Adénosine nucléoside et nucléoside phosphoramidite | Aperçu des aspects importants

Adénosine nucléoside et nucléoside phosphoramidite | Aperçu des aspects importants

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Adénosine nucléoside

L'adénosine nucléoside se trouve dans la nature sous des formes diversifiées. Il se compose d'une base azotée adénine liée à un sucre ribose à cinq carbones par une liaison β-N9-glycosidique. L'adénosine est présente dans les acides nucléiques tels que l'ADN et l'ARN, considérés comme le matériel génétique sous toutes les formes de vie. L'adénosine est également présente dans plusieurs biomolécules essentielles comme l'adénosine monophosphate (AMP), l'adénosine diphosphate (ADP) et l'adénosine triphosphate (ATP). L'AMP, l'ADP et l'ATP agissent comme des vecteurs d'énergie dans la plupart des processus biochimiques. L'ATP est souvent considéré comme la monnaie énergétique de la cellule.

Another derivative of adenosine that is cyclic adenosine monophosphate (cAMP) is actively involved in the signal transduction pathways and other cell signalling events inside the body. 

Adénosine nucléoside
Figure: Adénosine nucléoside https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Caffeine_and_adenosine.svg

Adenosine provides important framework structures in some vitamins like BXNUMX and radical S-Adenosyl-l-Methionine (SAM) enzymes. 

Plusieurs dérivés de l'adénosine sont utilisés dans les anomalies physiologiques comme la tachycardie supraventriculaire (SVT) et chez les sujets atteints de tachycardie supraventriculaire (SVT). L'adénosine maintient le rythme cardiaque en modulant le taux de réponse ventriculaire.

L'adénosine interagit également avec d'autres molécules dérivées de la purine comme les méthylxanthines. La méthylxanthine agit comme l'antagoniste de l'adénosine. La méthylxanthine est utilisée pour annuler les effets pharmacologiques de l'adénosine. Les méthylxanthines se trouvent en abondance dans le chocolat, le thé, le café, etc., les personnes consommant des quantités importantes de café ou de thé reçoivent une quantité plus élevée d'adénosine pour une réponse pharmacologique appropriée.

Figure: Tea and coffee contains caffiene, it has structural similarity with adenosine https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Caffeine_and_adenosine.svg

Métabolisme de l'adénosine

L'adénosine est décomposée par l'enzyme appelée adénosine désaminase dès qu'elle entre dans la circulation sanguine. L'enzyme adénosine désaminase est présente dans les globules rouges et les parois des vaisseaux sanguins. Pour plus de détails sur le métabolisme de l'adénosine (purine) cliquer ici

Le dipyridamole provoque une augmentation de la vasodilatation coronarienne en inhibant le transporteur de nucléosides de l'adénosine, ce qui entraîne une accumulation d'adénosine dans la circulation sanguine et provoque une vasodilatation.

La carence en enzyme adénosine désaminase entraîne une immunodéficience sévère. 

Autres rôles importants de l'adénosine nucléoside

– Various Adenosine nucleoside derivatives act as reverse transcriptase inhibitors and stalls the retroviral replication process.

- L'adénosine agit comme un agent anti-inflammatoire. 

- Le méthotrexate déclenche la libération d'adénosine; par conséquent, il agit comme un agent anti-inflammatoire.

- L'adénosine est connue pour ses effets inhibiteurs et suppressifs sur le système nerveux central (SNC).

- L'adénosine supprime les effets de l'alopécie androgénétique. 

L'augmentation des niveaux d'adénosine provoque de la somnolence.

Nucléoside phosphoramidite

Les nucléosides phosphoramidites sont synthétisés à partir de nucléosides d'origine naturelle et synthétique. Ils sont utilisés pour synthétiser des oligomères nucléotidiques ou des oligonucléotides. Les oligomères nucléotidiques sont les courts fragments d'ADN / ARN. Le groupe amino réactif (exocyclique) et l'hydroxyle présents dans les nucléosides synthétiques et naturels sont protégés de manière appropriée pour éviter des réactions secondaires inutiles. La protection appropriée du groupe hydroxyle réactif de l'analogue nucléosidique doit le convertir en phosphoramidite respectif. Le phosphoramidite est ensuite incorporé dans l'ADN / ARN synthétique.

Figure: Nucléoside phosphoramidite, l'extrémité 5 'est protégée par DMT (XNUMX′-dimethoxytrityl) group and XNUMX′ end is protected by cyanoethyl group https://commons.wikimedia.org/wiki/File:PhosphoramiditeXNUMX.png

La stratégie phosphoramidite permet l'incorporation d'analogues nucléosidiques ou nucléosidiques au milieu de la chaîne oligonucléotidique. Le nucléoside doit avoir deux groupes hydroxyle libres ou un groupe nucléophile (mercapto ou amino) et un groupe hydroxyle libre pour l'incorporation souhaitée. 

Préparations de nucléoside phosphoramidite

Le processus de synthèse du nucléoside phosphoramidite se déroule en trois étapes majeures:

Etape 1: le groupement hydroxyle libre du nucléoside protégé en présence d'acide faible subit un traitement au phosphorodiamidite. Le 2-cyanoéthyl N, N, N ', N'-tétraisopropylphosphorodiamidite est un amidite généralement utilisé pour la synthèse commerciale de nucléoside phosphoramidites stables. 

Étape 2: introduction de la base organique N-éthyl-N, N-diisopropylamine (Base de Hunig) dans le milieu pour produire le nucléoside diamidite.

Step XNUMX: the solution is later treated with an alcohol corresponding to the phosphate protecting group, like using XNUMX-cyanoethanol with a weak acid.

Les nucléosides phosphoramidites formés sont ensuite purifiés en utilisant une Chromatographie sur colonne de gel de silice. 

Purine nucléoside phosphorylase | Fonction purine nucléoside phosphorylase

The purine nucleotide phosphorylase (PNPase) catalyzes the reversible conversion of purine nucleoside and purine, as mentioned in the following reaction:

Purine nucléoside + phosphate -> Purine + α-D ribose-1-phosphate

PNPase est également connue sous le nom d'inosine phosphorylase, et le nom systématique est phosphate de purine-nucléoside ribosyltransférase

The PNPase relates to the family of glycosyltransferases. PNPase acts on five-carbon sugar-containing nucleosides, and hence it is called pentosyltransferase.

Figure: Structure cristalline de la purine nucléoside phosphorylase https://commons.wikimedia.org/wiki/File:1rct.png

The PNPase is actively involved in the essential pathways such as nicotinate, nicotinamide, pyrimidine and purine metabolic pathways.

Les enzymes essentielles de la classe des glycosyltransférases sont la thymidine kinase, l'uridine kinase, la cytidine kinase et la désoxycytidine kinase, qui catalysent respectivement la phosphorylation de la thymidine, de l'uridine, de la cytidine et de la désoxycytidine.

Importance clinique: Avec l'adénosine désaminase, la PNPase régule le métabolisme des purines. La mutation de l'une de ces enzymes entraîne l'accumulation de désoxyadénosine triphosphates [(d) ATP] qui induisent l'apoptose (mort cellulaire programmée) dans les lymphocytes. De tels événements dans les lymphocytes entraînent un SCID (déficit immunitaire combiné sévère). 

Thérapie nucléosidique pour la déplétion mitochondriale

Les mitochondries sont l'organite cellulaire qui contient leur copie d'ADN circulaire (il est connu sous le nom d'ADN mitochondrial ou ADNmt). Il ressemble à l'ADN bactérien ou à un chromosome circulaire unique, donc appelé cellule dans une cellule.  

L'ADN mitochondrial contient des gènes qui codent pour l'enzyme nécessaire au processus de respiration pour générer l'énergie nécessaire au fonctionnement de divers processus cellulaires. Par conséquent, les mitochondries sont connues comme la centrale électrique. Par conséquent, l'ADN mitochondrial doit être maintenu pour le bon fonctionnement de la cellule et d'autres activités cellulaires. Les modifications de l'ADN mitochondrial entraînent des altérations de la production d'énergie et des processus cellulaires, aboutissant finalement au syndrome d'appauvrissement de l'ADN mitochondrial. 

Les dNTP nécessaires à la synthèse de l'ADN mitochondrial sont les mêmes que l'ADN cellulaire mais doivent être présents dans une proportion équilibrée à l'intérieur des mitochondries. Un déséquilibre dans la proportion des dNTP à l'intérieur des mitochondries entraîne des changements et des mésappariements dans l'ADN mitochondrial, qui conduisent au syndrome d'épuisement de l'ADN mitochondrial.

L'introduction de dNTP ou d'autres éléments constitutifs tels que les désoxynucléosides peut aider à traiter le syndrome d'épuisement de l'ADN mitochondrial en rétablissant l'équilibre des dNTP et en réparant l'ADN mitochondrial. C'est ce qu'on appelle la thérapie nucléosidique.

Cibler les nucléosides sur la zone touchée du corps est assez difficile, ce qui rend difficile l'équilibre des niveaux de nucléosides sur le site cible. Les chercheurs modifient ces jours-ci les nucléosides pour les rendre plus efficaces pour atteindre leur site cible. Cibler le nucléoside modifié de cette manière se révélera être un moyen plus efficace de traiter le syndrome d'épuisement de l'ADN mitochondrial avec moins d'effets secondaires.

The researchers are trying to develop a novel, effective and efficient approach for producing mitochondrial DNA through modified nucleosides to combat mitochondrial DNA depletion syndrome. 

Researchers expect this study to pave the way for dealing with mitochondrial DNA depletion syndrome by the optimized choice of using nucleosides in combinations for effective results. 

Conclusions

Dans cet article, nous avons discuté en détail des aspects physiologiques importants de l'adénosine nucléoside et du nucléoside phorphoramidite. nous avons également discuté brièvement de l'épuisement de l'ADN mitochondrial dans cet article.

Entretien Q & R

Q1 L'adénine est-elle un nucléotide?

Répondre: Adenine is a purine (double-ringed) nitrogenous base that is present as a structural component in nucleosides as well as in nucleotides.

Q2. Liste des dérivés de l'adénosine nucléoside?

Répondre: Les dérivés ou analogues de l'adénosine nucléoside ont d'immenses implications physiologiques et sont souvent utilisés à plusieurs fins. Par exemple, le técadénoson, le solédénoson, le N6-tétrahydrofuranyl-5'-chloro-5'-désoxyadénosine, la N- (1S, 2S) - 2-hydroxy-cyclopentyl adénosine, le régadénoson, etc.

Q3. Rôles importants de l'adénosine nucléoside?

Répondre: Les chercheurs ont signalé l'adénosine nucléoside sous diverses formes de la nature. Il est omniprésent dans le génome des organismes vivants, des biomolécules essentielles (ATP, ADP, AMP, etc.) et agit comme un messager secondaire dans les voies de signalisation cellulaire.

Q4. Une fonction essentielle du nucléoside phosphoramidite

Répondre: The nucleoside phosphoramidites are used to produce oligonucleotides or oligomeric nucleotides. The oligomeric nucleotides are the short fragments of DNA or RNA.

Q5. Où trouve-t-on la purine nucléoside phosphorylase?

Répondre: La purine nucléoside phosphorylase est une enzyme essentielle de la voie de sauvetage pour la biosynthèse des nucléotides; ainsi, on le trouve dans de nombreux tissus. Une quantité beaucoup plus élevée de purine nucléoside phosphorylase est exprimée dans les cellules endothéliales sinusoïdales, les cellules de Kupffer et les hépatocytes. La purine nucléoside phosphorylase sert également de marqueur de fuite pour les lésions hépatocellulaires puisque son expression est plus dans les cellules hépatiques et beaucoup moins dans les muscles.

Q6. Importance clinique de la purine nucléoside phosphorylase?

Répondre: La purine nucléoside phosphorylase et l'adénosine désaminase jouent un rôle important dans la régulation du cycle métabolique des purines. La mutation de la purine nucléoside phosphorylase entraîne l'accumulation de dNTP (désoxynucléoside triphosphates) qui déclenche le mécanisme de l'apoptose. De tels événements dans les lymphocytes entraînent un SCID (déficit immunitaire combiné sévère).

Q7. Qu'est-ce que l'appauvrissement de l'ADN mitochondrial?

Répondre: Le déséquilibre de la proportion de dNTP dans la matrice mitochondriale entraîne une altération de la production d'ADN mitochondrial. Cela affecte le bon fonctionnement des mitochondries car il existe plusieurs gènes sur l'ADN mitochondrial qui s'expriment pour remplir des fonctions essentielles. L'ADN mitochondrial altéré est incapable de remplir les fonctions essentielles. Ce phénomène est connu sous le nom d'épuisement de l'ADN mitochondrial.

Q8. Quelle est la meilleure façon de faire face à l'épuisement de l'ADN mitochondrial?

Répondre: Cibler les nucléosides sur la zone touchée du corps est assez difficile, ce qui rend difficile l'équilibre des niveaux de nucléosides sur le site cible. Les chercheurs modifient ces jours-ci les nucléosides pour faciliter leur délivrance ciblée. Cibler le nucléoside modifié de cette manière se révélera être un moyen plus efficace de traiter le syndrome d'épuisement de l'ADN mitochondrial avec moins d'effets secondaires.

Les chercheurs tentent de développer une nouvelle thérapie efficace et efficiente pour la production d'ADN mitochondrial par le biais de nucléosides modifiés pour lutter contre le syndrome d'épuisement de l'ADN mitochondrial. Les chercheurs s'attendent à ce que cette étude ouvre la voie au traitement du syndrome d'épuisement de l'ADN mitochondrial par le choix optimisé de l'utilisation de nucléosides en combinaison pour des résultats efficaces. 

Q9. Quelle est l'importance clinique de la purine nucléoside phosphorylase?

Répondre: Avec l'adénosine désaminase, la PNPase régule le métabolisme des purines. La mutation de l'une de ces enzymes entraîne l'accumulation de désoxyadénosine triphosphates [(d) ATP] qui induisent l'apoptose dans les lymphocytes. De tels événements dans les lymphocytes entraînent un SCID (déficit immunitaire combiné sévère).  

Q10. Quels sont les groupes supplémentaires présents dans le nucléoside phosphoramidite?

Répondre: Le nucléoside phosphoramidite a en outre une extrémité 5 'est protégé par DMT Le groupe (4,4′-diméthoxytrityl) et l'extrémité 3 ′ sont protégés par un groupe cyanoéthyle

À propos du Dr Abdullah Arsalan

Je suis Abdullah Arsalan, j'ai terminé mon doctorat en biotechnologie. J'ai 7 ans d'expérience en recherche. J'ai publié jusqu'à présent 6 articles dans des revues de renommée internationale avec un facteur d'impact moyen de 4.5 et peu d'autres sont pris en compte. J'ai présenté des articles de recherche dans diverses conférences nationales et internationales. Mon domaine d'intérêt est la biotechnologie et la biochimie avec un accent particulier sur la chimie des protéines, l'enzymologie, l'immunologie, les techniques biophysiques et la biologie moléculaire.

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