Purine

Purine is een organische verbinding en een heteroaromatische verbinding met vier stikstofatomen, wordt de afgewerkte purinekern door vijf extra koolstofatomen en vormt het basislichaam van de hele groep purines. Deze laatste zijn belangrijke bouwstenen van nucleïnezuren en slaan tegelijkertijd de genetische informatie op.

Purines zijn in alle cellen aanwezig, worden met voedsel ingenomen, maar worden ook door het lichaam zelf gevormd, vooral bij het afbreken van de lichaamscellen. Met name dierlijk voedsel bevat veel purine, b.v. in vis en vlees, vooral in de huid en slachtafval. Tot nu toe is vrije purine in de natuur niet ontdekt.

Wat is purine?

De naam van de purines is afgeleid van het Latijn. "Purus" staat voor zuiverheid en "acidum uricum" is urinezuur. Purines zijn de basisstructuur van urinezuur. Ze werden voor het eerst gesynthetiseerd aan het einde van de 19e eeuw door de chemicus Emil Fischer, die ook de grondlegger is van de organische chemie en die in 1902 de Nobelprijs voor scheikunde ontving voor zijn werk.

Purines hebben een heterocyclische aromatische ringstructuur die uit zes atomen bestaat. Het zijn de fundamentele moleculaire bouwstenen van de DNA-basen guanine en adenine. Deze zijn afgeleid van purine uit waterstofatomen en behoren daarom ook tot de purinebasen. Als deze basen zijn gekoppeld aan het C-1-atoom van ribose, worden de nucleosiden guanosine en adenosine gevormd. Door een exotherme reactie met fosfaat ontstaan ​​dan nucleotiden. Dit zijn de bouwstenen van veel fysiologische moleculen.

Purinenucleotiden zijn niet alleen energieleveranciers, maar ook bouwstenen van co-enzymen zoals NAD, FAD of NADP. Tegelijkertijd zijn ze de signaaldragers en de tussenproducten van synthetische routes en metabolische processen. Ze vormen een netwerk en worden onder verschillende omstandigheden gesynthetiseerd. Dit gebeurt niet als vrije moleculen, maar als nucleotiden. Aan de andere kant worden ze afgebroken tot urinezuur. Purines binden ook aan receptoren in het celmembraan.

Functie, effect en taken

Het menselijke organisme maakt zelf purine aan, maar scheidt het niet rechtstreeks uit. In een meerfasig proces wordt purine voornamelijk afgebroken tot urinezuur.

Zowel het urinezuur zelf als alle tussenproducten worden vervolgens in de nier opgevangen en daar uitgescheiden. Aanvankelijk vormt zich de hele purinekern. Nauwkeuriger gezegd, het dragermolecuul ribose-5-fosfaat wordt gefosforyleerd en dus geactiveerd. Dit wordt gedaan door het pyrofosfaat af te splitsen om energie te leveren voor de volgende stappen. Naast de synthese naar de purinebase wordt purine ook gebruikt voor de biosynthese van de NAD en voor purinerecycling.

Zodra het pyrofosfaat is afgesplitst, wordt glutamine overgebracht naar het fosforiboseresidu. PRA wordt gevormd en wordt gekatalyseerd door amidofosforibosyltransferase. Dit enzym reguleert de substraatstroom in de stofwisseling. Na deze reactie wordt de tweede van de vier stikstofatomen opgenomen. De derde wordt geleverd door glutamine en gebruikt door fosforibosylformylglycine-amidinesynthase. Na uitdroging wordt AIR, d.w.z. 5-aminoimidazol-ribonucleotide, gevormd. Dit is gecarboxyleerd tot CAIR.

De aspartaatcyclus die begint, bouwt dan het vierde stikstofatoom op tot de purinekern, condensatie met aspartaat treedt op en fumaraat wordt afgesplitst. De reactie wordt gekatalyseerd door het fosforibosylaminoimidazoolcarboxamide formyltransferase door een formylradicaal. De pyrimidinering wordt gesloten door eliminatie van water. De purinekern is compleet.

Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

In de geneeskunde zijn purinederivaten geneesmiddelen die worden gebruikt als antimetabolieten en z. B. om azathioprine in het immuunsysteem te onderdrukken. De biosynthese met purine kan worden geremd als een blokkade van het folaatmetabolisme, b.v. B. met methotrexaat.

Dit leidt tot een tekort aan de DNA-bouwstenen en voorkomt dat cellen zich vermenigvuldigen, vooral in weefsels die de neiging hebben om te prolifereren. Dit wordt op zijn beurt gebruikt om tumorcellen te behandelen bij kankertherapie en auto-immuunziekten. Allopurinol wordt gebruikt tegen jicht en voorkomt dat de purine wordt afgebroken tot urinezuur. Purine-n-oxides zijn op hun beurt kankerverwekkend.

Ziekten en aandoeningen

Doordat purines door het lichaam worden afgebroken als urinezuur, kunnen er verstoringen optreden als het lichaam dit proces niet meer goed doorstaat, de afbraak wordt verminderd en het urinezuur onvoldoende wordt uitgescheiden. Vervolgens vormen zich urinezuurkristallen, die op hun beurt tot jicht leiden.

Vooral door voeding is de incidentie van jicht in de loop van de tijd toegenomen. Vroeger was het een van de ziektesymptomen die alleen in hogere sociale klassen voorkwamen. De helft van de purines wordt door het lichaam aangemaakt en de andere helft via de voeding. Het gevolg van jichtaanvallen is een nierfunctiestoornis, die op zijn beurt kan leiden tot pijnlijke nierstenen.

Jicht wordt behandeld met medicijnen, maar gaat vaak gepaard met dieetmaatregelen en een speciaal dieet met een laag purinegehalte, d.w.z. zonder slachtafval of vissoorten zoals haring, ansjovis of sardientjes. Zodra de urinezuurspiegel stijgt, wordt de concentratie in het bloed te hoog, ontstaan ​​er urinezuurkristallen die naaldvormig zijn en zich afzetten in de nieren, het kraakbeen, de peesschede, de huid en de gewrichten. De afzettingen veroorzaken ontstekingen.

Het urinezuurgehalte bij mannen mag niet hoger zijn dan 6,5 mg / dl, bij vrouwen iets lager. Hoge urinezuurspiegels in het bloed leiden niet altijd tot jicht; ook erfelijke aanleg en andere klachten zijn triggers. Een van hen is het Lesch-Nyhan-syndroom. Dit is een erfelijke ziekte die is gebaseerd op een verstoorde stofwisseling van de purines en wordt veroorzaakt door overbelasting van het lichaam met urinezuur.

Het is een vrij zeldzame stofwisselingsziekte die op recessieve wijze op het X-chromosoom wordt overgeërfd, met een tekort aan hypoxanthine-guanine-fosforibosyltransferase. Het ontbreken van dit belangrijke enzym in het organisme leidt tot verhoogde urinespiegels en aandoeningen van het centrale zenuwstelsel.