Guanin je važan dušik baza i ima središnju ulogu u metabolizmu nukleinske kiseline u organizmu. U tijelu se može sintetizirati iz aminokiseline. Međutim, zbog velike potrošnje energije ove reakcije, njezin se oporavak često događa putem spašavanja.
Što je gvanin?
Guanin je jedan od pet dušičnih baze koji su ključni u konstrukciji DNA i RNA. Također je osnovna komponenta ostalih fiziološki važnih molekule kao što je gvanizin trifosfat (GTP). Guanin predstavlja purinsku bazu čija se osnovna kemijska struktura sastoji od heterocikličkog aromatskog prstena od šest atoma i vezanog prstena od pet. U tijelu se obično javlja kao mononukleotid sa riboza ili deoksiriboza i a fosfat talog. Uz ATP, mononukleotid GTP je skladište energije u kontekstu metabolizam energije. U dvostrukoj zavojnici DNA, gvanin je povezan s komplementarnim dušik bazni citozin putem tri vodik obveznice. Budući da je stvaranje slobodnog gvanina vrlo energetski intenzivno, on se u tijelu obnavlja iz nukleinske kiseline cijepanjem (put spašavanja) i ponovno se koristi u obliku mononukleotida za sintezu nukleinske kiseline. U tijelu se razgrađuje do mokraćne kiseline. Guanin je blago žućkasta krutina s a talište od 365 stupnjeva. Topi se pod raspadanjem. Netopljiv je u voda, ali se može otopiti u kiseline i lužine.
Funkcija, učinak i zadaci
Guanin je sastavni dio nukleinske kiseline te razni nukleotidi i nukleozidi. Kao važna nukleinska baza, jedna je od središnjih molekule svih organizama. Zajedno s ostale tri nukleinske baze adenin, citozin i timin, on tvori genetski kod. Poput ovih, i glikozidno je vezan za šećer deoksiriboza u DNA. Tri uzastopna nukleinska baze kodiraju po jednu aminokiselinu kao takozvani kodon. Nekoliko kodona tako kodira protein kao uzastopni lanac aminokiseline. Genetski kod pohranjen je u DNK. Unutar dvostruke zavojnice DNA nalazi se komplementarni lanac s odgovarajućim komplementarnim nukleinskim bazama. S kodonogenim je lancem povezan vodik vezivanje i odgovoran je za stabilnost genetskih informacija. Unutar RNA, gvanin igra važnu ulogu u sintezi proteina, zajedno s ostalim nukleinskim bazama. Važni međuprodukti u metabolizmu su također nukleozidi gvanizin i deoksigvanizin. Nadalje, nukleotidi gvanizimonofosfat (GMP), gvanizin difosfat (BDP) i gvanizin trifosfat (GTP) također su odgovorni za metabolizam energije uz ATP i ADP. DNK nukleotidi se također javljaju u metabolizmu kao međuprodukti.
Formiranje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti
Guanin ima središnju važnost u metabolizmu svih organizama. Budući da je komponenta nukleinske kiseline, također se javlja slobodno kao međuprodukt u metabolizmu. U ljudskom se organizmu može sintetizirati iz aminokiseline. Međutim, biosinteza je vrlo energetski intenzivna. Stoga se obnavlja iz nukleina kiseline putem Salvage Pathway u obliku nukleotida. Na putu spašavanja, slobodne purinske baze kao što su adenin, gvanin i hipoksantin izrezuju se iz postojeće nukleinske kiseline i zauzvrat nastaju novi mononukleotidi. Ovaj je postupak energetski učinkovitiji od nove sinteze gvanina i njegovog mononukleotida. Mononukleotid se ponovno koristi za sintezu nukleinske kiseline. Dakle, put spašavanja predstavlja postupak recikliranja. Tijekom razgradnje gvanina, mokraćne kiseline nastaje putem međuprodukta ksantina. Razgradnja purina u tijelu glavni je izvor mokraćne kiseline. Kod ptica, gmazova i šišmiša, gvanin je važan proizvod za izlučivanje dušik, zajedno s mokraćnom kiselinom. Jer ovaj pastozni proizvod sadrži malo voda a također se slabo koristi za proizvodnju energije, izravno se izlučuje, posebno ptice i šišmiši. Budući da njegovo izlučivanje smanjuje ukupan masaje leteći sposobnost ovih životinja je poboljšana. Izlučeni gvanin tvori takozvani gvano, posebno na vapnenastim tlima nakon vremenskih utjecaja. Guano je vrlo vrijedno gnojivo bogato fosfor i dušik.
Bolesti i poremećaji
Kada je poremećen metabolizam gvanina, zdravlje mogu se pojaviti problemi. Na primjer, kada je enzim hipoksantin-gvanin fosforiboziltransferaza (HGPRT) oštećen, put spašavanja je poremećen. Iz toga se razvija takozvani Lesch-Nyhanov sindrom. Kod ove bolesti monoankleotidi gvanina nisu dovoljno obnovljeni iz nukleina kiseline. Umjesto toga dolazi do povećane razgradnje gvanina. U tijelu nastaju velike količine mokraćne kiseline. Stoga se i ova bolest naziva hiperuricemija sindrom. U težim slučajevima javljaju se autoagresija, kognitivna oštećenja, pa čak i vanjska agresija. Pacijenti se često ozlijede. Uglavnom su pogođeni dječaci jer je autosomno recesivni poremećaj uzrokovan gen mutacija na X kromosomu. U djevojčica su obje X kromosomi bi mutacija trebala utjecati, ali to je rijetko. Ako se Lesch-Nyhanov sindrom ne liječi, djeca umiru u dojenačkoj dobi. Razgradnja gvanina može se inhibirati upotrebom droge i posebno dijeta. Tako se simptomi mogu djelomično ublažiti. Nažalost, Lesch-Nyhanov sindrom se ne može liječiti uzročno. Hiperurikemije se također mogu javiti u vezi s drugim bolestima ili drugim genetskim nedostacima. Primarne hiperurikemije genetski su jedan posto, a 99 posto zbog smanjenog izlučivanja mokraćne kiseline bubrezima. Postoje i sekundarni oblici hiperuricemija. Na primjer, bolesti povezane s povećanim propadanjem stanica, poput leukemija ili nekih krv bolesti, kan dovesti do povećane proizvodnje purina, a time i mokraćne kiseline. Lijekovi ili alkoholizam također može dovesti na poremećaje metabolizma purina. Kao rezultat povećanih koncentracija mokraćne kiseline, giht napadi se mogu dogoditi zbog oborina mokraćne kiseline u zglobova. U liječenje je uključen nisko-purinski dijeta i, prema tome, prehrana s niskim sadržajem gvanina.
