Распад нуклеиновых кислот в тканях
В клетках тканей нуклеиновые кислоты распадаются под влиянием нуклеаз. Различают эндонуклеазы и экзонуклеазы. Эндонуклеазы гидролизуют фосфодиэфирные связи одновременно во многих участках молекулы нуклеиновых кислот. По специфичности действия различают ДНКазы и РНКазы. В результате их действия образуются олигонуклеотиды и лишь небольшое количества мононуклеотидов. Экзонуклеазы отщепляют нуклеотиды с 3′ или 5' конца, в результате образуются свободные рибонуклеозид или дезоксирибонуклеозид – 3`или 5' фосфаты, например:
Рибо- и дезоксирибонуклеозидфосфаты расщепляются до нуклеозидов и фосфорной кислоты (под действием фосфатаз).
Нуклеозиды могут расщепляться и гидролитическим путем с участием фермента нуклеозидазы:
Аденозин + Н2О → Аденин + рибоза
Другие мононуклеотиды подвергаются расщеплению таким же образом.
Пентозы окисляются до CO2 и H2O; фосфорная кислота используется для фосфорилирования органических соединений или выводится из организма. Азотистые основания превращаются в конечные продукты обмена и выделяются с мочой.
Пурины вначале дезаминируются до гипоксантина и ксантина, затем окисляются до конечных продуктов обмена – мочевой кислоты у человека, обезьян, свиней, птиц и аллантоина - у коров, лошадей, собак и кроликов. Мочевая кислота может образовываться из свободных пуринов – аденина и гуанина, а также из соответствующих нуклеозидов и нуклеотидов. Мочевая кислота в печени окисляется до аллантоина:
Гуанин под действием фермента гуаназы превращается в ксантин. Мочевая кислота плохо растворяется в воде (1:15000) и при нарушении обмена нуклеиновых кислот, особенно при избыточном поступлении в организм пуринов, мочевая кислота и ее соли откладываются в виде кристаллов в суставах пальцев, хрящах, в коже и мышцах, образуя узелки. Вокруг узелков развивается очень болезненный воспалительный очаг. Это заболевание известно под названием подагра. У многих животных, кроме млекопитающих, аллантоин может подвергаться дальнейшему расщеплению (у некоторых рыб, амфибий, морских беспозвоночных) с образованиекм аллантоиновой кислоты, а из нее – мочевины и глиоксалевой кислоты.
Пиримидиновые основания
Цитозин дезаминируется под действием фермента дезаминазы с образованием урацила и аммиака. Аммиак включается в орнитиновый цикл образования мочевины. Урацил и тимин восстанавливаются в дигидроурацил и дигидротимин, которые далее распадаются с образованием β-уреидпроизводных с выделением аммиака, CO2, β-аланина и его метилированного производного:
Распад тимина происходит по этой же схеме.