Entwicklung alternativer Methoden zur Nukleotid- Analytik in der ...

1. Einleitung 8
1.4.2 Xanthin
Die Nukleobase Xanthin wird als Zwischenprodukt beim Abbau des ATPs
gebildet. Nukleotide gehören allgemein zu den komplexesten Metaboliten, deren
Biosynthese langwierig und mit einem hohen Energieaufwand verbunden ist. Aus
diesem Grund werden sie nicht vollständig abgebaut, sondern zum großen Teil
wiederverwertet. Dies trifft vor allem auf die Purinbasen Adenin und Guanin zu, die
im tierischen Organismus zu etwa 90% enzymatisch mit Phosphoribosyldiphosphat
wieder zu Nukleosidmonophosphaten aufgebaut werden. ATP wird als Purin-
Nukleotid im menschlichen Organismus zu Harnsäure abgebaut und in dieser Form
ausgeschieden, wobei der Heterocyclus der Base intakt bleibt. ATP wird zunächst
zum Monophosphat hydrolysiert und anschließend durch die Adenylat-Desaminase
zu Inosinmonophosphat (IMP) desaminiert (Abb. 1). IMP wird durch die hydrolytische
Entfernung der 5´-Phosphatgruppe und der durch Orthophosphat eingeleiteten
Spaltung der glycosidischen Bindung in die Nukleobase Hypoxanthin überführt. Die
Xanthin-Oxidase (XOD) oxidiert Hypoxanthin anschließend zu Xanthin und weiter zu
Harnsäure. Auch die zweite Purinbase Guanin wird über einen vergleichbaren
Mechanismus und die Zwischenprodukte Hypoxanthin und Xanthin zu Harnsäure
metabolisiert. Im Unterschied zu Vögeln und auch zu den Primaten sind alle anderen
Säugetiere in der Lage, Harnsäure mit Hilfe der Uricase unter Ringöffnung weiter zu
Allantoin abzubauen und dieses auszuscheiden. Bei den meisten anderen Tieren
wie den Amphibien und Fischen wird der Purin-Abbau noch weiter fortgesetzt, indem
Allantoin zu Harnstoff und Glyoxylat zerlegt wird.
N
NH2
N
N
N
Ribose P
H 2O NH 3
Adenylat-Desaminase
HN
O
N
N
N
Ribose P
AMP IMP Hypoxanthin
HN
O
O
N
H
H
N
N
H
Harnsäure
O
H2O2
Xanthin-Oxidase
Abb. 1: Abbau von Adenosinmonophosphat zu Harnsäure
H2O+ O2
HN
O
O
N
H
H
N
N
H
Xanthin
HN
O
N
Xanthin-
Oxidase
N
N
H