NUCLEOSIDE : 특성, 구조 및 응용 - 생물학

클레오는 질소 함유 염기로 이루어진 생체 분자의 대형 그룹이다 다섯 - 공유 결합 탄당. 구조면에서 그들은 매우 다양합니다.

그것들은 모든 생명체의 신진 대사와 성장을 조절하기위한 근본적인 사건 인 핵산 (DNA 및 RNA) 합성의 전구체입니다. 그들은 또한 다양한 생물학적 과정에 참여하여 신경계, 근육계 및 심혈 관계의 일부 활동을 조절합니다.

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오늘날 변형 된 뉴 클레오 사이드는 DNA 복제를 차단하는 특성 덕분에 항 바이러스 및 항암 요법으로 사용됩니다.

뉴 클레오 사이드라는 용어를 뉴클레오타이드와 혼동하지 않는 것이 중요합니다. 두 요소는 구조적으로 비슷하지만 핵산의 단량체로 구성되어 있기 때문에 뉴클레오타이드에는 하나 이상의 추가 인산기가 있습니다. 즉, 뉴클레오타이드는 인산기를 갖는 뉴 클레오 사이드이다.

형질

뉴 클레오 사이드는 핵산의 빌딩 블록으로 구성된 분자입니다. 저 분자량으로 227.22 ~ 383.31g / mol 범위입니다.

질소 염기 덕분에 이러한 구조는 3.3과 9.8 사이의 pKa 값을 갖는 염기로 반응합니다.

구조

뉴 클레오 사이드 구조는 공유 결합에 의해 5 탄소 당에 연결된 질소 염기를 포함합니다. 아래에서 이러한 구성 요소를 자세히 살펴 보겠습니다.

질소베이스

첫 번째 구성 요소 인 질소 염기 (핵 염기라고도 함)는 구조에 질소를 포함하는 편평한 방향족 분자이며 퓨린 또는 피리 미 딘일 수 있습니다.

전자는 두 개의 융합 된 고리로 구성되어 있습니다. 하나는 6 개 원자이고 다른 하나는 5 개입니다. 피리 미딘은 더 작고 단일 고리로 구성됩니다.

옥상 기계실

두 번째 구조적 구성 요소는 리보스 또는 데 옥시 리보스 일 수있는 5 탄당입니다. 리보스는 각 탄소 원자가 산소 원자와 결합되어있는 "정상적인"설탕입니다. 데 옥시 리보스의 경우 2 '탄소에 산소 원자가 없기 때문에 당이 변형됩니다.

링크

자연적으로 발견되는 모든 뉴 클레오 사이드 (및 뉴클레오타이드)에서 두 분자 사이의 결합은 β-N- 글리코 사이드 유형이며 알칼리성 절단에 저항합니다.

설탕의 1 '탄소는 피리 미딘의 질소 1과 퓨린의 질소 9에 부착됩니다. 보시다시피, 이들은 핵산을 구성하는 모노머에서 발견되는 것과 동일한 구성 요소 인 뉴클레오티드입니다.

변형 된 뉴 클레오 사이드

지금까지 뉴 클레오 사이드의 일반적인 구조를 설명했습니다. 그러나 특정 화학적 변형을 가진 일부가 있으며 가장 일반적인 것은 메틸 그룹과 질소 염기의 결합입니다. 메틸화는 탄수화물 부분에서도 발생할 수 있습니다.

다른 덜 빈번한 변형에는 예를 들어 우리 딘에서 슈도 우리 딘으로의 이성 질화; 수소 손실; 아세틸 화; 포 밀화; 및 히드 록 실화.

분류 및 명명법

뉴 클레오 사이드의 구조적 구성 요소에 따라 리보 뉴 클레오 사이드와 데 옥시 뉴 클레오 사이드로 분류가 확립되었습니다. 첫 번째 범주에서는 퓨린 또는 피리 미딘이 리보스에 연결된 뉴 클레오 사이드를 찾습니다. 또한 그들을 형성하는 질소 염기는 아데닌, 구아닌, 시토신 및 우라실입니다.

데 옥시 뉴 클레오 사이드에서 질소 염기는 데 옥시 리보스에 고정됩니다. 우리가 찾은 염기는 피리 미딘 우라실이 티민으로 대체된다는 점을 제외하면 리보 뉴클레오티드에서와 동일합니다.

이러한 방식으로 리보 뉴 클레오 사이드는 분자에 포함 된 질소 염기에 따라 명명되어 아데노신, 시티 딘, 우리 딘 및 구아노 신과 같은 명명법을 확립합니다. deoxynucleoside를 확인하기 위해 접두사 deoxy-가 추가됩니다. 즉, deoxyadenosine, deoxycytidine, deoxyuridine 및 deoxyguanosine입니다.

앞서 언급했듯이 뉴클레오타이드와 뉴 클레오 사이드의 근본적인 차이점은 전자가 3 '탄소 (3'- 뉴클레오타이드) 또는 5'탄소 (5'- 뉴클레오타이드)에 부착 된 인산기를 가지고 있다는 것입니다. 따라서 명명법 측면에서 첫 번째 경우의 동의어가 nucleoside-5'-phosphate임을 알 수 있습니다.

생물학적 기능

구조 블록

Nucleoside triphosphate (즉, 구조에 3 개의 인산염이 있음)는 DNA와 RNA와 같은 핵산 구성의 원료입니다.

에너지 저장

인산염 그룹을 함께 유지하는 고 에너지 결합 덕분에 세포에 적합한 에너지를 쉽게 저장하는 구조입니다. 가장 유명한 예는 "세포의 에너지 통화"로 더 잘 알려진 ATP (adenosine triphosphate)입니다.

국소 호르몬

뉴 클레오 사이드 자체 (구조에 인산염 그룹이 없음)는 중요한 생물학적 활성을 갖지 않습니다. 그러나 포유류에서는 아데노신 분자라는 놀라운 예외가 있습니다.

이 유기체에서 아데노신은자가 코 이드의 역할을하는데, 이는 이것이 국소 호르몬과 신경 조절제 역할을한다는 것을 의미합니다.

혈류에서 아데노신의 순환은 혈관 확장, 심박수, 평활근 수축, 신경 전달 물질 방출, 지질 분해 등과 같은 다양한 기능을 조절합니다.

아데노신은 수면을 조절하는 역할로 유명합니다. 이 뉴 클레오 사이드의 농도가 증가하면 피로와 수면을 유발합니다. 그렇기 때문에 카페인 (아데노신과 유사한 분자)을 섭취하면 뇌에서 아데노신과 각각의 수용체의 상호 작용을 차단하기 때문에 우리가 깨어 있습니다.

식단의 뉴 클레오 사이드

뉴 클레오 사이드는 음식에서 섭취 할 수 있으며, 다양한 생리 학적 과정을 조절하여 면역계의 특정 측면, 위장관의 발달 및 성장, 지질 대사, 간 기능 등에 도움이되는 것으로 나타났습니다.

그들은 다른 식품 중에서도 모유, 차, 맥주, 육류 및 생선에 풍부한 성분입니다.

외인성 뉴 클레오 사이드 (및 뉴클레오타이드) 보충은 이러한 화합물을 드 노보 합성하는 능력이 부족한 환자에게 중요합니다.

흡수와 관련하여, 거의 90 %의 뉴클레오타이드가 뉴 클레오 사이드 형태로 흡수되고 장의 세포에서 다시 인산화됩니다.

의료 응용 : 항암 및 항 바이러스

특정 뉴 클레오 사이드 또는 변형 된 뉴클레오타이드 유사체는 항암 및 항 바이러스 활성을 나타내어 HIV / AIDS, 헤르페스 바이러스, B 형 간염 바이러스 및 백혈병과 같은 의학적으로 중요한 상태의 치료를 허용합니다.

이 분자는 DNA 합성을 억제 할 수있는 능력이 있기 때문에 이러한 병리의 치료에 사용됩니다. 이들은 적극적으로 세포로 운반되고 화학적 변형을 나타내므로 바이러스 게놈의 미래 복제를 방지합니다.

치료로 사용되는 유사체는 다른 화학 반응에 의해 합성됩니다. 변형은 리보스 부분 또는 질소 염기에서 올 수 있습니다.

참고 문헌

Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). 필수 세포 생물학. 갈랜드 과학.
Borea, PA, Gessi, S., Merighi, S., Vincenzi, F., & Varani, K. (2018). 아데노신 수용체의 약리학 : 최신 기술. 생리 학적 검토, 98 (3), 1591-1625.
Cooper, GM 및 Hausman, RE (2007). 세포 : 분자 적 접근. 워싱턴 DC, Sunderland, MA.
그리피스, AJ (2002). 현대 유전 분석 : 유전자와 게놈 통합. 맥밀란.
Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). 유전자 분석에 대한 소개. 맥밀란.
Koolman, J., & Röhm, KH (2005). 생화학 : 텍스트 및 아틀라스. Panamerican Medical Ed.
미하일로 풀로, IA 및 Miroshnikov, AI (2010). 뉴 클레오 사이드 생명 공학의 새로운 트렌드. Acta Naturae 2 (5).
Passarge, E. (2009). 유전학 텍스트 및 아틀라스. Panamerican Medical Ed.
Siegel, GJ (1999). 기본 신경 화학 : 분자, 세포 및 의학적 측면. Lippincott-Raven.

NUCLEOSIDE : 특성, 구조 및 응용 - 생물학 - 2025

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