Ксантин

Ксантин возникает как промежуточный продукт при распаде пуриновых нуклеотидов до мочевой кислоты. Таким образом, он представляет собой центральную молекулу в структуре метаболизма нуклеиновых кислот.Если расщепление ксантина нарушается, возникает так называемая ксантинеурия.

Что такое ксантин?

Ксантин является промежуточным продуктом распада пуринов в организме. Наиболее важными исходными соединениями являются пуриновые основания аденин и гуанин, которые образуются в результате метаболизма нуклеиновых кислот. Это также ведущее вещество в группе ксантинов.

Ксантин состоит из гетерокольца с шестью атомами, к которому присоединено другое гетерокольцо с пятью атомами. Основная структура ксантинов содержит атом азота в положениях 1, 3, 7 и 9. Позиции 4 и 5 содержат атомы углерода, принадлежащие обоим кольцам. Остальные из 9 позиций состоят из атомов углерода, с которыми связаны различные атомы или группы атомов в зависимости от соединения. В случае ксантина положения 2 и 6 гидроксилированы.

Однако при нарушении структуры аромата ион водорода гидроксильной группы мигрирует к азоту кольца. При этом образуются двойные связи C = O и одинарные связи NH. Ксантин представляет собой бесцветное кристаллическое твердое вещество с температурой плавления 360 градусов. Он плохо растворяется в холодной воде и умеренно растворяется в горячей воде. Также растворяется в спирте. Ксантины также включают активные ингредиенты кофеин, теобромин и теофиллин.

Функция, эффект и задачи

Как упоминалось ранее, ксантин является промежуточным продуктом распада пуринов в организме. Обратная реакция ксантина на пуриновые основания невозможна. Как только он возник, он выводится из организма, превращая его в мочевую кислоту.

В результате этого процесса утилизируется большая часть азота в организме. Пуриновые основания как компоненты нуклеиновых кислот синтезируются из аминокислот. При синтезе не образуются свободные пуриновые основания, только их нуклеотиды. Фосфат рибозы служит исходной молекулой, на которой базовая структура пуринового основания синтезируется путем добавления атомов и групп атомов. Эти группы атомов происходят из метаболизма аминокислот. Поскольку этот процесс очень энергоемкий, пуриновые основания извлекаются из нуклеиновых кислот посредством так называемого пути восстановления и реинтегрируются в нуклеиновые кислоты в виде мононуклеотида.

Новый синтез пуриновых оснований и их распад сбалансированы. Чем лучше работает спасательный путь, то есть рециркуляция пуриновых оснований, тем меньше ксантина и, следовательно, мочевой кислоты вырабатывает организм. Когда этот процесс нарушается, скорость метаболизма для образования ксантина увеличивается. Образование ксантина катализируется ферментом ксантиноксидазой. Промежуточные продукты распада пуринов, гипоксантин и ксантин, образуются с помощью ксантиноксидазы. Помимо своей важной функции в качестве промежуточного продукта при расщеплении пуринов, он также оказывает стимулирующее действие из-за своей химической структуры в организме.

Образование, возникновение, свойства и оптимальные значения

Ксантин содержится в крови, мышцах и печени. Он образуется в процессе гидроксилирования пуриновых оснований в положениях 2 и 6. Он также является ведущим веществом различных алкалоидов, таких как кофеин, теобромин или теофиллин. Эти вещества содержатся в кофейных зернах, какао, чайных листьях, мате, гуаране или орехах кола и известны своим стимулирующий эффект.

То же самое и с ксантином. Ксантину приписывают стимулирующее действие. В вине он в небольшой степени образуется при расщеплении дрожжей. Помимо других производных ксантина, ксантин также содержится в кофейных зернах, чае, мате и даже в картофеле. Считается, что особый стимулирующий эффект чая мате обусловлен влиянием ксантина. Как и другие пуриновые основания, он образует нуклеозиды и нуклеотиды. Нуклеозид ксантозин состоит из сахарной рибофуранозы и ксантина.

Хорошо известным нуклеотидом является монофосфат ксантозина (XMP), который образуется из ксантина, рибозы и фосфата. Гуанизимонофосфат (GMP) образуется из XMP в организме в качестве основного строительного блока РНК. Как и GMP, XMP также используется в качестве усилителя вкуса. Ксантин может образовывать пары оснований с другими пуриновыми основаниями через водородные связи. С помощью 2,4-диаминопиримидина и ксантина исследуются необычные пары оснований, чтобы лучше понять процессы в ДНК.

Заболевания и расстройства

Заболевание, связанное с ксантином, представляет собой так называемую ксантинурию. Ксантинурия - это генетическое нарушение метаболизма пуринов. Из-за мутации фермент ксантиноксидаза (XO) не работает или функционирует частично.

Ксантиноксидаза отвечает за катализ распада гипоксантина и ксантина до мочевой кислоты. Когда распад перестает работать, ксантин накапливается в крови. Гипоксантин может быть переработан путем утилизации и возвращен в метаболизм пуринов. Однако для ксантина это уже невозможно. Поскольку он растворим в воде, он может выделяться с мочой. Уровень мочевой кислоты низкий. В редких случаях это может привести к отложению ксантина в мышцах или других органах. В крайних случаях ксантиновые камни в почках приводят к острой почечной недостаточности.

Ксантинурия II типа связана, среди прочего, с аутизмом, умственной отсталостью, кистами почек, нефрокальцинозом и снижением плотности костей. В качестве терапии рекомендуется много пить и диета с низким содержанием пуринов. Ксантинурия также может развиться в результате медикаментозного лечения подагры аллопуринолом. Аллопуринол действует, блокируя фермент ксантиноксидазу, снижая уровень мочевой кислоты. Вместо увеличения выработки мочевой кислоты увеличивается концентрация ксантина. Чтобы предотвратить образование камней в почках, необходимо увеличить потребление жидкости.