О значении нуклеопротеидов и нуклеиновых кислот было указано выше (см. Химия нуклеопротеидов) Помимо их главной роли в хранении и реализации наследственной информации, следует указать на важную регуляторную функцию адениловой системы и свободных нуклеотидов, контролирующих в качестве коферментов скорость метаболических процессов. С другой стороны, нет никаких экспериментальных доказательств, что нуклеиновые кислоты являются незаменимыми пищевыми факторами и вряд ли играют существенную роль в качестве энергетического материала. Поскольку структурными мономерными компонентами нуклеиновых кислот являются мононуклеотиды, состоящие в свою очередь из азотистых оснований, пентоз и фосфорной кислоты, естественно, будут рассмотрены (помимо краткого изложения вопросов переваривания и всасывания нуклеиновых кислот) проблемы метаболизма этих индивидуальных блоков нуклеиновых кислот, как и самих макромолекул. В частности, будут детально изложены пути биосинтеза и распада пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, современные представления о механизмах синтеза и деградации ДНК и РНК в живых организмах, а также участие нуклеиновых кислот в биосинтезе белка.

В первом приближении обмен нуклеиновых кислот можно представить в следующем общем виде (по Кантарову и Шепартцу):

Переваривание нуклеотидов и всасывание продуктов их распада осуществляются в желудочно-кишечном тракте. Под влиянием белковых ферментов желудка и кишечника, частично соляной кислоты, нуклеопротеиды пищи распадаются на белок и нуклеиновые кислоты; белковая часть подвергается гидролитическому расщеплению до свободных аминокислот, аналогично другим пищевым белкам. Распад нуклеиновых кислот осуществляется в основном.гидролитическим путем в тонком кишечнике под действием ДНК-азы и РНК-азы поджелудочного сока. Продуктами реакции при действии РНК-азы являются пиримидиновые мононуклеотиды, смесь ди- h тринуклеотидов и РНК-аза - резистентные олигонуклеотиды. Под действием ДНК-азы образуются в основном динуклеотиды, олигонуклеотиды и небольшое количество мононуклеотидов. Полный гидролиз нуклеиновых кислот до стадии мононуклеотидов осуществляется, очевидно, другими менее изученными ферментами (фосфодиэс-теразами) слизистой оболочки кишечника.

В отношении дальнейшей судьбы мононуклеотидов сушествует два предположения. Мононуклеотиды в кишечнике расщепляются под действием неспецифических фосфатаз (кислой и щелочной), которые гидролизуют сахарофосфатную связь мононуклеотида ("нуклеотидазное" действие), с образованием нуклеозидов и фосфорной кислоты и в таком виде всасываются. Второе предположение заключается в том, что мононуклеотиды всасываются и распад их осуществляется в клетках слизистой оболочки кишечника. Имеются также доказательства существования в стенке кишечника нуклеотидаз, катализирующих гидролитический распад мононуклеотидов. Дальнейший распад образовавшихся нуклеозидов осуществляется внутри клеток слизистой преимущественно фосфоролитическим, а не гидролитическим путем^{Как будет показано ниже, в животных тканях открыты специфические нуклеозидфосфорилазы, действующие на нуклеозиды}.

Всасываются преимущественно нуклеозиды, и в таком виде часть азотистых оснований может быть использована для синтеза нуклеиновых кислот организма. Если же происходит дальнейший распад нуклеозидов до свободных пуриновых и пиримидиновых оснований, то гуанин не используется для синтетических целей. Что касается других оснований, то, как показывают опыты с меченным по азоту аденином и урацилом, в тканях они могут включаться в состав нуклеиновых кислот. Однако экспериментальные данные свидетельствуют о том, что биосинтез азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот органов и тканей, протекает преимущественно, если не целиком, de novo из низкомолекулярных азотистых и безазотистых предшественников.

Таким образом, синтез нуклеиновых кислот, мономерными молекулами которых являются мононуклеотиды, будет определяться скоростью синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов; синтез последних в свою очередь зависит от наличия всех трех компонентов, составляющих их. Источником рибозы и дезоксирибозы является глюкоза или ее метаболиты в пентозофосфатном пути; пока не получены доказательства существенности пищевых пентоз в синтезе нуклеиновых кислот. Фосфорная кислота также не является лимитирующим фактором, поскольку она поступает в достаточном количестве с пищей. Следовательно, биосинтез нуклеиновых кислот берет свое начало с синтеза азотистых оснований (точнее, мономерных молекул - мононуклеотидов).

Продолжение: Биосинтез пуриновых нуклеотидов