1
Nukleosidy a nukleotidy
© Biochemický ústav LF MU (E.T.) 2013

2
Pyrimidinové báze
N
N
N
H
2
H
O
N
N
O
H
H
O
N
N
O
H
H
O
C
H
3
cytosin
uracil
thymin
2-hydroxy-4-aminopyrimidin
2,4-dihydroxypyrimidin
2,4-dihydroxy-5-methylpyrimidin

3
Tautomerie pyrimidinových bází


4
Purinové báze
N
N
N
H
2
N
N
H
N
N
O
H
N
N
H
H
2
N
adenin
guanin
6-aminopurin
2-amino-6-hydroxypurin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Purin má zvláštní číslování
(číslují se i kvartérní uhlíky)

5
N
N
O
H
N
N
H
H
O
N
N
O
H
N
N
H
hypoxantin
xantin
Vznikají při metabolismu purinových bází
6-hydroxypurin
2,6-dihydroxypurin

6
N
N
O
H
N
N
H
O
H
H
O
Kyselina močová (acidum uricum)
U savců: konečný metabolit purinových bází
U urikotelních organismů (většina plazů a ptáků): vzniká i z aminokyselin.
2,6,8-trihydroxypurin

7
N
N
O
H
N
N
H
O
H
H
O
Tautomerní formy kyseliny močové
laktim
laktam
D
H

8
Laktimová forma kys. močové je dvojsytná kyselina
  kys. močová                   hydrogenurát                            urát
pKA1 = 5,4            pKA2 = 10,3
2,6,8-trihydroxypurin

9
Kyselina močová je velmi málo rozpustná v kyselém a neutrálním prostředí.
Rozpouští se v alkalickém prostředí za vzniku urátů a hydrogenurátů
N
N
O
H
N
N
H
O




N
a
H
O
hydrogenurát sodný
Při pH 7,0 je rozpustnost kyseliny močové více než desetinásobně
vyšší než při pH 5,0.
Rozpustnost kyseliny močové

10
Koncentrace kyseliny močové
v lidské plazmě: muži < 420 μmol/l
 ženy < 340 μmol/l
je řádově vyšší než v plazmě většiny savců
Proč?
Chybí nám enzym oxidačně štěpící kyselinu močovou za vzniku rozpustnějšího allantoinu, urátoxidáza
(= urikáza)
Poznámka:
Nález allantoinu v biologických tekutinách člověka je ukazatelem oxidačního stresu – vzniká z
kyseliny močové působením volných radikálů

11
Důsledky omezené rozpustnosti kys. močové za patologických stavů
• tvorba močových kamenů (kys.močová, urát amonný a sodný) ve vývodných močových cestách (urátová
urolitiáza)
• při zvýšené tvorbě ukládání do kloubů a tkání, následná zánětlivá reakce (dna)
• akutní nefropatie kys.močové (srážení krystalů kys. močové v ledvinných tubulech při její
nadprodukci (např. po chemoterapii)

12
DnaW
Při akutním záchvatu prudká, nesnesitelná, narůstající bolest v kloubu, vzniklá nejčastěji v noci.
Kůže nad kloubem je horká, napjatá a lesklá. Po odeznění záchvatu se často olupuje. Nejčastěji je
postižen kořenový kloub palce nohy.
Dna (Artritis uratica)
Hyperurikemie s následnou zánětlivou reakcí organismu na přítomnost krystalů urátu.

13
http://georgianjunkie.files.wordpress.com/2010/10/gout11.jpg
Dna – nemoc králů

14
•Užívá se při terapii dny.
•Je inhibitorem enzymu xantinoxidasa (inhibuje přeměnu xantinu a hypoxantinu na urát)
Allopurinol

15
Nízkopurinová dieta
Omezení potravin s vysokým obsahem purinů:
Vnitřnosti, maso, ryby, kořenící směsi a koncentráty (Maggi, sojová omáčka), luštěniny.
Omezení příjmu alkoholu.
Obsah purinů v potravinách
potravina
mg/100 g
potravina
mg/100 g
Játra
Ledvinky
Sardinky
Kapr
Vepřové maso
Zvěřina
Kuřecí maso
95
80
120
54
48
35-39
40
Čočka
Zel.hrášek
Fazole, hrách
Ovesné vločky
Šunka
Špenát
Brambory
80
80
45
30
24
23
6

16
Kys. močová má redukční vlastnosti (endogenní antioxidant)
R· je např. ·OH, superoxid aj.
anion-radikál   (oxidovaná forma)
Různé přeměny
Až 30% podílu na celkové antioxidační kapacitě plazmy

17
Kofein
(Káva, čaj)
Theofylin
(Kakaové boby, čaj, syntetický)
Theobromin
(kakaové boby
Methylované xantiny

18
Obsah kofeinu v nápojích
Nápoj/objem
Obsah kofeinu
Káva cca     200 ml
150-200 mg
Čaj               200 ml
30-50 mg
Kofola           330 ml
50 mg
Coca-cola     330 ml
30 mg
Red Bull        250 ml
80 mg
Denní dávka by neměla překročit 400 mg
Stimulační účinek kofeinu vyvolán vazbou na adenosinové receptory  (antagonista adenosinu)

19
Syntetické analogy bází a jejich deriváty jsou léky
N
N
S
H
N
N
H
 6-merkaptopurin
N
N
O
O
F
H
H
 5-fluoruracil

20
Merkaptopurin
•purinový analog
•inhibuje syntézu purinů a tím i DNA
•léčba leukémie
•
•
•
5-Fluoruracil
•pyrimidinový analog
•inhibuje syntézu pyrimidinů a tím i DNA
•některé karcinomy
•

21
báze + ribosa                         base + 2-deoxyribosa
Nukleosidy
O
báze
pentosa
b
-
N
-glykosidová vazba

22
Názvosloví nukleosidů
•triviální názvy
•odvozené z názvů bází
•přípona -idin (pyrimidinové nukleosidy)
•přípona -osin (purinové nukleosidy)
•předpona deoxy- (od deoxyribosy)

23
Pyrimidinové nukleosidy
O
O
H
O
H
H
O
C
H
2
O
O
N
H
N
O
O
H
O
H
H
O
C
H
2
O
N
N
N
H
2
O
O
H
H
O
C
H
2
O
O
N
H
N
C
H
3
uridin
cytidin
thymidin

24
Purinové nukleosidy
O
O
H
O
H
H
O
C
H
2
N
N
N
N
N
H
2
O
O
H
O
H
H
N
N
N
N
H
2
N
H
O
C
H
2
O
guanosin
adenosin

25
O
O
H
O
H
H
O
C
H
2
N
N
N
N
O
O
H
O
H
H
N
N
N
N
H
O
C
H
2
O
O
H
H
O
H
inosin
xantosin
Purinové nukleosidy

26
Syntetické analogy nukleosidů
N
N
O
O
C
H
3
O
H
O
H
      zidovudin
 (azidothymidin)
N
N
N

27
Zidovudin (AZT)
•Antivirotikum
•Terapie HIV
•působí jako falešný nukleosid,inhibuje reverzní transkriptasu HIV
•

28
Antonín Holý
Organický chemik Antonín Holý - jeden z nejúspěšnějších českých vědců poslední doby (†16. července
2012). K jeho nejznámějším objevům patří jeho léky pro pacienty trpící nemocí AIDS nebo virovou
hepatitidou typu B. Na ÚOCHB se zabýval chemií analogů složek nukleových kyselin, přednášel na
univerzitách a vysokých školách a na řadě zahraničních pracovišť. Je držitelem 60 patentů a
spoluatorem 600 vědeckých prací. Počet citací jeho publikací přesahuje 10000, což ho řadí k
nejúspěšnějším světovým chemikům. Jeho práce byla m.j. oceněna čestnými doktoráty Univerzity v
Manchesteru, Univerzity Palackého v Olomouci či VŠCHT, Descartovou cenou Evropské Unie za vědecký
výzkum, členstvím v Učené společnosti ČR atd. atd.
Prof. RNDr. Antonín Holý - objevitel látek využívaných při léčbě HIV nebo hepatitidy B

29
Vistide
Hepsera
Viread
Syntetické nukleosidy
http://www.iocb-tto.cz/images/pict_2.jpg http://www.iocb-tto.cz/images/pict_3.jpg
http://www.iocb-tto.cz/images/pict_4.jpg

30
Nukleotidy (Nukleosidfosfáty)
Nukleosid   +  kyselina fosforečná
                    esterově vázaná na:    ribosu, deoxyribosu
O
báze
pentosa
fosfát
1'
5'
esterová vazba
b-N-glykosidová vazba

31
Názvosloví nukleotidů
•nukleosid  +  5‘-mono(di, tri)  +  fosfát
•zkratky
•AMP, ADP, ATP ………...

32
Význam nukleotidů
•stavební složky nukleových kyselin
•makroergní trifosfáty (ATP, CTP, UTP)
•druhý posel (cAMP, cGMP)
•kofaktory enzymů
•syntetické analogy - léčiva
•

33
Adenosinmonofosfát (AMP)
O
O
H
O
H
C
H
2
O
P
O
O
O
N
N
N
N
N
H
2
N-glykosidová vazba

34
Adenosintrifosfát (ATP)
Přenos fosforylu na jiné substráty (enzymy kinasy).
N-glykosidová vazba
anhydridová vazba

35
cAMP - druhý posel
N-glykosidová vazba
Cyklický ester

36
NAD+ je dinukleotid
anhydridová vazba
N-glykosidová vazba
N-glykosidová vazba

37
Flavinadenindinukleotid (FAD)
isoalloxazin
ribitol
anhydridová vazba

38
Koenzym A je adeninový nukleotid