Биологическая роль нуклеотидов

Энергетическая функция

К фосфатной группе, ковалентно соединенной с 5’-гидроксильной группой рибонуклеотида, могут присоединиться одна или две дополнительных фосфатные группы.

Остатки фосфорной кислоты соединены между собой фосфоангидридной связью. Энергия связи – 30 кДж/моль.
Рибоза и α-фосфат соединены между собой эфирной связью. Энергия связи – 14 кДж/моль.

Помимо ATP в некоторых реакциях в качестве источника энергии служит UTP, GTP, CTP. Также нуклеозидтрифосфаты используются в качестве активированных предшественников в синтезе ДНК и РНК.
UTP
GTP
CTP
ATP

Вхождение в состав кофакторов

Аденозин входит в состав многих коферментов. Не участвая в самой реакции, многократно ее ускоряет. Удаление аденина из ацетоацетил-КоА уменьшает скорость β-окисления жирных кислот в 106 раз. Считается ,что нуклеотид влияет на энергию связывания субстрата и фермента.

В метаболизме NAD задействован в окислительно-восстановительных реакциях, перенося электроны из одной реакции в другую. Таким образом, в клетках NAD находится в двух функциональных состояниях: его окисленная форма, NAD+, является окислителем и забирает электроны от другой молекулы, восстанавливаясь в NADH, который далее служит восстановителем и отдаёт электроны.

FAD — флавинадениндинуклеотид — кофермент, принимающий участие во многих окислительно-восстановительных биохимических процессах. Молекула ФАД состоит из аденозин-5'-фосфата и ФМН. Содержащие ФАД флавопротеиды входят в состав дыхательной цепи. Основная функция ФАД— окисление восстановленного НАД.

Передача сигналов в клетке

Для ответа на внешние раздражители клетке необходима собственная сигнальная система – вторичные мессенджеры. Один из наиболее распространенных – циклический-3’,5’-аденозинмонофосфат(циклический АМФ, cAMP), образующийся в реакции, катализируемой аденилатциклазой.

Циклический AMP обладает регуляторными функциями практически в каждой клетке, кроме клеток растений. Циклический 3’,5’-гуанозинмонофосфат (cGMP) также выполняет регуляторные функции.

Сигнальный нуклеотид гуанозин-5’- дифосфат-3’-дифосфат(гуаонозинтетрафосфат, ppGpp) образуется в клетках бактерий в ответ на снижение скорости синтеза белка в условиях нехватки аминокислот. Этот нуклеотид ингибирует синтез молекул рРнК и тРНК, необходимых для синтеза белков, что предотвращает ненужное образование нуклеиновых кислот.

Использованные материалы
Биохимия. Ленинджер. 1 том
http://chem21.info