Шляхи катаболізму пуринових та піримідинових основ, кінцеві продукти.

Нуклеотиди належать до найбільш складних метаболітів. Їх біосинтез вимагає багато часу і високих витрат енергії. Тому зрозуміло, що нуклеотиди не повністю руйнуються, а здебільшого знову беруть участь у синтезі. Перш за все це відноситься до пуринових основ аденіну і гуаніну. В організмі вищих тварин близько 90% пуринових основ знову перетворюються на нуклеозидмонофосфати, зв'язуючись з фосфорибозилдифосфатом (PRPP) (ферменти гіпоксантин-фосфорибозил-трансфераза і аденін-фосфорибозил-трансфераза). Участь піримідинових основ у ресинтезі досить незначно.

Розпад пуринів і піримідинів протікає різними шляхами. В організмі людини пурини розпадаються до сечової кислоти і в такій формі виводяться із сечею. Пуринове кільце при цьому залишається незачепленим. Навпаки, кільце піримідинових основ (урацилу, тиміну і цитозину) руйнується до невел фрагментів, які знову включаються в метаболізм або можуть виводитися.

Гуанозинмонофосфат (ГМФ) розпадається в дві стадії до гуанозину (5’-нуклеотидаза), а потім - до гуаніна та Д рибози (нуклеозидаза). Гуанін дезамінується (гуанін-деаміназа) з утворенням іншої пуринової основи, ксантину, який окислюється до сечової кислоти (ксантиноксидаза). Дуже важливим є шлях розпаду аденозинмонофосфату (АМФ). АМФ дефосфорилюється 5’-нуклеотидазою з утворенням аденозину, який дезамінується (аденозин-деаміназа) з утворенням інозину. Інозин гідролізуюється з утворенням гіпоксантину та Д-рибози (ф-т нуклеозидаза). Один і той же фермент, ксантиноксидаза, перетворює гіпоксантин в ксантин, а ксантин - в сечову кислоту. На кожній з цих стадій реакції в субстрат вводиться оксогрупа шляхом окиснення молекулярним киснем. У якості іншого продукту реакції утворюється токсичний пероксид водню, що видаляється пероксидазами. Ксантиноксидаза – флавофермент з атомом молібдену та 4 залізо-сірчними кластерами в складі простетичної групи.

У більшості ссавців сечова кислота руйнується в результаті розкриття кільця під дією уреази (urate oxidase) з подальшим виведенням з організму алантоїну, що утворився в результаті цієї реакції. В організмі приматів, в тому числі людини, алантоїн не утворюється, а кінцевим продуктом катаболізму пуринів є сечова кислота (як у птахів і багатьох рептилій). Здорова доросла людина виводить із сечею 0, 6 г сечової кислоти за добу. У більшості інших тварин деградація пуринів призводить до утворення аллантоїнової кислоти або сечовини і гліоксилату.

Процес деградації піримідинів загалом приводить до утворення NH4, що потім надходить до циклу сечовини. При руйнуванні піримідинових нуклеотидів важливими проміжними сполуками є вільні основи урацил і тимін. Обидві сполуки розпадаються однаковим шляхом: піримідинове кільце спочатку відновлюється, а потім гідролітично розщеплюється. На наступній стадії при відщепленні СО₂ і NH₃ в якості продукту розпаду урацилу утворюється β -аланін, подальша деградація якого призводить до утворення ацетату, CO₂ і NH₃. Аналогічним чином з β -аміноізомасляної кислоти (methylmalonylsemialdehyde), продукту розпаду тиміну, утворюються пропіоніл-CoA та метилмалоніл-CoA які перетворюються на сукциніл-CoA, при цьому виділяється CO₂ і NH₃.

Генетичні порушення в пуриновому метаболізмі можуть призводити до серйозних захворювань. Наприклад, нестача аденозин-деамінази веде до імунологічних порушень, в основі яких лежить порушення у розвитку В та Т лімфоцитів (зниження рівня аденін-деамінази веде до підвищення в 100 разів концентрації dATP, який інгібує рибонуклеотидредуктазу).

Викликати підвищення концентрації сечової кислоти у крові можуть наступні фактори:

1. Нечутливість до регуляторів ферментів синтезу пуринів de novo

2. Зниження активності реутилізації пуринів

3. Ниркова патологія

4. Нестаяа вітаміну В9

Наслідком є гіперурикемія та подагра (накопичення кристалів сечовини в суглобах).