Nukleozidmonofosfát
Nukleozidmonofosfáty[1] alebo NMP sú biomolekuly zložené z dusíkatej báze, sacharidu ribózy a jedného fosforečnanového aniónu naviazaného na 5' uhlík ribózy. Spolu s nukleoziddifosfátmi (NDP) a nukleozidtrifosfátmi (NTP) tvoria nukleotidy.[2] Ak je sacharidovou zložkou deoxyribóza (ribóza bez 2'-OH skupiny), označujú sa ako deoxynukleozidmonofosfáty (dNMP), ktoré patria medzi deoxyribonukleotidy (deoxynukleotidy).
Báza
[upraviť | upraviť zdroj]NMP môžu obsahovať rôzne bázy, ktoré potom určujú biochemický význam daného NMP.
| Báza | Nukleozidmonofosfát | Deoxyukleozimonofosfát | |
|---|---|---|---|
| purínová | adenín | adenozínmonofosfát (AMP) | deoxyadenozínmonofosfát (dAMP) |
| guanín | guanozínmonofosfát (GMP) | deoxyguanozínmonofosfát (dGMP) | |
| hypoxantín | inozínmonofosfát (IMP) | deoxyinozínmonofosfát (dIMP) | |
| xantín | xantozínmonofosfát (XMP) | deoxyxantozínmonofosfát (dXMP) | |
| pyrimidínová | uracil | uridínmonofosfát (UMP) | deoxyuridínmonofosfát (dUMP) |
| cytozín | cytidínmonofosfát (CMP) | deoxycytidínmonofosfát (dCMP) | |
| tymín | 5-metyluridínmonofosfát (m5UMP) | tymidínmonofosfát (dTMP) | |
Špeciálnymi NMP sú cyklické NMP (cNMP), ktoré obsahujú dve väzby medzi fosfátom a sacharidom. Bežnými cyklickými NMP sú cyklický adenozínmonofosfát (cAMP) a cyklický guanozínmonofosfát (cGMP).
Vznik
[upraviť | upraviť zdroj]NMP vznikajú niekoľkými spôsobmi. Primárnym spôsobom je priama syntéza v metabolizme purínov i pyrimidínov. V prípade purínov vznikajú priamo ako nukleozidmonofosfáty, konkrétne najprv vzniká inozínmonofosfát (IMP), ktorý sa potom premieňa na ostatné purínové NMP.[3] V prípade pyrimidínových NMP vzniká najprv orotát, ktorý sa premieňa na orotidínmonofosfát (OMP) a ten sa potom premieňa na uridínmonofosfát (UMP). Z UMP vznikajú ostatné pyrimidínové NMP.[3]
Alternatívne vznikajú NMP v reakcii hydrolýzy NTP a NDP, pri ktorej sa uvoľnujú pyrofosfát alebo fosfát. NDP a NTP vznikajú fosforyláciou NMP, takže tento spôsob je skôr obnovou NMP než vznikom. NTP majú však významne väčší biochemický význam, pretože sa v bunke využívajú ako zdroj energie na poháňanie chemických reakcií a na mnohé iné procesy.[4]
Biochemický význam
[upraviť | upraviť zdroj]RNA a DNA
[upraviť | upraviť zdroj]NMP a dNMP sú monomérne jednotky nukleových kyselín RNA a DNA.[5][6] V procese syntézy RNA (transkripcii) a syntézy DNA (replikácie) sa však využívajú (deoxy)nukleozidtrifosfáty, z ktorých sa štiepi pyrofosfát. Práve štiepenie pyrofosfátu sa využíva ako zdroj energie, ktorý poháňa túto energeticky náročnú reakciu.
Liečivá ako analógy NMP
[upraviť | upraviť zdroj]Mnohé lieky majú štruktúru podobnú NMP a fungujú teda ako ich analógy. Medzi purínové analógy patrí napríklad fludarabín,[7] medzi pyrimidínové analógy patrí napríklad cytarabín.[8] Tieto lieky sú často podávané v podobe nukleozidov, ktoré sa následne fosforylujú, čím sa premieňajú na aktívnu podobu lieku. Keďže majú podobnú štruktúru, ale nedokážu plniť tú istú úlohu, inhibujú niektoré enzýmy a tak zastavujú alebo spomaľujú niektoré bunkové procesy.
Regenerácia NDP a NTP
[upraviť | upraviť zdroj]Štiepením fosfátových skupín z NTP a NDP vzniká veľké množstvo energie, ktoré sa v mnohých biochemických procesoch využíva ako pohon danej reakcie. NMP však nemajú makroergickú väzbu, takže je nutné ich premeniť na vysokoenergetické NDP a NTP, aby bolo možné ich znovu použiť. Premena NMP spočíva v postupnej fosforylácii. Z NMP najprv vznikajú NDP, ktoré sa následne premieňajú na NTP.[9] Ako zdroj fosfátu v tomto prípade slúžia ostatné NTP, napr. v reakcii
- GMP + ATP ⇌ GDP + ADP
je zdrojom fosfátu ATP. Zdrojom fosfátu je zvyčajne ATP, ktoré samo vzniká z ADP v oxidatívnej fosforylácii pomocou ATP syntázy.[10] U rastlín potom môže ATP vznikať i pomocou fotofosforylácie.[10]
Referencie
[upraviť | upraviť zdroj]
- ↑ DELSTRIGO 100 MG/300 MG/245 MG FILMOM OBALENÉ TABLETY tbl flm 30x100 mg/300 mg/245 mg (fľ.HDPE) - SPC [online]. www.liekinfo.sk, [cit. 2022-08-12]. Dostupné online.
- ↑ ŠKÁRKA, Bohumil; FERENČÍK, Miroslav. Biochémia. 3. vyd. [s.l.] : [s.n.], 1992. ISBN 80-05-01076-1. S. 109, 114, 374.
- ↑ a b VOET, Donald. Biochemistry. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2011. (4th edition.) Dostupné online. ISBN 978-0-470-57095-1.
- ↑ WEINSCHENK, Lina; MEIER, Chris. Chemical Syntheses of Nucleoside Triphosphates. Hoboken, NJ, USA : John Wiley & Sons, Inc., 2013-02-15. DOI: 10.1002/9781118498088.ch5. Dostupné online. ISBN 978-1-118-49808-8. DOI:10.1002/9781118498088.ch5 S. 209–227. (po anglicky)
- ↑ EMBL-EBI. RNA | Biomacromolecular structures [online]. [Cit. 2022-08-12]. Dostupné online. (po anglicky)
- ↑ EMBL-EBI. DNA | Biomacromolecular structures [online]. [Cit. 2022-08-12]. Dostupné online. (po anglicky)
- ↑ Purine Analogues. Bethesda (MD) : National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, 2012. PMID: 31643909. Dostupné online.
- ↑ Pyrimidine Analogues. Bethesda (MD) : National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, 2012. PMID: 31643917. Dostupné online.
- ↑ DING, Yi; OU, Ling; DING, Qingbao. Enzymatic Synthesis of Nucleoside Triphosphates and Deoxynucleoside Triphosphates by Surface-Displayed Kinases. Applied Biochemistry and Biotechnology, 2020-04, roč. 190, čís. 4, s. 1271–1288. Dostupné online [cit. 2022-08-12]. ISSN 0273-2289. DOI: 10.1007/s12010-019-03138-3. (po anglicky)
- ↑ a b MCKINLAY, James B.; COOK, Gregory M.; HARDS, Kiel. Chapter Four - Microbial energy management—A product of three broad tradeoffs. Zväzok 77. [s.l.] : Academic Press, 2020-01-01. DOI: 10.1016/bs.ampbs.2020.09.001. Dostupné online. DOI:10.1016/bs.ampbs.2020.09.001 S. 139–185. (po anglicky)