Ksantiin moodustub vaheühendina puriini nukleotiidide lagunemisel kusihappe. Seega esindab see nukleiinhapete ainevahetuse kontekstis keskset molekuli. Kui ksantiini lagunemine on häiritud, tekib nn ksantinuria.
Mis on ksantiin?
Ksantiin on organismi puriini lagundamise vahesaadus. Kõige olulisemad lähteained on puriin alused adeniin ja guaniin, mis pärinevad nukleiinhapete metabolismist. See on ka viima aine ksantiinide rühmas. Ksantiin koosneb kuue aatomiga heterorõngast, millele on kinnitatud teine viie aatomiga heterorõngas. Ksantiinide põhiskelett sisaldab a lämmastik aatom positsioonidel 1, 3, 7 ja 9. Positsioonid 4 ja 5 sisaldavad kumbagi süsinik aatomid, mis kuuluvad mõlemasse rõngasse. Ülejäänud 9 positsiooni koosnevad süsinik aatomid, mille külge on kinnitatud erinevad aatomid või aatomirühmad, sõltuvalt ühendist. Ksantiini korral hüdroksüülitakse positsioonid 2 ja 6. Kui aroomistruktuur on lagunenud, siis vesinik hüdroksüülrühma ioon rändab ringi lämmastik. Selle käigus moodustuvad C = O kaksiksidemed ja NH üksiksidemed. Ksantiin ilmub värvitu ja kristalse tahke ainena sulamispunkt 360 kraadi. See lahustub vees vaid vähesel määral külm vesi ja lahustub mõõdukalt kuumas vees. Lisaks lahustub see alkohol. Ksantiinid sisaldavad ka toimeaineid kofeiin, teobromiin või teofülliin, Teiste hulgas.
Funktsioon, mõju ja ülesanded
Nagu varem mainitud, on ksantiin organismis puriinide lagundamise vaheühend. Ksantiini pöördreaktsioon puriiniks alused ei ole võimalik. Kui see on moodustunud, eritub see organismist, mis on muundatud kusihappe. Selle protsessi kaudu on suur osa lämmastik kehas utiliseeritakse. Puriin alused, komponendina nukleiinhappedsünteesitakse aminohapped. Sünteesi käigus ei moodustu vabu puriinaluseid, ainult nende nukleotiidid. Riboos fosfaat toimib lähtemolekulina, millele sünteesitakse puriinaluse põhistruktuur aatomite ja aatomirühmade sidumise teel. Need aatomirühmad pärinevad aminohapete metabolismist. Kuna see protsess on väga energiamahukas, saadakse puriinalused nukleiinhapped nn päästetee kaudu ja viiakse mononukleotiididena uuesti nukleiinhapetesse. Puriinaluste uus süntees ja nende lagundamine tasakaal üksteist välja. Mida parem on päästetee, st puriinaluste ringlussevõtt, seda vähem ksantiini ja seega kusihappe keha toodab. Kui see protsess on häiritud, suureneb metaboolne kiirus ksantiini moodustamiseks. Ksantiini moodustumist katalüüsib ensüüm ksantiini oksüdaas. Ksantiinoksüdaasi abil moodustuvad puriini lagundamise vaheühendid hüpoksantiin ja ksantiin. Lisaks olulisele funktsioonile puriinide lagundamise vaheühendina on sellel ka keemilise struktuuri tõttu kehas stimuleeriv toime.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused
Ksantiini leidub veri, lihased ja maks. See moodustub puriinaluste hüdroksüülimisel asendites 2 ja 6. See tähistab ka viima aine erinevaid alkaloidid nagu kofeiin, teobromiin või teofülliin. Neid aineid leidub kohv oad kakao, teelehed, mate, guarana või kola pähklid ja on tuntud oma ergutava toime poolest. Sama kehtib ksantiini kohta. Seega öeldakse, et ksantiinil on ka stimuleeriv toime. Veinis moodustub see vähesel määral pärmide lagunemisel. Lisaks teistele ksantiini derivaatidele leidub ksantiini ka kohv oad, tee, mate ja isegi kartulit. - eriti stimuleeriv toime mate tee olevat tingitud ksantiini mõjust. Nagu teised puriinalused, moodustab see nukleosiide ja nukleotiide. Seega koosneb nukleosiid ksantosiin suhkur ribofuranoos ja ksantiin. Tuntud nukleotiid on ksantosiinmonofosfaat (XMP), mis moodustub ksantiinist, riboos ja fosfaat. XMP moodustab kehas guanisimonofosfaadi (GMP) RNA põhielementidena. Nagu GMP, kasutatakse ka XMP-d a maitsetugevdaja. Ksantiin võib moodustada aluspaare teiste puriinalustega vesinik võlakirjad. 2,4-diaminopürimidiini ja ksantiini abil uuritakse ebatavalisi aluspaare, et paremini mõista DNA protsesse.
Haigused ja häired
Üks ksantiiniga seotud häire on tuntud kui ksantinuria. Ksantinuria on geneetiliselt põhjustatud ainevahetushäire puriini ainevahetuses. Mutatsiooni tõttu ei ole ensüüm ksantiinoksüdaas (XO) funktsionaalne või ainult osaliselt funktsionaalne. Ksantiini oksüdaas vastutab hüpoksantiini ja ksantiini lagunemise kusihappeks katalüüsimise eest. Kui lagunemine lakkab toimimast, akumuleerub ksantiin veri. Hüpoksantiini saab päästerajal ringlusse võtta ja taastada puriini metabolism. Ksantiini puhul pole see aga enam võimalik. Kuna on vesi-lahustuv, võib erituda uriiniga. Kusihappe tase on madal. Harvadel juhtudel võib viima ksantiini ladestumiseks lihastes või muudes organites. Äärmuslikel juhtudel viivad ksantiinikivid neerudes ägedaks neer ebaõnnestumine. II tüüpi ksantinuria on seotud autism, hilinenud vaimne areng, neeru tsüstid, nefrokaltsinoos ja vähenenud luutihedusteiste sümptomite hulgas. Soovitatav ravi hõlmab rohke vedeliku joomist ja madala puriinisisaldusega söömist dieet. Ksantinuria võib areneda ka ravimite uimastiravi tagajärjel podagra koos allopurinoolile. Allopurinool pärsib ensüümi ksantiini oksüdaasi kusihappe taseme langetamiseks. Suurenenud kusihappe moodustumise asemel on nüüd suurenenud ksantiin kontsentratsioon. Ennetama neer kivide moodustumine, vedeliku tarbimist tuleb suurendada.
