Nukleozid je vedno sestavljen iz nukleinske baze, povezane z monosaharidom riboza ali deoksiriboza z N-glikozidno vezjo. Vseh 5 nukleinskih baze - gradnike dvojnih in enojnih vijakov DNA in RNA - lahko encimsko pretvorimo v nukleozide. Nekateri glikozidi imajo fiziološki pomen, kot npr adenozin, ki je osnovni gradnik ADP in ATP v celičnem omrežju presnova energije.
Kaj so nukleozidi?
Dvojni vijaki DNK in posamezni vijaki RNK nastanejo iz zaporedij le petih različnih nukleinskih baze v obliki nukleotidov. Vseh pet nukleinskih baze, katerih adenin in gvanin sta osnovna struktura na osnovi pet- in šest-členskih obročev purina, citozin, timin in uracil pa na osnovi aromatičnega šest-členskega obroča pirimidina, lahko N-glikozidno kombinirata z monosaharidom riboza in deoksiriboza. Hidroksilna skupina (-OH) na C atomu 1 pentoze reagira z amino skupino (-NH2) nukleinske baze, da tvori in odcepi molekulo H2O. Ko a riboza ali je pritrjen ostanek deoksiriboze, adenin se pretvori v adenozin oziroma deoksiadenozin. Podobno se purinska baza gvanin pretvori v gvanozin oziroma deoksiguanozin. Tri purinske baze timin, citozin in uracil se z dodatkom ostanka riboze pretvorijo v timidin, citidin in uridin ali prejmejo predpono „deoksi-“, če dodana sladkorja ostanek je sestavljen iz deoksiriboze. Poleg tega obstaja veliko število spremenjenih nukleozidov, od katerih imajo nekateri vlogo pri prenosu DNA (tDNA) in ribosomske RNA (rRNA). Umetno proizvedeni, modificirani nukleozidi, tako imenovani nukleozidni analogi, deloma delujejo kot protivirusna zdravila in se uporabljajo posebej za boj proti retrovirusom. Nekateri nukleozidni analogi kažejo citostatsko aktivnost, zato se uporabljajo za boj proti nekaterim rak celice.
Funkcija, delovanje in vloge
Ena najpomembnejših funkcij petih osnovnih nukleozidov je pretvorba v nukleotide z dodatkom a fosfat združimo v pentozo in kot nukleotidi tvorimo gradnike DNA in RNA. V spremenjeni obliki nekateri nukleozidi opravljajo tudi naloge v katalizi nekaterih presnovnih procesov. Na primer, tako imenovani »aktivni« metionin"(S-adenozil-metionin) služi kot darovalec metilnih skupin. V nekaterih primerih nukleozidi delujejo tudi v svoji nukleotidni obliki kot gradniki koencimov, ki prenašajo skupine. Primeri vključujejo riboflavina (vitamin B2), ki je predhodnik številnih koencimov in ima tako osrednjo vlogo v številnih presnovnih procesih. Pri oskrbi celic z energijo adenozin igra zelo pomembno vlogo kot adensin difosfat (ADP) in kot adenozin trifosfat (ATP). ATP lahko opišemo kot univerzalni nosilec energije in služi tudi kot fosfat darovalca v zelo mnogih presnovnih procesih, ki vključujejo fosforilacijo. Gvanozin trifosfat (GTP) je nosilec energije v tako imenovanem citratnem ciklusu mitohondriji. Nukleotidi so tudi sestavni deli koencima A in vitamin B12. Nukleozidi uridin in citidin se uporabljata v kombinaciji kot droge za zdravljenje vnetje živcev in mišične bolezni. Na primer, zdravilo se uporablja za živčni koren vnetje hrbtenice in lumbago. Modificirani nukleozidi, tako imenovani nukleozidni analogi, v nekaterih primerih kažejo virostatične učinke na retroviruse. Uporabljajo se v droge proti, na primer, herpes virus simpleksa in HIV virusi. Drugi nukleozidni analogi s citostatično aktivnostjo igrajo vlogo pri rak zdravljenje.
Nastanek, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti
Nukleozidi so v celoti sestavljeni iz ogljika, vodik, kisikin dušik. Vseh snovi je na svetu tako rekoč povsod. Elementi v sledovih in redko minerali niso potrebni za izgradnjo nukleozidov. Kljub temu telo nukleozidov ne sintetizira iz nič, ker je sinteza zapletena in porablja energijo. Zato človeško telo ubere nasprotno pot, pri čemer nukleozide pridobiva predvsem iz razgradnih procesov v vmesni presnovi purina in pirimidina (reševalna pot). Nukleozidi sodelujejo v različnih encimsko-katalitskih presnovnih procesih v čisti obliki ali v fosforilirani obliki kot nukleotidi. Posebej je treba omeniti delovanje adenozina v obliki ATP in ADP v tako imenovani dihalni verigi. Nukleotid gvanin trifosfat ima ključno vlogo v tako imenovanem citratnem ciklu. V ciklih se procesi odvijajo znotraj mitohondriji celic. Ker so nukleozidi skoraj vedno prisotni v velikih količinah v vezani obliki ali kot funkcionalni nosilci v skoraj vseh telesnih celicah, ni splošne mejne ali smernice za optimalno koncentracija. Določitev koncentracija specifičnih nukleozidov ali nukleotidov v kri plazma je lahko v pomoč pri diagnozah in diferencialnih diagnozah.
Bolezni in motnje
Nukleozidi so aktivni del številnih presnovnih procesov in njihove funkcije je le redko mogoče obravnavati ločeno. Motnje običajno vključujejo zapletene encimsko-katalitične procese, ki se prekinejo ali zavrejo na določenih mestih, kar vodi do ustreznih simptomov. Bolezni, ki povzročajo presnovne nepravilnosti nukleozidov, običajno vključujejo tudi metabolizem purina ali pirimidina, ker pet osnovnih nukleozidov nosi bodisi purin bodisi hrbtenico pirimidina. Znano motnjo v presnovi purinov povzroča dobro znani Lesch-Nyhanov sindrom, dedna bolezen, ki povzroča pomanjkanje hipoksantin-gvanin-fosforiboziltransferaze (HGPRT). Pomanjkanje encimov preprečuje recikliranje nekaterih nukleinskih baz, kar ima za posledico kumulativno kopičenje hipoksantina in gvanina. To pa sproži hiperuricemija, povišan Sečna kislina ravni, ki vodi do protin. Povišana Sečna kislina ravni vodi do vlog na spoji in tetivne ovojnice, ki lahko povzročijo boleče simptome. Zelo redka dedna bolezen se kaže v pomanjkanju adenilosukcinat-liaze, kar vodi do težav v presnovi purinov. Bolezen povzroča trzanje mišic in upočasnjen razvoj ploda s hudim potekom.
