Hypoxanthine is, samen met xanthine, een afbraakproduct van het purinemetabolisme. Het wordt verder afgebroken tot urinezuur Ziekten kunnen zowel optreden als de afbraak ervan tot urinezuur wordt geremd en wanneer de recycling ervan via de bergingsroute wordt belemmerd.
Wat is hypoxanthine?
Hypoxanthine is een purinederivaat en wordt gevormd tijdens de afbraak van het purine bases adenine en guanine. Samen met xanthine is het een tussenproduct bij de synthese van urinezuur Onder invloed van xanthine-oxidase wordt hypoxanthine meestal eerst afgebroken tot xanthine en vervolgens tot urinezuur. Zoals alle purinederivaten, bestaat het uit twee heterocyclische ringen met respectievelijk zes en vijf atomen. Er zijn in totaal negen atomen in de ringen. Dit zijn er vijf carbon atomen en vier stikstof atomen. Twee carbon atomen behoren tot beide ringen. Een hydroxylgroep is gebonden aan de carbon atoom op positie 6. Via stabilisatie-effecten kan het molecuul in verschillende tautomere vormen voorkomen die met elkaar in evenwicht zijn. Hypoxanthine bestaat uit vaste transparante kristallen die smelten bij 250 graden. Het lost niet op in koud water or alcohol Het is echter gemakkelijk oplosbaar in hete toestand water, zuren of basen.
Functie, actie en taken
Hypoxanthine is, zoals gezegd, een tussenproduct bij de afbraak van purine bases Het enzym xanthine-oxidase oxideert het tot xanthine. Samen met xanthine wordt het vervolgens verder afgebroken tot urinezuur met behulp van xanthine-oxidase. Het verschil tussen hypoxanthine en xanthine is dat xanthine ook een hydroxylgroep heeft die aan positie 2 is gehecht. Bovendien kan hypoxanthine zowel worden afgebroken tot urinezuur als via de bergingsroute worden teruggevoerd in het purinemetabolisme. Xanthine daarentegen wordt alleen afgebroken tot urinezuur. Hypoxanthine vormt daarmee het nucleoside inosine ribose Inosine wordt in zeer zeldzame gevallen in het anticodon van tRNA opgenomen. In deze context wordt het gebruikt bij de bereiding van gedegenereerde primers die een polymerasekettingreactie initiëren. Het is een neutrale base die kan paren met alle nucleïnezuren bases Koppeling met cytosine is echter het meest energetisch gunstig. Een andere belangrijke verbinding afgeleid van hypoxanthine is inosinemonofosfaat. Deze verbinding is een fosforzuur ester van inosine. Inosinemonofosfaat (IMP) is een belangrijk tussenproduct voor de synthese van guanosinemonofosfaat (GMP) en adenosine monofosfaat (AMP), die beide weer kunnen worden gebruikt voor nucleïnezuursynthese. De synthese van IMP vindt plaats vanuit hypoxanthine rechtstreeks via de bergingsroute. De twee enzymen AICAR-formyltransferase / IMP-cyclase en hypoxanthine-guanine-fosforibosyltransferase zijn hiervoor grotendeels verantwoordelijk. Hypoxanthine bevindt zich dus op het grensvlak tussen de afbraak van purinebasen tot urinezuur en de opbouw van nucleïnezuren Inosinemonofosfaat wordt ook gebruikt als een smaakversterker.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
Hypoxanthine vormt zich als tussenproduct in het purinemetabolisme en staat op de drempel tussen afbraak en wederopbouw van purinebasen. Wanneer het wordt geoxideerd tot xanthine door het enzym xanthine-oxidase, is de terugreactie op de nucleïnezuurbasen adenine en guanine niet langer mogelijk. Hypoxanthine wordt gevormd uit de purinebase adenine, terwijl de afbraak van guanine leidt tot xanthine. De reacties van de verschillende nucleosiden en nucleotiden zijn echter met elkaar verbonden door een ingewikkeld netwerk. Bijvoorbeeld, adenosine nucleotiden leiden rechtstreeks naar hypoxanthine, met AMP als de belangrijkste stof. GMP kan echter ook worden omgezet in AMP via IMP en adenylosuccinaat. AMP leidt vervolgens tot hypoxanthine via de vorming van adenosine en inosine, onder anderen. Naast guanine en adenine kan hypoxanthine dan ook weer nucleotiden aanmaken als nucleïnezuurbouwstenen via de salvage pathway.
Ziekten en aandoeningen
Er kunnen verschillende aandoeningen optreden in verband met hypoxanthine. Tijdens de afbraak van purine worden hypoxanthine en xanthine gelijkmatig geproduceerd. Hypoxanthine wordt omgezet in xanthine door xanthine-oxidase. Hetzelfde enzym breekt vervolgens xanthine af tot urinezuur. Wanneer xanthine-oxidase echter afwezig is, hopen xanthine en hypoxanthine zich op in de bloed De urinezuurspiegels zijn erg laag. Echter, voornamelijk de concentratie van xanthine neemt toe, omdat hypoxanthine de mogelijkheid heeft om via de bergingsroute opnieuw te worden gerecycled. Het klinische beeld van xanthinurie ontwikkelt zich. De uitscheiding van xanthine in de urine kan met 1500 procent toenemen en de hypoxanthinespiegel neemt ook toe, maar lang niet zo veel. De hoge concentraties xanthine kunnen de nieren beschadigen. Met een lage vloeistofopname, nier Er kunnen zich stenen of stenen in de urinewegen vormen. De uitscheiding van urinekristallen is ook mogelijk. In zeer ernstige gevallen fataal nier mislukking kan optreden. Omdat xanthine en hypoxanthine er echter enkele hebben water oplosbaarheid, de beste therapie is om veel te drinken. Voedingsmiddelen die rijk zijn aan purine, zoals vis, schaaldieren, peulvruchten of bier, moeten worden vermeden. Er zijn echter ook meer ernstige vormen van xanthinurie. Dus naast ernstig nier ziekte, vertraagde mentale ontwikkeling, autisme of zelfs tandontwikkelingsstoornissen kunnen voorkomen. Omdat hypoxanthine, in tegenstelling tot xanthine, ook via de bergingsroute kan worden gerecycled, kunnen de aandoeningen binnen dit proces leiden tot verhoogde vorming van urinezuur, omdat alleen de afbraakroute van de purinebasen functioneert. De resulterende hypoxanthine kan alleen worden geoxideerd tot xanthine, dat op zijn beurt wordt omgezet in urinezuur. Vaak is er een erfelijke afwijking van het enzym hypoxanthine-guanine fosforibosyltransferase. Het urinezuur concentratie in de bloed stijgt sterk, en neerslag van urinezuurkristallen in de gewrichten kan voorkomen. Het resultaat is aanvallen van jicht In ernstige gevallen ontwikkelt zich het Lesch-Nyham-syndroom.
