קסנטין נוצר כתוצר ביניים בפירוק נוקליאוטידים פורין לחומצת שתן. לפיכך היא מייצגת מולקולה מרכזית בהקשר של חילוף החומרים של חומצות גרעין, אם פירוק הקסנטין מופרע, מתרחשת מה שנקרא קסנטיניאוריה.
מה זה קסנטין?
קסנטין הוא תוצר ביניים בפירוק הפורינים באורגניזם. התרכובות הראשוניות החשובות ביותר הן בסיסי הפורין אדנין וגואנין, שמקורם בחילוף חומרים גרעיניים. זהו גם החומר המוביל בקבוצת קסנטין.
קסנטין מורכב מטבעת הטרו עם שישה אטומים, אליהם מחוברת טבעת הטרו אחרת עם חמישה אטומים. המבנה הבסיסי של הקסנטינים מכיל אטום חנקן בעמדות 1, 3, 7 ו 9. עמדות 4 ו -5 כל אחת מכילה אטומי פחמן השייכים לשתי הטבעות. השאר מכלל 9 העמדות מורכבות מאטומי פחמן אליהם קשורים אטומים או קבוצות אטומים שונים, תלוי בתרכובת. במקרה של קסנטין, העמדות 2 ו 6 הן הידרוקסילציה.
עם זאת, כאשר מבנה הארומה מתפרק, יון המימן של קבוצת ההידרוקסי נודד לחנקן הטבעת. בתהליך נוצרים קשרים כפולים C = O וקשרים בודדים NH. קסנטין הוא מוצק חסר צבע וקריסטל עם נקודת התכה של 360 מעלות. זה מסיס במשורה במים קרים ומסיס בינוני במים חמים. זה מתמוסס גם באלכוהול. הקסנטינים כוללים גם את החומרים הפעילים קפאין, תיאוברומין ותאופילין.
פונקציה, אפקט ומשימות
כאמור, קסנטין הוא מוצר ביניים בהתמוטטות הפורינים בגוף. התגובה ההפוכה מ- Xanthine לבסיסי הפורין אינה אפשרית. ברגע שהוא קם הוא מופרש על ידי הגוף, והופך אותו לחומצת שתן.
תהליך זה מסיר חלק גדול מהחנקן בגוף. בסיסי הפורין כמרכיבים של חומצות הגרעין מסונתזים מחומצות אמינו. לא נוצרים בסיסי פורין בחינם במהלך הסינתזה, אלא רק נוקלאוטידים שלהם. פוספט ריבוז משמש כמולקולת ההתחלה, עליה מסונתז המבנה הבסיסי של בסיס הפורין על ידי הוספת אטומים וקבוצות אטומים. קבוצות אטומים אלה נובעות ממטבוליזם של חומצות האמינו. מכיוון שתהליך זה הוא עתיר אנרגיה, בסיסים פורין מתאוששים מחומצות גרעין דרך מה שמכונה מסלול הצלה ומשולבים מחדש בחומצות הגרעין כמונונוקליאוטיד.
הסינתזה החדשה של בסיסי הפורין ופירוקם מאוזנים. ככל שמסלול ההצלה טוב יותר, כלומר מיחזור בסיסי הפורין, פועל, כך פחות מייצר חומץ שתן ובכך חומצה שתן. כאשר מופר תהליך זה, קצב חילוף החומרים ליצירת קסנטין עולה. היווצרות קסנטין מנותזת על ידי האנזים קסנטין אוקסידאז. בעזרת קסנטין אוקסידאז נוצרים תוצרי הביניים של פירוק פורין, היפוקסנטין וקסנטין. בנוסף לתפקידו החשוב כמתווך להתמוטטות הפורינים, למבנה הכימי שלו בגוף השפעה מעוררת.
חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים
קסנטין נמצא בדם, בשרירים ובכבד. הוא מיוצר במהלך הידרוקסילציה של בסיסי הפורין בעמדות 2 ו -6. זהו גם החומר המוביל של אלקלואידים שונים כמו קפאין, תיאוברומין או תיאופילין.חומרים אלה נמצאים בפולי קפה, קקאו, עלי תה, בן זוג, גוארנה או קולה אגוזים, וידועים בזכותם השפעה מגרה.
כך גם לגבי קסנטין. אפקט ממריץ מיוחס לקסנטין. ביין הוא נוצר במידה מועטה כאשר שמרים מתפרקים. בנוסף לנגזרות הקסנטין האחרות, קסנטין נמצא גם בפולי קפה, תה, מאט ואפילו בתפוחי אדמה. ההשפעה המגרה במיוחד של תה הזדווג נובעת מהשפעת קסנטין. בדומה לבסיסי הפורין האחרים, הוא יוצר נוקלאוזידים ונוקלאוטידים. נוקלאוזיד קסנטוסין מורכב מהריבופורנוזה והסנטין.
נוקלאוטיד ידוע הוא xanthosine monophosphate (XMP), אשר נוצר מ- xanthine, ribose ו- phosphate. גואניסימונופוספט (GMP) נוצר מ- XMP בגוף כאבן בניין בסיסית של ה- RNA. בדומה ל- GMP, גם XMP משמש כמשפר טעם. קסנטין יכול ליצור זוגות בסיס עם בסיסים אחרים של פורין באמצעות קשרי מימן. בעזרת 2,4-diaminopyrimidine ו- Xanthine נחקרים זיווגי בסיס חריגים כדי להבין טוב יותר את התהליכים ב- DNA.
מחלות והפרעות
מחלה בקשר עם קסנטין היא מה שנקרא קסנטינוריה. קסנטינוריה היא הפרעה מטבולית גנטית במטבוליזם הפורין. עקב מוטציה, האנזים קסנטין אוקסידאז (XO) אינו פונקציונלי או חלקו בלבד.
קסנטין אוקסידאז אחראי לניתוח פירוק ההיפוקסנטין והקסנטין לחומצת שתן. כאשר התמוטטות מפסיקה לעבוד, קסנטין אוסף בדם. ניתן למחזר את ההיפוקסנטין דרך מסלול ההצלה ולהחזיר למטבוליזם הפורין. עם זאת, הדבר אינו אפשרי עוד עבור קסנטין. מכיוון שהוא מסיס במים, ניתן להפריש אותו בשתן. רמות חומצת השתן נמוכות. במקרים נדירים זה יכול להוביל למצבורי קסנטין בשרירים או באיברים אחרים. במקרים קיצוניים, אבני קסנטין בכליות מובילות לאי ספיקת כליות חריפה.
קסנטיניוריה מסוג II קשורה לאוטיזם, פיגור שכלי, ציסטות בכליות, נפרוקלקינוזיס, וירידה בצפיפות העצם, בין היתר. מומלצים שתייה רבה ודיאטה דלה-פורין כטיפול. Xanthinuria יכול להתפתח גם מטיפול תרופתי בגאוט עם אלופורינול. Allopurinol פועל על ידי חסימת האנזים קסנטין אוקסידאז לרמות חומצת שתן נמוכות. במקום עלייה בייצור חומצת השתן, ריכוז הקסנטין עולה. כדי למנוע היווצרות אבנים בכליות, יש להגדיל את צריכת הנוזלים.
