زانثين

زانثين ينشأ كمنتج وسيط في تحلل نيوكليوتيدات البيورين إلى حمض البوليك. وبالتالي فهو يمثل جزيء مركزي في سياق استقلاب الحمض النووي.إذا حدث اضطراب في تحلل الزانثين ، يحدث ما يسمى بيلة زانثين.

ما هو الزانثين؟

Xanthine هو منتج وسيط في تكسير البيورينات في الكائن الحي ، وأهم مركبات البدء هي قواعد البيورين الأدينين والجوانين ، المشتقة من استقلاب الحمض النووي. كما أنه مادة الرصاص في مجموعة الزانثين.

يتكون Xanthine من حلقة غير متجانسة مع ست ذرات ، والتي تتصل بها حلقة مغايرة أخرى بها خمس ذرات. يحتوي الهيكل الأساسي للزانثين على ذرة نيتروجين في المواضع 1 و 3 و 7 و 9. الموضعان 4 و 5 يحتوي كل منهما على ذرات كربون تنتمي إلى كلتا الحلقتين. يتكون الباقي من إجمالي 9 مواقع من ذرات كربون ترتبط بها ذرات أو مجموعات ذرات مختلفة اعتمادًا على المركب. في حالة الزانثين ، الموضعان 2 و 6 هيدروكسيل.

ومع ذلك ، عند تفكك بنية الرائحة ، ينتقل أيون الهيدروجين لمجموعة الهيدروكسيل إلى النيتروجين الحلقي. في هذه العملية ، يتم تشكيل روابط مزدوجة C = O وروابط NH أحادية. الزانثين مادة صلبة بلورية عديمة اللون مع نقطة انصهار 360 درجة. إنه قابل للذوبان بشكل ضئيل في الماء البارد وقابل للذوبان بشكل معتدل في الماء الساخن. كما أنه يذوب في الكحول. تحتوي الزانثين أيضًا على المكونات النشطة مثل الكافيين والثيوبرومين والثيوفيلين.

الوظيفة والتأثير والمهام

كما ذكرنا سابقًا ، الزانثين هو منتج وسيط في تكسير البيورينات في الجسم. رد الفعل العكسي من الزانثين إلى قواعد البيورين غير ممكن. بمجرد ظهورها ، يفرزها الجسم ، ويحولها إلى حمض البوليك.

يتم التخلص من جزء كبير من النيتروجين في الجسم من خلال هذه العملية. يتم تصنيع قواعد البيورين كمكونات للأحماض النووية من الأحماض الأمينية. لا يتم إنتاج قواعد البيورين الحرة أثناء التخليق ، فقط النيوكليوتيدات. يعمل فوسفات الريبوز كجزيء البداية ، حيث يتم تصنيع البنية الأساسية لقاعدة البيورين عن طريق إضافة الذرات ومجموعات الذرات. تأتي هذه المجموعات الذرية من استقلاب الأحماض الأمينية. نظرًا لأن هذه العملية كثيفة الاستخدام للطاقة ، يتم استرداد قواعد البيورين من الأحماض النووية عبر ما يسمى بمسار الإنقاذ وإعادة دمجها في الأحماض النووية باعتبارها أحادي النوكليوتيد.

التوليف الجديد لقواعد البيورين وتفككها متوازنان. كلما كان مسار الإنقاذ أفضل ، أي إعادة تدوير قواعد البيورين ، كلما قل الزانثين وبالتالي أيضًا حمض اليوريك الذي ينتجه الجسم. عندما تتعطل هذه العملية ، يزداد معدل التمثيل الغذائي لتكوين الزانثين. يتم تحفيز تكوين الزانثين بواسطة إنزيم أوكسيديز زانثين. يتم تشكيل المنتجات الوسيطة لانهيار البيورين ، وهيبوكسانثين وزانثين ، بمساعدة زانثين أوكسيديز. بالإضافة إلى وظيفته المهمة كوسيط في تكسير البيورينات ، فإن تركيبته الكيميائية في الجسم لها أيضًا تأثير محفز.

التعليم والوقوع والخصائص والقيم المثلى

تم العثور على الزانثين في الدم والعضلات والكبد. يتم تكوينه أثناء الهيدروكسيل لقواعد البيورين في الموضعين 2 و 6. وهو أيضًا مادة الرصاص للعديد من القلويات مثل الكافيين أو الثيوبرومين أو الثيوفيلين. توجد هذه المواد في حبوب البن أو الكاكاو أو أوراق الشاي أو المتة أو غرنا أو جوز الكولا وهي معروفة باحتوائها على تأثير محفز.

الشيء نفسه ينطبق على الزانثين. ينسب تأثير محفز إلى الزانثين. في النبيذ يتشكل إلى حد ما عندما تتحلل الخمائر. بالإضافة إلى مشتقات الزانثين الأخرى ، يوجد الزانثين أيضًا في حبوب البن والشاي والمتة وحتى في البطاطس. يقال إن التأثير المحفز بشكل خاص لشاي المتة يرجع إلى تأثير الزانثين. مثل قواعد البيورين الأخرى ، فإنه يشكل نيوكليوسيدات ونيوكليوتيدات. يتكون nucleoside xanthosine من السكر ribofuranose و xanthine.

النيوكليوتيدات المعروفة هي زانثوزين أحادي الفوسفات (XMP) ، والذي يتكون من الزانثين والريبوز والفوسفات. يتكون Guanisimonophosphate (GMP) من XMP في الجسم باعتباره لبنة أساسية في الحمض النووي الريبي. مثل GMP ، يستخدم XMP أيضًا كمُحسِّن للنكهة. يمكن أن يشكل الزانثين أزواجًا قاعدية مع قواعد البيورين الأخرى عبر روابط هيدروجينية. بمساعدة 2،4-diaminopyrimidine و xanthine ، يتم التحقق من أزواج القواعد غير العادية لفهم العمليات في الحمض النووي بشكل أفضل.

الأمراض والاضطرابات

المرض المرتبط بالزانتين هو ما يسمى بيلة الزانثين. Xanthinuria هو اضطراب التمثيل الغذائي الوراثي في ​​استقلاب البيورين. بسبب طفرة ، لا يعمل إنزيم أوكسيديز زانثين (XO) أو يعمل جزئيًا فقط.

زانثين أوكسيديز مسؤول عن تحفيز تفكك هيبوكسانثين وزانثين إلى حمض البوليك. عندما يتوقف الانهيار عن العمل ، يتجمع الزانثين في الدم. يمكن إعادة تدوير هيبوكسانثين عبر مسار الإنقاذ وإعادته إلى استقلاب البيورين. ومع ذلك ، لم يعد هذا ممكنا بالنسبة للزانثين. نظرًا لأنه قابل للذوبان في الماء ، يمكن إفرازه في البول. مستويات حمض اليوريك منخفضة. في حالات نادرة ، يمكن أن يؤدي هذا إلى ترسبات الزانثين في العضلات أو الأعضاء الأخرى. في الحالات القصوى ، تؤدي حصوات الزانثين في الكلى إلى فشل كلوي حاد.

يرتبط النوع الثاني بيلة زانثينية بالتوحد والتخلف العقلي وتكيسات الكلى والتكلس الكلوي وانخفاض كثافة العظام ، من بين أمور أخرى. ينصح بالكثير من الشرب واتباع نظام غذائي منخفض البيورين كعلاج. يمكن أن تتطور بيلة زانتين أيضًا من العلاج الدوائي للنقرس باستخدام الوبيورينول. يعمل الوبيورينول عن طريق منع إنزيم أوكسيديز زانثين لخفض مستويات حمض البوليك. بدلاً من زيادة إنتاج حمض البوليك ، يزيد تركيز الزانثين. لمنع تكون حصوات الكلى ، يجب زيادة تناول السوائل.