе холестерола,
• обмена глутаминовой кислоты и других аминокислот,
• обмена углеводов: пентозофосфатный путь, гликолиз,
• окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты,
• цикла трикарбоновых кислот.
• 2. НАДН выполняет регулирующую функцию, поскольку является ингибитором некоторых реакций окисления, например, в цикле трикарбоновых кислот.
• 3. Защита наследственной информации – НАД является субстратом поли-АДФ-рибозилирования в процессе сшивки хромосомных разрывов и репарации ДНК, что замедляет некробиоз и апоптоз клеток.
• 4. Защита от свободных радикалов – НАДФН является необходимым компонентом антиоксидантной системы клетки.

Источник

Нуклеотиды: строение, номенклатура, отношение к гидролизу.

Нуклеотиды образуются в результате частичного гидролиза нуклеиновых кислот, либо путем синтеза. Они содержатся в значительных количествах во всех клетках. Нуклеотиды являются фосфатами нуклеозидов. В зависимости от природы углеводного остатка различают дезоксирибонуклеотиды и рибонуклеотиды. Фосфорная кислота обычно этерифицирует спиртовый гидроксил при С-5′ или при С-З’ в остатках дезоксирибозы (дезоксирибонуклеотиды) или рибозы (рибонуклеотиды). В молекуле нуклеотида для связывания трех структурных компонентов используются сложноэфирная связь и N-гликозидная связь. Принцип строения мононуклеотидов Нуклеотиды можно рассматривать как фосфаты нуклеозидов (эфиры фосфорной кислоты) и как кислоты (в связи с наличием протонов в остат­ке фосфорной кислоты). За счет фосфатного остатка нуклеотиды проявляют свойства двухоснов­ной кислоты и в физиологических условиях при рН ~7 находятся в полностью ионизированном состоянии. Для нуклеотидов используют два вида названий. Один из них включает наименование нуклеозида с указанием положения в нем фосфатно­го остатка, например аденозин-3′-фосфат, уридин-5′-фосфат. Другой вид на­званий строится путем добавления сочетания —иловаякислота к названию ос­татка нуклеинового основания, например 3′-адениловая кислота, 5′-уридиловая кислота. В химии нуклеотидов также принято использование сокращенных назва­ний. Свободные мононуклеотиды, т. е. не находящиеся в составе полинуклеотидной цепи, называют как монофосфаты с отражением этого признака в сокращенном коде буквой «М». Например, аденозин-5′-фосфат имеет сокра­щенное название АМР (в отечественной литературе — АМФ, аденозинмоно- фосфат) и т. п. Для записи последовательности нуклеотидных остатков в составе полинуклеотидных цепей применяется другой вид сокращений с использованием однобуквенного кода для соответствующего нуклеозидного фрагмента. При этом 5′-фосфаты записываются с добавлением латинской буквы «р» перед од­нобуквенным символом нуклеозида, 3′-фосфаты — после однобуквенного символа нуклеозида. Например, аденозин-5′-фосфат — рА, аденозин-3′-фосфат — Ар и т. п.. Нуклеотиды способны гидролизоваться в присутствии сильных неорга­нических кислот(НС1, НВr, Н₂SО₄) и некоторых органических кислот (СС1₃СООН, НСООН, СН₃СООН) по N-гликозидной связи, фосфорноэфир­ная связь проявляет при этом относительную устойчивость. В то же время под действием фермента 5′-нуклеотидазы гидролизуется сложноэфирная связь, а N- гликозидная связь сохраняется.

Нуклеотидные коферменты: атф–строение, отношение к гидролизу.

Нуклеотиды имеют большое значение не только как мономерные едини­цы полинуклеотидных цепей различных видов нуклеиновых кислот. В живых организмах нуклеотиды являются участниками важнейших биохимических процессов. Особенно они важны в роли коферментов, т. е. веществ, тесно свя­занных с ферментами и необходимых для проявления ими ферментативной активности. Во всех тканях организма в свободном состоянии содержатся моно-, ди- и трифосфаты нуклеозидов. Особенно известны аденинсодержащие нуклеотиды: • аденозин-5′-фосфат (АМР, или в русской литературе АМФ); • аденозин-5′-дифосфат (ADP, или АДФ); • аденозин-5′-трифосфат (АТР, или АТФ). Нуклеотиды, фосфорилированные в разной степени, способны к взаимо­превращениям путем наращивания или отщепления фосфатных групп. Дифосфатная группа содержит одну, а трифосфатная — две ангидридные связи, обладающие большим запасом энергии и поэтому называемые макроэргическими. При расщеплении макроэргической связи Р-О выделяется -32 кДж/моль. С этим связана важнейшая роль АТФ как «поставщика» энергии во всех живых клетках. Взаимопревращения фосфатов аденозина. В приведенной выше схеме взаимопревращений формулы АМФ, АДФ и АТФ со­ответствуют неионизированному состоянию молекул этих соединений. С участием АТФ и АДФ в организме осуществляется важнейший биохи­мический процесс — перенос фосфатных групп.

1. Нуклеотидные коферменты: НАД+и НАДФ+– строение, алкилпиридиниевый ион и его взаимодействие с гидрид–ионом как химическая основа окислительного действия, НАД+.

Никотинамидадениндинуклеотиды. К этой группе соединений относят­ся никотинамидадениндинуклеотид (NAD, или НАД) и его фосфат (NADP, или НАДФ). Эти соединения выполняют важную роль коферментов в реакциях биологического окисления органических субстратов путем их дегидрирования (с участием ферментов дегидрогеназ). Поскольку эти коферменты являются участниками окислительно-восстановительных реакций, то они могут существовать как в окисленной (НАД+, НАДФ+), так и в восстановленной (НАДН, НАДФН) формах. Структурным фрагментом НАД + и НАДФ + является никотинамидный ос­таток в виде пиридиниевого иона. В составе НАДН и НАДФН этот фрагмент превращается в остаток замещенного 1,4-дигидропиридина. В ходе биологического дегидрирования, являющегося особым случаем окисления, субстрат теряет два атома водорода, т. е. два протона и два элект­рона (2Н+, 2е) или протон и гидрид-ион (Н+ и Н). Кофермент НАД+ рассматривается как акцептор гидрид-иона. В результате восстановления за счет присоединения гидрид-иона пиридиниевое кольцо переходит в 1,4-дигидропиридиновый фрагмент. Данный процесс обратим. В ходе окисления ароматический пиридиниевый цикл переходит в неарома­тический 1,4-дигидропиридиновый цикл. В связи с потерей ароматичности возраста­ет энергия НАДН по сравнению с НАД+. Увеличение энергетического содержания происходит за счет части энергии, выделяющейся в результате превращения спирта в альдегид. Таким образом, НАДН запасает энергию, которая затем расходуется в дру­гих биохимических процессах, требующих энергетических затрат.

Источник