Deoxyadenosintrifosfát - Deoxyadenosine triphosphate

Deoxyadenosintrifosfát
Kosterní vzorec deoxyadenosintrifosfátu
Kuličkový model anionu deoxyadenosintrifosfátu
Jména
Název IUPAC
[[(2R,3S,5R) -5- (6-aminopurin-9-yl) -3-hydroxyoxolan-2-yl] methoxy-hydroxyfosforyl] fosfono-hydrogenfosfát
Ostatní jména
dATP, 2'-deoxyadenosintrifosfát
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.016.058 Upravte to na Wikidata
UNII
Vlastnosti
C10H16N5Ó12P3
Molární hmotnost491.181623
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Deoxyadenosintrifosfát (DATP) je nukleotid používané v buňkách pro Syntéza DNA (nebo replikace), jako substrát DNA polymeráza.[1] Je klasifikován jako a purin nukleosid trifosfát, jehož chemická struktura se skládá z a deoxyribóza molekula cukru navázaná na adenin a tři fosfátové skupiny. Liší se od přenos energie molekula adenosintrifosfát (ATP) jediným hydroxylová skupina (skupina -OH na 2 ' uhlík z pentóza cukr je nahrazen -H v dATP), což vede k deoxyribóze místo a ribóza. Mohou být dvě fosfátové skupiny hydrolyzovaný poddat se deoxyadenosin monofosfát, které pak mohou být použity k syntéze DNA.[2]

Zjištění také naznačují, že dATP může fungovat jako molekula přenášející energii k udržení životaschopnosti buněk.[3]

Syntéza

Enzymatická syntéza deoxyadenosintrifosfátu

Deoxyadenosintrifosfát je možné enzymaticky syntetizovat s DNA jako výchozí materiál pomocí deoxyribonukleáza (DNase), nukleáza P1, adenylát kináza, a pyruvátkináza.[4] Syntéza začíná tepelnou denaturací DNA, po které následuje zpracování DNázou I za vzniku oligomery. Poté se na roztok působí nukleázou P1 za vzniku deoxynukleosid monofosfáty. Za použití směsi adenylátkinázy a pyruvátkinázy byl deoxyadenosinmonofosfát selektivně převeden na dATP. Po čištění lze pomocí této metody syntézy dosáhnout čistoty 90% - 95% s celkovým výtěžkem 40%.[4]

Zdravé efekty

U jedinců se sníženou imunitou

Vysoká hladina dATP v těle může být toxický a mít za následek poškození imunitní funkce, protože dATP funguje jako a nekompetitivní inhibitor pro syntézu DNA enzym ribonukleotid reduktáza. Pacienti s nedostatek adenosindeaminázy (ADA) mívají zvýšené hodnoty intracelulární koncentrace dATP, protože adenosindeamináza normálně obrubníky adenosin úrovně převedením na inosin.[5][6]

Nedostatek enzymu adenosindeamináza je známo, že způsobuje imunodeficienci u jedinců.[7] Výzkum zjistil, že dATP může být potenciálním toxickým metabolitem v nedostatek adenosindeaminázy.[6] Bylo zjištěno, že pacienti ve studii, kteří měli imunodeficit a deficit adenosindeaminázy, měli více než 50krát vyšší hladinu dATP ve erytrocyty ve srovnání s imunodeficitními pacienty s deficitem adenosindeaminázy. To je neobvyklé a poskytuje důkaz, že zvýšené hladiny dATP erytrocytů jsou toxické metabolity odpovědné za nedostatek imunitního systému u jedinců s nedostatkem adenosindeaminázy.[6] Infuze normálních, neenzymově deficitních erytrocytů vedla ke ztrátě dATP v erytrocytech těchto jedinců.

Buňky postrádají schopnost doprava nebo fosforylát Bylo prokázáno, že dATP vykazuje zvýšenou odolnost vůči toxickým účinkům nadměrného dATP, což naznačuje, že toxicita dATP závisí na schopnosti intracelulárně fosforylát dATP.[8] Některé způsoby léčby ADA se proto zaměřují na snížení fosforylace dATP cílenou látkou inhibice odpovědného deoxynukleosidu kinázy, jako adenosinkináza a deoxycytidinkináza.[9] Deoxycytidin podáváno intravenózně byl také použit jako léčba ADA, ačkoli klinická studie zjistila, že deoxycytidin měl pouze omezené klinické účinky na Imunita T-buněk pacientů s ADA, aniž by bylo vyloučeno, že někteří pacienti mohou na léčbu deoxycytidinem reagovat významněji.[10]

V srdečním svalu

v srdeční myosin „Ukázalo se, že dATP je životaschopnou alternativou k ATP jako energetickému substrátu pro usnadnění příčný most. V experimentu zahrnujícím psí dilatační kardiomyopatie (DCM), bylo zjištěno, že zvýšení srdečního dATP je potenciálně účinnou léčbou DCM.[11][12]

Viz také

Reference

  1. ^ Romaniuk PJ, Eckstein F (červenec 1982). „Studie mechanismu T4 DNA polymerázy s diastereomerními fosforothioátovými analogy deoxyadenosintrifosfátu“. The Journal of Biological Chemistry. 257 (13): 7684–8. PMID  7045112.
  2. ^ PubChem. „2'-deoxyadenosin 5'-trifosfát“. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Citováno 2020-04-30.
  3. ^ Nakashima K, Nakashima H, Shimoyama M (září 1991). „Deoxyadenosintrifosfát působící jako molekula přenosu energie v adenosindeamináze inhiboval lidské erytrocyty“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - výzkum molekulárních buněk. 1094 (3): 257–62. doi:10.1016 / 0167-4889 (91) 90084-b. PMID  1911876.
  4. ^ A b Ladner WE, Whitesides GM (01.04.1985). "Enzymatická syntéza deoxyATP s použitím DNA jako výchozího materiálu". The Journal of Organic Chemistry. 50 (7): 1076–1079. doi:10.1021 / jo00207a032.
  5. ^ Chang CH, Cheng YC (říjen 1980). „Účinky deoxyadenosintrifosfátu a 9-beta-D-arabinofuranosyladenin 5'-trifosfátu na lidskou ribonukleotidreduktázu z buněk Molt-4F a koncept„ vlastní potenciace"". Výzkum rakoviny. 40 (10): 3555–8. PMID  6159965.
  6. ^ A b C Cohen A, Hirschhorn R, Horowitz SD, Rubinstein A, Polmar SH, Hong R, Martin DW (leden 1978). „Deoxyadenosintrifosfát jako potenciálně toxický metabolit při nedostatku adenosindeaminázy“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 75 (1): 472–6. Bibcode:1978PNAS ... 75..472C. doi:10.1073 / pnas.75.1.472. PMC  411272. PMID  272665.
  7. ^ Sanchez JJ, Monaghan G, Børsting C, Norbury G, Morling N, Gaspar HB (květen 2007). „Nosná frekvence nesmyslné mutace v genu pro adenosindeaminázu (ADA) implikuje vysoký výskyt těžké kombinované imunodeficience (SCID) s nedostatkem ADA v Somálsku a jediný společný haplotyp označuje společného původu.“ Annals of Human Genetics. 71 (Pt 3): 336–47. doi:10.1111 / j.1469-1809.2006.00338.x. PMID  17181544.
  8. ^ Ullman B, Gudas LJ, Cohen A, Martin DW (červen 1978). „Metabolismus deoxyadenosinu a cytotoxicita v kultivovaných myších buňkách T lymfomu: model onemocnění imunodeficience“. Buňka. 14 (2): 365–75. doi:10.1016/0092-8674(78)90122-8. PMID  208780.
  9. ^ Joachims ML, Marble PA, Laurent AB, Pastuszko P, Paliotta M, Blackburn MR, Thompson LF (prosinec 2008). „Obnova vývoje lidského thymocytů s nedostatkem adenosindeaminázy in vitro inhibicí deoxynukleosidkináz“. Journal of Immunology. 181 (11): 8153–61. doi:10,4049 / jimmunol.181.11.8153. PMC  2673198. PMID  19018008.
  10. ^ Cowan MJ, Wara DW, Ammann AJ (říjen 1985). „Léčba deoxycytidinem u dvou pacientů s nedostatkem adenosindeaminázy a těžkým onemocněním imunodeficience“. Klinická imunologie a imunopatologie. 37 (1): 30–6. doi:10.1016/0090-1229(85)90132-1. PMID  3161676.
  11. ^ Cheng Y, Hogarth KA, O'Sullivan ML, Regnier M, Pyle WG (leden 2016). „2-Deoxyadenosintrifosfát obnovuje kontraktilní funkci srdečního myofibrilu u dospělých psů s přirozeně se vyskytující dilatační kardiomyopatií“. American Journal of Physiology. Fyziologie srdce a oběhu. 310 (1): H80-91. doi:10.1152 / ajpheart.00530.2015. PMC  4796460. PMID  26497964.
  12. ^ Powers JD, Yuan CC, McCabe KJ, Murray JD, Childers MC, Flint GV a kol. (Červen 2019). „Aktivace srdečního myosinu pomocí 2-deoxy-ATP zvýšením elektrostatických interakcí s aktinem“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 116 (23): 11502–11507. doi:10.1073 / pnas.1905028116. PMC  6561254. PMID  31110001.

externí odkazy