5 feiten over adenosine nucleoside en nucleoside fosforamidiet

by

Inhoud

Adenosine-nucleoside

Adenosine nucleoside wordt in de natuur in diverse vormen aangetroffen. Het bestaat uit een stikstofhoudende base adenine gekoppeld aan een ribosesuiker met vijf koolstofatomen via een β-N9-glycosidebinding. Adenosine is aanwezig in nucleïnezuren zoals DNA en RNA, beschouwd als het genetische materiaal in elke levensvorm. Adenosine is ook aanwezig in verschillende essentiële biomoleculen zoals adenosinemonofosfaat (AMP), adenosinedifosfaat (ADP) en adenosinetrifosfaat (ATP). De AMP, ADP en ATP fungeren als energiedragers in de meeste biochemische processen. ATP wordt vaak beschouwd als de energievaluta van de cel.

Een ander derivaat van adenosine dat cyclisch adenosinemonofosfaat (cAMP) is, is actief betrokken bij de signaaltransductieroutes en andere celsignaleringsgebeurtenissen in het lichaam. 

Adenosine-nucleoside
Afbeelding: Adenosine nucleoside https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Caffeine_and_adenosine.svg

Adenosine levert belangrijke raamwerkstructuren in sommige vitamines zoals B12 en radicale S-Adenosyl-l-Methionine (SAM) enzymen. 

Verschillende adenosinederivaten worden gebruikt bij fysiologische afwijkingen zoals supraventriculaire tachycardie (SVT) en bij personen met supraventriculaire tachycardie (SVT). Adenosine handhaaft het hartritme door de ventriculaire responssnelheid te moduleren.

Adenosine werkt ook samen met andere van purine afgeleide moleculen zoals methylxanthines. Methylxanthine werkt als de antagonist van adenosine. Methylxanthine wordt gebruikt om de farmacologische effecten van adenosine teniet te doen. Methylxanthines worden overvloedig aangetroffen in chocolade, thee, koffie enz. Mensen die aanzienlijke hoeveelheden koffie of thee consumeren, krijgen een grotere hoeveelheid adenosine voor een goede farmacologische respons.

caffène
Afbeelding: Thee en koffie bevat cafeïne, het heeft structurele gelijkenis met adenosine https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Caffeine_and_adenosine.svg

Metabolisme van adenosine

Adenosine wordt afgebroken door het enzym adenosine deaminase zodra het in de bloedsomloop komt. Het enzym adenosine deaminase is aanwezig in de rode bloedcellen en de wanden van bloedvaten. Voor meer informatie over het metabolisme van adenosine (purine) klik hier

Dipyridamol veroorzaakt een toename van coronaire vasodilatatie door remming van de adenosinenucleosidetransporter, wat resulteert in de ophoping van adenosine in de bloedbaan en vaatverwijding veroorzaakt.

De deficiëntie van het adenosinedeaminase-enzym veroorzaakt ernstige immunodeficiëntie. 

Andere belangrijke rollen van adenosinenucleoside

– Verschillende adenosine-nucleosidederivaten werken als reverse-transcriptaseremmers en blokkeren het retrovirale replicatieproces.

- Adenosine werkt ontstekingsremmend. 

- Methotrexaat veroorzaakt de afgifte van adenosine; daarom werkt het als een ontstekingsremmend middel.

- Van adenosine is bekend dat het remmende en onderdrukkende effecten heeft op het centrale zenuwstelsel (CZS).

- Adenosine onderdrukt de effecten van androgenetische alopecia. 

Verhoogde adenosinespiegels veroorzaken slaperigheid.

Nucleoside fosforamidiet

De nucleoside-fosforamidieten worden gesynthetiseerd uit nucleosiden van natuurlijke en synthetische oorsprong. Ze worden gebruikt om nucleotide-oligomeren of oligonucleotiden te synthetiseren. De nucleotide-oligomeren zijn de korte fragmenten van DNA / RNA. De reactieve aminogroep (exocyclisch) en hydroxyl die aanwezig zijn in de synthetische en natuurlijk voorkomende nucleosiden worden op de juiste manier beschermd om onnodige nevenreacties te voorkomen. De juiste bescherming van de reactieve hydroxylgroep van de nucleoside-analoog moet deze in respectieve fosforamidiet omzetten. Het fosforamidiet wordt vervolgens opgenomen in het synthetische DNA / RNA.

nucleoside fosforamidiet
Figuur: Nucleoside-fosforamidiet, 5 ′-uiteinde wordt beschermd door DMT (4,4′-dimethoxytrityl) groep en 3 ′ uiteinde wordt beschermd door cyanoethylgroep https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phosphoramidite1.png

De fosforamidietstrategie maakt de opname mogelijk van nucleoside- of nucleoside-analogen in het midden van de oligonucleotideketen. Het nucleoside moet twee vrije hydroxylgroepen of een nucleofiele groep (mercapto of amino) en een vrije hydroxylgroep hebben voor de gewenste opname. 

Preparaten van nucleoside fosforamidiet

Het proces van synthese van nucleoside-fosforamidiet wordt voltooid in drie belangrijke stappen:

Stap 1: de vrije hydroxylgroep van het beschermde nucleoside in aanwezigheid van zwak zuur ondergaat een fosforodiamidietbehandeling. Het 2-cyaanethyl N, N, N ', N'-tetraisopropylfosforodiamidiet is een amidiet dat over het algemeen wordt gebruikt voor de commerciële synthese van stabiele nucleosidefosforamidieten. 

Stap 2: introductie van biologische basis N-ethyl-N, N-diisopropylamine (Hunig's base) in het medium om nucleosidediamidiet te produceren.

Stap 3: de oplossing wordt later behandeld met een alcohol die overeenkomt met de fosfaatbeschermende groep, zoals het gebruik van 2-cyaanethanol met een zwak zuur.

De gevormde nucleosidefosforamidieten worden later gezuiverd met behulp van silicagelkolomchromatografie. 

Purine nucleoside fosforylase | Purine nucleoside fosforylase functie

De purine nucleotide fosforylase (PNPase) katalyseert de omkeerbare omzetting van purine nucleoside en purine, zoals vermeld in de volgende reactie:

Purine nucleoside + fosfaat -> Purine + α-D ribose-1-fosfaat

PNPase is ook bekend als inosinefosforylase, en de systematische naam is purine-nucleoside fosfaat ribosyltransferase

Het PNPase heeft betrekking op de familie van glycosyltransferasen. PNPase werkt in op suikerbevattende nucleosiden met vijf koolstofatomen en wordt daarom pentosyltransferase genoemd.

purinenucleosidefosforylase
Figuur: Kristalstructuur van purine nucleoside fosforylase https://commons.wikimedia.org/wiki/File:1rct.png

De PNPase is actief betrokken bij de essentiële routes zoals nicotinaat-, nicotinamide-, pyrimidine- en purine-metabolische routes.

Het nodige enzymen van klasse glycosyltransferasen zijn thymidinekinase, uridinekinase, cytidinekinase en deoxycytidinekinase, die respectievelijk de fosforylering van thymidine, uridine, cytidine en deoxycytidine katalyseren.

Klinisch belang: Samen met adenosinedeaminase reguleert PNPase het purinemetabolisme. Mutatie in elk van deze enzymen resulteert in de accumulatie van deoxyadenosinetrifosfaten [(d) ATP's] die apoptose (geprogrammeerde celdood) in de lymfocyten induceren. Dergelijke gebeurtenissen in de lymfocyten resulteren in SCID (ernstige gecombineerde immunodeficiëntie). 

Nucleoside-therapie voor mitochondriale uitputting

Mitochondriën zijn de celorganellen die hun kopie van circulair DNA bevatten (het staat bekend als: mitochondriaal DNA of mtDNA). Het lijkt op de bacterieel DNA of enkel circulair chromosoom vandaar de naam cel in een cel.  

Mitochondriaal DNA bevat genen die coderen voor het enzym dat nodig is in het ademhalingsproces om de energie op te wekken die nodig is om verschillende cellulaire processen uit te voeren. Vandaar dat mitochondriën bekend staan ​​als de krachtpatser. Daarom moet mitochondriaal DNA worden behouden voor het goed functioneren van de cel en andere cellulaire activiteiten. Veranderingen in het mitochondriale DNA veroorzaken stoornissen in de energieproductie en cellulaire processen, wat uiteindelijk resulteert in het mitochondriale DNA-depletiesyndroom. 

De dNTP's die nodig zijn voor de synthese van mitochondriaal DNA zijn hetzelfde als het cellulaire DNA, maar moeten in een evenwichtige verhouding aanwezig zijn in de mitochondriën. Een onbalans in het aandeel van de dNTP's binnen mitochondriën resulteren in veranderingen en mismatches in het mitochondriale DNA, die leiden tot het mitochondriaal DNA-depletiesyndroom.

De introductie van dNTP's of andere bouwstenen zoals deoxynucleosiden kan helpen bij de behandeling van het mitochondriaal DNA-depletiesyndroom door de balans van dNTP's te herstellen en het mitochondriaal DNA te repareren. Dit staat bekend als nucleosidetherapie.

Het richten van nucleosiden op het getroffen gebied van het lichaam is een behoorlijke uitdaging, waardoor het een uitdaging wordt om de nucleosideniveaus op de doellocatie in evenwicht te brengen. Onderzoekers passen tegenwoordig de nucleosiden aan om ze efficiënter te maken om hun doellocatie te bereiken. Het op een dergelijke manier richten op gemodificeerd nucleoside zal een efficiëntere manier blijken te zijn om met het mitochondriale DNA-depletiesyndroom om te gaan met mindere naeffecten.

De onderzoekers proberen een nieuwe, effectieve en efficiënte benadering te ontwikkelen voor het produceren van mitochondriaal DNA door middel van gemodificeerde nucleosiden om het mitochondriaal DNA-depletiesyndroom te bestrijden. 

Onderzoekers verwachten dat deze studie de weg zal banen voor het omgaan met het mitochondriale DNA-depletiesyndroom door de geoptimaliseerde keuze om nucleosiden in combinaties te gebruiken voor effectieve resultaten. 

Conclusies

In dit artikel hebben we de belangrijke fysiologische aspecten van adenosine nucleoside en nucleoside phorphoramidite in detail besproken. we hebben in dit artikel ook kort gesproken over mitochondriaal DNA-uitputting.

Vraag en antwoord interview

Q1 Is adenine een nucleotide?

Antwoord: Adenine is een purine (dubbelringige) stikstofbase die zowel in nucleosiden als in nucleotiden als structurele component aanwezig is.

Q2. Noem enkele derivaten van adenosine nucleoside?

Antwoord: Adenosinenucleosidederivaten of analogen hebben enorme fysiologische implicaties en worden vaak voor verschillende doeleinden gebruikt. Bijvoorbeeld tecadenoson, soledenoson, N6-tetrahydrofuranyl-5'-chloor-5'-deoxyadenosine, N- (1S, 2S) - 2-hydroxy-cyclopentyl adenosine, regadenoson enz.

Q3. Belangrijke rollen van adenosinenucleoside?

Antwoord: Onderzoekers hebben melding gemaakt van adenosinenucleoside in verschillende vormen van natuur. Het wordt alomtegenwoordig aangetroffen in het genoom van levende organismen, essentiële biomoleculen (ATP, ADP, AMP enz.), En fungeert als een secundaire boodschapper in de celsignaleringsroutes.

V4. Een essentiële functie van nucleoside-fosforamidiet

Antwoord: De nucleosidefosforamidieten worden gebruikt om oligonucleotiden of oligomere nucleotiden te produceren. de oligomere nucleotiden zijn de korte fragmenten van DNA of RNA.

V5. Waar wordt purine nucleoside fosforylase gevonden?

Antwoord: Het purinenucleosidefosforylase is een essentieel enzym van de reddingsroute voor nucleotidebiosynthese; dus wordt het in veel weefsels aangetroffen. Een veel grotere hoeveelheid purinenucleosidefosforylase wordt tot expressie gebracht in sinusoïdale endotheelcellen, kupffercellen en hepatocyten. Het purinenucleosidefosforylase dient ook als een lekmarker voor hepatocellulair letsel, aangezien de expressie ervan meer in levercellen en veel minder in spieren plaatsvindt.

V6. Klinisch belang van purine nucleoside fosforylase?

Antwoord: De purine nucleoside fosforylase en adenosine deaminase spelen een belangrijke rol bij het reguleren van de purine metabolische cyclus. Purine-nucleoside-fosforylase-mutatie resulteert in de accumulatie van dNTP's (deoxynucleoside-trifosfaten) die het mechanisme van apoptose in gang zetten. Dergelijke gebeurtenissen in de lymfocyten resulteren in SCID (ernstige gecombineerde immunodeficiëntie).

V7. Wat is mitochondriale DNA-uitputting?

Antwoord: De onbalans in het aandeel van dNTP's in de mitochondriale matrix resulteert in een verminderde productie van mitochondriaal DNA. Dit beïnvloedt de goede werking van de mitochondrie, aangezien er verschillende genen op het mitochondriale DNA zijn die tot expressie komen om essentiële functies uit te voeren. Verminderd mitochondriaal DNA is niet in staat essentiële functies uit te voeren. Dit fenomeen staat bekend als mitochondriale DNA-uitputting.

V8. Wat is de beste manier om met mitochondriale DNA-uitputting om te gaan?

Antwoord: Het richten van nucleosiden op het getroffen deel van het lichaam is een behoorlijke uitdaging, waardoor het een uitdaging wordt om de nucleosideniveaus op de doellocatie in evenwicht te brengen. Onderzoekers passen tegenwoordig de nucleosiden aan om hun gerichte levering gemakkelijker te maken. Het op een dergelijke manier richten op gemodificeerd nucleoside zal een efficiëntere manier blijken te zijn om met het mitochondriale DNA-depletiesyndroom om te gaan met mindere naeffecten.

De onderzoekers proberen een nieuwe, effectieve en efficiënte therapie te ontwikkelen voor het produceren van mitochondriaal DNA door middel van gemodificeerde nucleosiden om het mitochondriaal DNA-depletiesyndroom te bestrijden. Onderzoekers verwachten dat deze studie de weg zal banen voor het omgaan met het mitochondriale DNA-depletiesyndroom door de geoptimaliseerde keuze om nucleosiden in combinaties te gebruiken voor effectieve resultaten. 

V9. Wat is het klinische belang van purinenucleosidefosforylase?

Antwoord: Samen met adenosinedeaminase reguleert PNPase het purinemetabolisme. Mutatie in elk van deze enzymen resulteert in de accumulatie van deoxyadenosinetrifosfaten [(d) ATP's] die apoptose in de lymfocyten induceren. Dergelijke gebeurtenissen in de lymfocyten resulteren in SCID (ernstige gecombineerde immuundeficiëntie).  

V10. Wat zijn de extra groepen die aanwezig zijn in nucleoside fosforamidiet?

Antwoord: Nucleoside-fosforamidiet heeft bovendien een 5'-uiteinde wordt beschermd door DMT (4,4′-dimethoxytrityl) groep en 3 ′ uiteinde wordt beschermd door cyanoethylgroep

Lees ook:

     

Laat een bericht achter