Катаболизм (расщепление) нуклеотидов и нуклеиновых кислот

Мононуклеотиды постоянно образуются в клетке в результате расщепления нуклеиновых кислот, имеющихся в организме, а также поступающих с пищей (см. рис. 9.1), т. е. протекает реакция гидролиза, обратная реакции этерификации:

Свободные нуклеотиды идут на синтез новых нуклеиновых кислот или подвергаются дальнейшему распаду.

Рассмотрим метаболический путь распада пуриновых нуклеотидов на примере аденозина (рис. 9.20).

Первый этап распада — отщепление фосфатной группы под действием фермента нуклсотидазы, в результате чего из аденилата образуется аденозин. Затем начинается метаболический путь распада из семи последовательных реакций.

• 1. Аденозин, дезаминируясь, превращается в инозин.
• 2. Инозин подвергается гидролизу до пуринового основания гипоксантина и D-рибозы.
• 3. Гипоксантин окисляется до ксантина.
• 4. Ксантин окисляется до мочевой кислоты под действием ксантиноксидазы. Акцептором водорода в этой реакции служит молекулярный кислород.

В организме человека, приматов, большинства животных, птиц и некоторых рептилий конечным продуктом пуринового обмена является мочевая кислота, которая выводится из организма с мочой.

5−7. У других рептилий и некоторых млекопитающих мочевая кислота расщепляется до аллантоина, а у рыб — до аллантоиновой кислоты и мочевины.

На рис. 9.21 на примере цитидина приведен метаболический путь распада пиримидиновых нуклеотидов. Он представляет собой последовательность из пяти реакций гидролиза. Конечными продуктами реакции распада пиримидиновых оснований являются СО2, NH3, мочевина, аланин, аминоизомасляная (карбамоилпропионовая) кислота.

Рис. 9.20. Метаболический путь распада пуриновых нуклеотидов на примере аденозина.

Рис. 9.21. Метаболический путь распада пиримидиновых нуклеотидов на примере цитидина

Гидролитический путь распада пиримидинов — главный путь образования аланина. В тканях животных аланин подвергается дальнейшему распаду путем трансаминирования до пировиноградной кислоты под воздействием катализирующей реакцию специфической аминотрансферазы (см. разд. 9.3).