Nukleosid

Karakteristik

Et nukleosid er en purin- eller pyrimidinnukleobase bundet til et pentosesukker ribose eller deoxyribose, dvs. nukleosid = nukleobase + ribose eller deoxyribose. Et nukleosid er et glykosid, der dannes ved hydrolyse af nukleinsyre. Når en fosfatgruppe er kovalent knyttet til pentosesukkerstoffet i et nukleosid, danner det et nukleotid, dvs. nukleotid = nukleosid + fosfatgruppe. I et nukleosid er det anomeriske kulstof knyttet til N9 i et purin (eller til N1 i et pyrimidin) ved en glykosidbinding.

Typer

Afhængigt af pentosesukkerkomponenten kan et nukleosid være et ribonukleosid eller et deoxyribonukleosid. Et ribonucleosid er et nukleosid med en ribosesukkerkomponent. Afhængigt af nukleobasekomponenten kan ribonukleosidet være adenosin, guanosin, cytidin, uridin eller 5-methyluridin. Et deoxyribonukleosid er et nukleosid med et deoxyribose-sukker. Afhængigt af nukleobasekomponenten kan et deoxyribonukleosid være deoxyadenosin, deoxyguanosin, deoxycytidin, thymidin eller deoxyuridin. Afhængigt af nukleobasekomponenten kan nukleosiderne også inddeles i enten de “dobbeltringede” puriner eller de “enkeltringede” pyrimidiner.

Adenosin er et purinnukleosid, hvor adenin er bundet til et ribosesukker med en glykosidbinding. Det findes i alle levende organismer som en strukturel komponent i vigtige biomolekyler såsom DNA og RNA. Det er også en vigtig molekylær komponent i ATP, ADP og AMP. Det er således involveret i forskellige fysiologiske processer som f.eks. energioverførsel (f.eks. som ATP) og signaltransduktion (f.eks. som cAMP). Det virker også som en hæmmende neurotransmitter, formentlig ved at fremme søvnen.

Guanosin er et purinnukleosid, der har guanin bundet til et ribosesukker. Det kan omdannes til nukleotider: guanosinmonofosfat (GMP), cyklisk guanosinmonofosfat (cGMP), guanosindiphosphat (GDP) eller guanosintrifosfat (GTP) gennem fosforylering. Disse nukleotider er involveret i forskellige biokemiske processer, f.eks. nukleinsyresyntese, proteinsyntese, fotosyntese, muskelkontraktion og intracellulær transduktion.

Cytidin er et pyrimidinnukleosid, hvor cytosin er knyttet til pentosesukkeret ribose. Det kan have en antidepressiv virkning, da det kan regulere neuronale-gliale glutamatclykler.1

Uridin er et ribonukleosid, som har uracil knyttet til en ribosering. Det er et hvidt, lugtløst pulver, der er vigtigt i kulhydratmetabolismen.

5-methyluridin er et pyrimidinnukleosid. Det indeholder en thyminnukleobase, der er knyttet til ribosesukkeret. Det er et lille hvidt krystallinsk fast stof.

Deoxyadenosin er et purinnukleosid, der har adenin bundet til et deoxyribosesukker. Deoxyadenosin adskiller sig fra adenosin ved at have en deoxyribosesukkerdel.

Deoxyguanosin er et purinnukleosid, som har guanin bundet til et deoxyribosesukker. Deoxyadenosin adskiller sig fra guanosin ved at have deoxyribose som sukkerkomponent i stedet for ribose.

Deoxycytidin er et pyrimidinnukleosid, som har cytosin bundet til en deoxyribose-ring. Det adskiller sig fra cytidin ved at have fjernet et oxygenatom.

Thymidin er et pyrimidinnukleosid, som har thymin bundet til et deoxyribose-sukker. Thymidin er i virkeligheden et deoxyribonukleosid. Præfikset deoxy- udelades ofte, da der ikke er nogen forløbere af thymin-nukleotider involveret i RNA-syntesen, men kun i DNA-syntesen. Derfor kaldes det nogle gange blot thymidin.

Deoxyuridin er et deoxyribonukleosid, som har uracil knyttet til en deoxyribose-ring. Det er en antimetabolit, især når det omdannes til deoxyuridintrifosfat og inkorporeres i DNA under replikationen. Tilstedeværelsen af sidegrupper, der er bundet til uracil-komponenten, forhindrer baseparring og forstyrrer derfor DNA-syntesen.

Inosin er et andet nukleosid. Det dannes bl.a., når hypoxanthin er bundet til en ribosering via en β-N9-glykosidbinding. Inosin kan typisk findes i tRNA’er. Inosin er også involveret i purinnukleotidreaktioner under muskelbevægelser.

Almindelige biologiske reaktioner

Nukleosider kan produceres de novo i leveren. De kan også være tilgængelige i kosten, der indeholder nukleinsyrer. Nukleinsyrerne fordøjes til nukleotider. Nukleotiderne nedbrydes derefter til nukleosider ved hjælp af nukleotidaser. Nukleosiderne kan igen nedbrydes i fordøjelsessystemets lumen til deres underkomponenter (dvs. nukleobase og sukker) ved hjælp af nukleosidaser. Intracellulær nedbrydning af nukleosider sker for at give nukleobaser og ribose-1-fosfat eller deoxyribose-1-fosfat.

Biologiske funktioner

Nucleosider danner, når de fosforyleres af kinaser, nukleotider, som igen tjener som den monomere enhed i nukleinsyrer. Nukleosider er således biologisk vigtige, da de tjener som en strukturel bestanddel af DNA og RNA. DNA bærer i det væsentlige den genetiske kode, mens RNA’er, såsom mRNA’er, tRNA’er og rRNA’er, er involveret i oversættelsen af denne genetiske kode til specifikke proteiner.
Selvom nukleinsyrer er nukleotidet – adenosintrifosfat (ATP) – et energirigt molekyle. Det indeholder en stor mængde kemisk energi, der er lagret i dets højenergibaserede fosfatbindinger. Det frigiver energi, når det nedbrydes (hydrolyseres) til adenosindiphosphat (ADP). Energien bruges til mange metaboliske processer. Derfor betragtes ATP som den universelle energiværdi for stofskiftet.

Medicinsk betydning

Nucleosidanaloger fremstilles kunstigt med henblik på anvendelse som terapeutiske lægemidler. De har antivirale egenskaber og anvendes derfor til at forhindre yderligere vækst af patogene virus i værtscellen. De kan også anvendes som kræftbekæmpelsesmidler.

Supplerende

Etymologi

• nucleic- (“kerne”) + -ose + -ide

Afledte udtryk

• Nucleosid analogue
• Nucleosiddiphosphat

Yderligere læsning

Se også

• nukleotid
• nukleinsyre
• nukleobase