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1.2.6 Synthese der Desoxyribosen
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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.
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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
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