پورین (Purine): ساختار، انواع، مشتقات و اثرات

پورین و پیریمیدین

پورین یک ترکیب آلی آروماتیک هتروسیکلیک (Heterocyclic aromatic) قابل حل در آب است که از یک حلقه پیریمیدین (Pyrimidine) شش عضوی و یک حلقه ایمیدازول (Imidazole) پنج عضوی تشکیل شده است.

یک توالی نوکلئوتیدی (Nucleotide) در DNA سلول، توالی نوکلئوتیدی هر RNA و توالی اسید آمینه هر پروتئین را تعیین می‌کند.

نوکلئوتیدها دارای سه مولفه مشخصه هستند:

  1. یک باز نیتروژن‌دار (حاوی نیتروژن).
  2. یک پنتوز (Pentose)
  3. یک فسفات (Phosphate)

بازهای نیتروژن‌دار مشتقات دو ترکیب مادر به نام پیریمیدین و پورین هستند.

ساختار پورین

  • 9 اتم ساختار پورین بازی را تشکیل می‌دهند.
  • یک حلقه پیریمیدین شش عضوی و یک حلقه ایمیدازول پنج عضوی با هم ترکیب شده‌اند تا دو چرخه پورین را تشکیل دهند.
  • چهار اتم نیتروژن در موقعیت‌های 1، 3، 7 و 9 وجود دارند.
  • اولین نیتروژن حلقه شش عضوی به عنوان نقطه شروع برای شماره گذاری پورین استفاده می‌شود که بر خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت شماره گذاری می‌شود.
  • حلقه ایمیدازول در جهت عقربه‌های ساعت شماره گذاری می‌شود.
  • بازهای پورین با کربن ۱ پنتوز به نهمین اتم نیتروژن متصل می‌شوند تا نوکلئوزیدها را تشکیل دهند.
  • جابجایی قابل توجهی در بین الکترون‌های حلقه پورین وجود دارد.
  • موقعیت‌های 3 و 7 غنی از الکترون هستند و مستعد حمله الکتروفیل (Electrophilic) هستند، در حالی که موقعیت‌های 2، 6 و 8 مستعد حمله نوکلیوفیلی (Nucleophilic) هستند.
پورین
پورین- آدنین و گوانین

انواع پورین

پورین‌های اولیه شامل آدنین و گوانین (Guanine) در RNA و DNA می‌باشند.

آدنین

فرمول مولکولی: C5H5N5

وزن مولکولی: 135.13 دالتون

نقطه ذوب: 360 تا 365 درجه سانتی‌گراد

حلالیت: 1030 میلی‌گرم در لیتر (در دمای 25 درجه سانتی‌گراد)

  • آدنین این یک پورین بازی سفید و کریستالی با یک گروه آمین متصل به کربن در موقعیت 6 است که هم در RNA و هم در DNA وجود دارد.
  • تیمین (Thymine) در DNA و اوراسیل (Uracil) در RNA مکمل آدنین هستند.
  • گروه آمین در موقعیت 6 و پیوند دوگانه اضافی بین نیتروژن در موقیعت 1 و کربن در موقعیت 6 در حلقه آروماتیک هتروسیکلیک (پیریمیدین)، آدنین را از گوانین متمایز می‌کند.
  • آدنوزین تری‌فسفات (Adenosine triphosphate) سرشار از انرژی (ATP) و کوفاکتورهای فلاوین آدنین دی‌نوکلئوتید (Flavin adenine dinucleotide (FAD))، نیکوتین‌آمید آدنین دی‌نوکلئوتید (Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD)) و کوآنزیم A، نمونه‌هایی از مشتقات آدنین هستند که نقش‌های مختلفی در بیوشیمی از جمله تنفس سلولی ایفا می‌کنند.

گوانین

فرمول مولکولی: C5H5ON5

وزن مولکولی: 151.13 دالتون

نقطه ذوب: 360 درجه سانتی‌گراد

حلالیت: 2080 میلی‌گرم در لیتر (در دمای 37 درجه سانتی‌گراد)

  • گوانین یک ماده سفید، غیر قابل حل و کریستالی است.
  • گوانین یک 2-آمینوپورین (2-aminopurin) با یک جایگزین 6-oxo در RNA و DNA است.
  • گوانین در DNA و RNA، مکمل سیتوزین (Cytosine) است.
  • اولین بار از گوانو (Guano) (کود پرندگان) ایزوله شد، از این رو نام آن گوانین انتخاب شد.
  • آمونیاک به عنوان محصول جانبی تجزیه پروتئین در سلول‌ها، توسط عنکبوت‌ها، عقرب‌ها و تعدادی دیگر از دوزیستان به گوانین تبدیل می‌شود، زیرا با حداقل اتلاف آب می‌توان آن را تعدیل کرد.

مشتقات پورین

به غیر از آدنین و گوانین، سایر متابولیت‌های (Metabolite) مهم عبارتند از:

  • هیپوگزانتین (Hypoxanthine)
  • گزانتین (Xanthine)
  • تئوفیلین (Theophylline)
  • تئوبرومین (Theobromine)
  • کافئین (Caffeine)
  • اسید اوریک (Uric acid)
  • ایزوگوانین (Isoguanine)

مشتقات پورین

  • 3، 7-دی متیل‌گزانتین (3,7-dimethylxanthine) (تئوبرومین) یک ادرارآور (Diuretic) قوی است و با تشکیل کمپلکس‌های قابل حل با نمک‌های اسیدهای آلی مختلف در درمان آسم، مصرف خوراکی آن را تسهیل می‌کند.
  • پورین اولیه موجود در دانه‌های قهوه و برگ‌های چای، ۱،۲،۷-تری‌متیل‌گزانتین (1,2,7-trimethylxanthine) (کافئین) است که یک محرک قلبی و تنفسی است و اغلب در پودرهای درمان سردرد استفاده می‌شود.
  • جزء اصلی پورین ادرار انسان عبارت است از 1-متیل‌گزانتین (1-methylxanthine).
  • 3- و 7- متیل‌پورین نیز اجزای جزئی ادرار هستند، به ویژه پس از مصرف مقادیر قابل توجهی کافئین یا سایر گزانتین‌های متیله (Methylated xanthine).
  • پاراکسانتین (Paraxanthine) که با نام 1،7-دی‌متیل‌گزانتین (1,7-Dimethylxanthine) نیز شناخته می‌شود، یک ادرارآور موثر با اثرات ضد تیروئیدی است.

اصلاح پورین

  • مواد فعال بیولوژیکی متعددی از ساختارهای پورین اصلاح شده هم با منشاء طبیعی و هم مصنوعی، تولید شده‌اند.
  • این مواد اغلب شامل تغییرات ساده در پورین‌های شناخته شده، مانند سیتوکینین‌ها (Cytokinin)، آدنین‌های 6-N-آلکیله شده (6-N-alkylated adenines)، یا تغییرات ساختاری در قسمت کربوهیدرات مشتقات ریبوز (Ribose) یا دئوکسی‌ریبوز (Deoxyribose)، مانند آرابینوزیدها (Arabinoside) هستند.
  • متیلاسیون (Methylation) رایج‌ترین شکل اصلاح پورین است.
  • برخی از پورین‌های اصلاح شده را می‌توان در RNAهای انتقالی (tRNA) یافت.
  • قبل از جابجایی معکوس به کنفورماسیون (Conformation) B-supercoiled، احتمالاً متیلاسیون یکی از دو پورین در طول چرخه سلولی حذف می‌شود.
  • متیلاسیون پورین‌ها (به ویژه آدنین) در DNA در مواد ژنتیکی میکروارگانیسم‌ها رخ می‌دهد. 6-متیل‌آدنین (6-methyladenine) در DNA باکتری‌ها یافت می‌شود.

آنتی‌بیوتیک‌ها و ترکیبات مرتبط

  • گلیکوزیل‌پورین‌های (Glycosylpurine) متعددی که از میکروب‌ها استخراج شده‌اند، فعالیت بیولوژیکی قابل توجهی از خود نشان داده‌اند.
  • 9-(دارابینوفورانوسیل) آدنین (9-(Darabinofuranosyl) adenine) که اغلب با نام Ara A شناخته می‌شود، یک داروی ضد ویروسی و ضد سرطانی قوی است.
  • سلول‌های باکتریایی و انسانی به طور کامل برای تعیین اثرات پورومایسین (Puromycin) به عنوان یک مهارکننده تولید پروتئین مورد بررسی قرار گرفته‌اند. با این حال، استفاده از آن به عنوان یک آنتی‌بیوتیک به دلیل این واقعیت که برای پستانداران بسیار سمی است، محدود شده است.
  • کتوزیلپورین‌ها (Ketosylpurine) (پسیکوفورانین (Psicofuranine) و دکوئینین (Decoyinine)) با مهار آمیناز XMP (XMP aminase)، اثر ضد باکتریایی از خود نشان می‌دهد و با سرطان آدنوکارسینوم (Adenocarcinoma) در موش صحرایی مقابله می‌کند.
  • سپتاسیدین (Septacidin) فعالیت خاصی در برابر سلول‌های تومور دارد.
  • نبولارین (Nebularine) به داشتن خواص ضد باکتریایی معروف است.
  • 6- مرکاپتوپورین (6-Mercaptopurine) (6- تیوکسو-1، 6-دی هیدروپورین (6-thioxo-l,6-dihydropurine)) یکی از اولین مشتقات پورین مورد استفاده در درمان سرطان خون، به ویژه در کودکان بود.
  • 2،6-دیامینوپورینار (2,6-diaminopurineare) دارای فعالیت ضد لوسمی (Leukemic) است.

اثرات پورین بر سلامتی

  • اسید اوریک محصول نهایی متابولیک (Metabolic) مربوط به متابولیسم پورین است.
  • وجود پورین بیش از حد در بدن می‌تواند منجر به هیپراوریسمی (Hyperuricemia) شود (وضعیتی که در آن اسید اوریک بیش از حد در خون وجود دارد).
  • خطر بیشتر ابتلا به دیابت با سطح اسید اوریک بالا در بدن مرتبط است.
  • سطوح بالای اسید اوریک در بدن همچنین باعث تشکیل کریستال‌های اسید اوریک شده که منجر به نقرس (التهاب در مفصل) و سنگ کلیه می‌شوند.

مطالب مرتبط:

منبع

مترجم: صادق حسینی‌کیا

از این مطلب چقدر راضی بودید؟

روی ستاره کلیک کنید تا نظرتون ثبت بشه

4.2 / 5. تعداد رای دهندگان: 5

تا حالا امتیازی برای این مطلب ثبت نشده؛ با ثبت نظرتون مارو خوشحال می‌کنید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *