קסנטין: פונקציה ומחלות

קסנטין נוצר כחומר ביניים בפירוק נוקליאוטידים של פורין ל- חומצת שתן. לפיכך, היא מייצגת מולקולה מרכזית בהקשר של חילוף חומרים של חומצות גרעין. כאשר מופרעת השפלה של קסנטין, מתרחשת מה שמכונה קסנטינוריה.

מה זה קסנטין?

קסנטין מייצג מוצר ביניים בהשפלת הפורין באורגניזם. תרכובות ההתחלה החשובות ביותר הן הפורין בסיסים אדנין וגואנין, שמקורם במטבוליזם של חומצות גרעין. זה גם ה עוֹפֶרֶת חומר בקבוצת הקסנטינים. קסנטין מורכב מטבעת הטרו עם שישה אטומים, אליה מחוברת טבעת הטרו נוספת עם חמישה אטומים. השלד הבסיסי של קסנטינים מכיל א חנקן אטום במיקומים 1, 3, 7 ו -9 בהתאמה. עמדות 4 ו -5 מכילות כל אחת פַּחמָן אטומים, השייכים לשתי הטבעות. 9 התפקידים הנותרים כוללים פַּחמָן אטומים אליהם מחוברים אטומים או קבוצות אטומים שונים, תלוי בתרכובת. במקרה של קסנטין, עמדות 2 ו -6 הידרוקסיליות בכל מקרה. עם זאת, כאשר מבנה הארומה נשבר, ה- הידרוגנציה יון של קבוצת ההידרוקסיל נודד לטבעת חנקן. בתהליך נוצרים קשרים כפולים C = O וקשרים בודדים NH. קסנטין מופיע כמוצק חסר צבע וגבישי עם נקודת המסה של 360 מעלות. זה רק מסיס מעט ב קר מַיִם ומסיס בינוני במים חמים. יתר על כן, הוא מתמוסס ב כּוֹהֶל. קסנטינים כוללים גם את החומרים הפעילים קפאין, תאוברומין, או תאופילין, בין היתר.

פונקציה, אפקט ומשימות

כאמור, קסנטין הוא חומר ביניים בפירוק הפורינים בגוף. התגובה ההפוכה של קסנטין לפורין בסיסים בלתי אפשרי. ברגע שהוא נוצר, הוא מופרש מהגוף תחת המרה ל חומצת שתן. באמצעות תהליך זה, חלק גדול מה- חנקן בגוף נפטר. פורין בסיסים, כמרכיבים של חומצות גרעין, מסונתזים מ חומצות אמינו. במהלך הסינתזה לא נוצרים בסיסי פורין חופשיים, אלא רק הנוקלאוטידים שלהם. Ribose פוספט משמש כמולקולת המוצא, אליה מסונתז המבנה הבסיסי של בסיס הפורין על ידי הצמדת אטומים וקבוצות אטומים. מקבוצות אטומים אלה מקורן במטבוליזם של חומצות אמיניות. מכיוון שתהליך זה מאוד עתיר אנרגיה, מחלימים ממנו בסיסי פורין חומצות גרעין דרך מה שנקרא מסלול ההצלה ושולב מחדש בחומצות הגרעין כמונוקליאוטידים. הסינתזה החדשה של בסיסי הפורין וההשפלה שלהם לאזן אחד את השני החוצה. ככל שמסלול ההצלה טוב יותר, כלומר מיחזור בסיסי הפורין, מתפקד, כך פחות הקסנטין ובכך חומצת שתן הגוף מייצר. כאשר תהליך זה מופרע, קצב חילוף החומרים ליצירת קסנטין עולה. היווצרותו של קסנטין מזורזת על ידי האנזים קסנטין אוקסידאז. בעזרת קסאנטין אוקסידאז נוצרים ביניים של פירוק הפורין, היפוקסנטין וקסנטין. בנוסף לתפקידה החשוב כמתווך בפירוק הפורינים, יש לו גם השפעה מגרה בשל המבנה הכימי שלו בגוף.

גיבוש, התרחשות, מאפיינים וערכים אופטימליים

קסנטין נמצא ב דם, שרירים ו כבד. הוא נוצר במהלך ההידרוקסילציה של בסיסי הפורין בעמדות 2 ו 6. הוא מייצג גם את עוֹפֶרֶת חומר של שונים אלקלואידים כמו קפאין, תאוברומין או תאופילין. חומרים אלה נמצאים ב קָפֶה שעועית, קקאו, עלי תה, בן זוג, גוארנה או קולה אגוזים וידועים בהשפעתם המגרה. הדבר נכון גם לגבי קסנטין. לפיכך, נאמר כי ל- xanthine יש גם השפעה מגרה. ביין הוא נוצר במידה מועטה במהלך פירוק השמרים. בנוסף לנגזרות הקסנטין האחרות, נמצא גם קסנטין ב קָפֶה שעועית, תה, בן זוג ואפילו תפוחי אדמה. ההשפעה המגרה המסוימת של בן זוג אומרים שתה נובע מהשפעת קסנטין. כמו שאר בסיסי הפורין, הוא יוצר נוקלאוזידים ונוקלאוטידים. לפיכך, נוקלאוזיד xanthosine מורכב סוכר ריבופורנוזה וקסנטין. נוקלאוטיד ידוע הוא monophosphate xanthosine (XMP), שנוצר מ xanthine, ריבוז ו פוספט. XMP יוצר גואניזימונופוספט (GMP) בגוף כאבן בניין בסיסית של RNA. כמו GMP, XMP משמש גם כ- משפר טעם. Xanthine יכול ליצור זוגות בסיס עם בסיסי purine אחרים דרך הידרוגנציה קשרים. בעזרת 2,4-דיאמינו-פירימידין והקסנטין נחקרים זיווגים בסיסיים יוצאי דופן כדי להבין טוב יותר תהליכים ב- DNA.

מחלות והפרעות

הפרעה אחת הקשורה לקסנטין מכונה קסנטינוריה. קסנטינוריה היא הפרעה מטבולית הנגרמת מבחינה גנטית בחילוף החומרים של הפורין. עקב מוטציה, האנזים xanthine oxidase (XO) אינו פונקציונלי או פונקציונלי בלבד. קסאנטין אוקסידאז אחראי לזרז את פירוק ההיפוקסנטין והקסנטין לחומצת השתן. כאשר ההשפלה מפסיקה לתפקד, הקסנטין מצטבר בתוך דם. ניתן למחזר היפוקסנטין דרך מסלול ההצלה ולהחזירו לחילוף החומרים של הפורין. עם זאת, זה כבר לא אפשרי עבור xanthine. מאחר שזה מַיִם-מסיס, ניתן להפריש בשתן. רמות חומצת השתן נמוכות. במקרים נדירים זה יכול עוֹפֶרֶת להפקדות קסנטין בשרירים או באיברים אחרים. במקרים קיצוניים, אבני קסנטין בכליות מובילות לחריפות כליה כישלון. סוג II xanthinuria קשור אוֹטִיזְם, התפתחות נפשית מאוחרת, ציסטות בכליות, nephrocalcinosis מופחת צפיפות עצם, בין יתר הסימפטומים. מוּמלָץ תרפיה כולל שתייה מרובה של נוזלים ואכילת דלת פורין דיאטה. Xanthinuria יכול להתפתח גם כתוצאה מטיפול תרופתי ב שגדון עם אלופורינול. אלופורינול מעכב את האנזים xanthine oxidase להורדת רמות חומצת השתן. במקום היווצרות חומצת שתן מוגברת, יש כעת עלייה בקסנטין ריכוז. למנוע כליה היווצרות אבן, צריכת נוזלים חייבת להיות מוגברת.