15 1.2.6 Synthese der Desoxyribosen - Medi
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1.2.6 Synthese der Desoxyribosen Merke! 1.2.6 Synthese der Desoxyribosen Die Enzymvarianten Xanthindehydrogenase und Xanthinoxidase katalysieren zwei Umwandlungsschritte beim Abbau der Purinbasen: –– die Umwandlung von Hypoxanthin zu Xanthin und –– die Umwandlung von Xanthin zu Harnsäure. Durch die Arbeit der unter pathologischen Bedingungen gebildeten Xanthinoxidase entsteht bei jeder Reaktion ein freies Radikal O2−, das durch die Superoxiddismutase in H2O2 umgewandelt wird. Um DNA zu synthetisieren, müssen die Ribosen der Nukleotide in Desoxyribosen umgewandelt werden. Am Ende der Nukleotid-Synthesen liegen nämlich die meisten Purin- und Pyrimidinbasen noch an Ribosen gebunden vor (s. Abb. 7, S. 7 und Abb. 8, S. 8). Nur die Pyrimidinbase Thymin wird schon direkt als dTMP – also als Desoxyribonukleotid – hergestellt und kann gleich in die DNA eingebaut werden. Die Synthese der Desoxyformen der Zucker wird vom Enzym Ribonukleotidreduktase durchgeführt. Dabei werden folgende Ribonukleosiddiphosphate in Desoxyribonukleosid­ diphosphate umgewandelt: –– ADP g dADP –– GDP g dGDP –– CDP g dCDP Die Regeneration des Thioredoxin bei der ­Thiol-Disulfid-Austauschreaktion katalysiert das Enzym Thioredoxin-Reduktase, ein Selenocystein-haltiges Protein. Übrigens … Im menschlichen Blut liegt eine sehr hohe Konzentration der schlecht wasserlöslichen Harnsäure vor. Wird diese überschritten (Hyperurikämie), dann fallen Harnsäurekristalle aus, die sich in Gelenken ablagern können und dann das Bild einer Gicht mit Gelenkschmerzen und Gelenkdestruktionen erzeugen. Therapeutisch kann in einem solchen Fall das Enzym Xanthinoxidase durch den Stoff Allopurinol gehemmt werden. Dabei kommt es zur Xanthinurie (Ausscheidung der besser wasserlöslichen Stoffe Hypoxanthin und Xanthin) und die Symptome einer Gicht können sich bessern, da weniger Harnsäure gebildet wird. Als Perfusionsschäden werden die pathologischen Zustände nach Revaskularisierung eines über längere Zeit verschlossenen Blutgefäßes beschrieben. Durch die entstehende Xanthinoxidase werden schädliche Sauerstoffradikale gebildet, die zusätzlich zu Zellmembranschäden mit Ödembildung führen. Auch die SCID (severe combined immunodeficiency) mit Störung der zellulären und humoralen Immunantwort hat ihre Ursache im Abbau der Purinbasen. Hier findet sich häufig ein Defekt der Adenosindesaminase. www.medi-learn.de 1 Merke! Die Ribonukleotidreduktase arbeitet auf der Stufe der Nukleosiddiphosphate und benötigt Thioredoxin, FADH2 und NADPH/H+ als Coenzyme. 1.3 Nukleinsäuren Im letzten Abschnitt wurden die einzelnen Bausteine der DNA und RNA – die Nukleotide – synthetisiert. Nun werden diese Nukleotide zu einer Kette zusammengefügt und so Polynukleotide gebildet. Diese Nukleotidketten sind die Speicherformen der Erbinformation. 1.3.1 Struktur der Nukleinsäuren Um Nukleotide zu einer Kette zusammen­ zulagern, müssen Phosphorsäurediesterbindungen zwischen den einzelnen Nukleotiden aufgebaut werden. Aus der Verknüpfung der 15
