Пиримидиновые основания

пиримидины, группа природных соединений, производных гетероциклического азотистого основания Пиримидина. Играют важнейшую роль в жизнедеятельности организмов, входя в состав нуклеиновых кислот. В последних найдены П. о.: Цитозин (2-окси-б-аминопиримидин), Урацил (2,6-диоксипиримидин), Тимин (5-метилурацил) и в меньших количествах так называемые минорные основания (5-метилцитозин и др.), доля которых наиболее высока в транспортных рибонуклеиновых кислотах (См. Рибонуклеиновые кислоты) (тРНК). В РНК П. о. связаны гликозидной связью с углеводом рибозой, а в дезоксирибонуклеиновых кислотах (См. Дезоксирибонуклеиновая кислота) (ДНК) — с дезоксирибозой, образуя нуклеозиды. Монофосфорные эфиры нуклеозидов — Нуклеотиды— основные структурные единицы нуклеиновых кислот. Содержание П. о. в ДНК равно содержанию пуриновых оснований (См. Пуриновые основания); в РНК их обычно несколько меньше, чем пуриновых оснований («правила Чаргаффа»). Благодаря способности специфически (по принципу комплементарности (См. Комплементарность)) взаимодействовать с пуриновыми основаниями П. о. участвуют в кодировании и передаче наследственной информации нуклеиновыми кислотами. Нуклеотиды, содержащие П. о., играют также важную роль в обмене углеводов (уридиндифосфат), лецитина (цитидиндифосфат). Биосинтез П. о. в клетках происходит в результате превращений производных оротовой кислоты (См. Оротовая кислота).

А. С. Антонов.

ПИРИМИДИНОВЫЕ ОСНОВАНИЯ - природные органические соединения, производные пиримидина. Биологическая роль в жизнедеятельности всех организмов обусловлена участием пиримидиновых оснований в построении нуклеиновых кислот, коферментов и других биологически активных соединений.

общее название производных пиримидина (например, цитозин, урацил, тимин); входят в состав нуклеиновых кислот, коферментов и других биологически активных веществ.

ПИРИМИДИНОВЫЕ ОСНОВАНИЯ

группа природных соединений (цитозин, урацил, тимин, а также минорные П. о.), производных гетероциклич. Азотистого основания пиримидина. Входят в состав нуклеиновых к-т; благодаря способности специфически (по принципу комплементарности) взаимодействовать с пуриновыми основаниями, они участвуют в кодировании и передаче наследств, информации. Структурные компоненты нуклеотидных коферментов, играющих важную роль в обмене углеводов (производные уридиндифосфата) и липидов (производные цитидинтрифосфата), антибиотиков и мн. др. биологически активных соединений. Биосинтез П. о. начинается с образования пиримидинового кольца оротовой к-ты из карбамоилфосфата и аспарагиновой к-ты. После присоединения к оротовой к-те D-рибозо-5 -фосфатной боковой цепи образовавшийся нуклеотид (оротидиловая к-та) декарбоксилируется с образованием нуклеотида урацила (уридинмонофосфата). Уридинтрифосфат, образовавшийся после двойного фосфорили-рования УМФ, аминируется с образованием цитидинтрифосфата. Нуклеотид тимина (дезокситимидиловая к-та) возникает в реакции метилирования дезоксиуридинмонофосфата. Свободные П. о., образовавшиеся при распаде нуклеиновых к-т, могут повторно использоваться для синтеза нуклеиновых к-т или подвергаются дальнейшей деградации. Распад П. о. идёт в основном по восстановительному пути с образованием нек-рых?-аминокислот. У большинства организмов свободные П. о. в конечном счёте распадаются до мочевины и NН3. Окислит, путь распада П. о. обнаружен у нек-рых бактерий; он включает стадию барбитуровой или метилбарбитуровой к-ты и заканчивается образованием мочевины и малоновой (из урацила) или метилмалоновой (из тимина) кислот.

Пиримиди

,

производные пиримидина, входящие в состав нуклеиновых к-т, нуклео-тидов, коферментов и др. Канонич. П. о.-цитозин (4-амино-2-пиримидон, сокращенно С), тимин (3-метил-пиримидин-2,4-дион, T) и урацил (пиримидин-2,4-дион, U); разл. формы молекул. П. о. (они существуют при разных значениях рН) показаны на схеме.

Кроме канонических П. о. в состав нуклеиновых к-т входят т. наз. минорные П. о. (см. Минорные нуклеозиды), гл. обр. замещенные по атому С-5-5-метил- и 5-гидроксиме-тилцитозин, 5-карбоксиметилурацил, а также 5,6-дигидро-урацил, N⁴ -метилцитозин и др.

Специфич. наборы водородных связей между пирими-диновыми и пуриновыми основаниями в комплементарных участках цепей (см. Комплементарностъ), а также межплоскостные взаимод. между соседними основаниями в цепи определяют формирование и стабилизацию вторичной и третичной структуры нуклеиновых к-т. Последовательность пуриновых и пиримидиновых оснований в полинуклеотидной цепи определяет генетич. информацию ДНК и матричных РНК. Модификация П. о. в полинуклеотидах под воздействием мутагенов может приводить к изменению информац. смысла (точковой мутации).

П. о. представляют собой высокоплавкие (т. пл. 300 ⁰C) бесцв. кристаллич. соед., умеренно раств. в горячей воде, не раств. в этаноле и диэтиловом эфире. Существуют в тауто-мерных формах (константы таутомерного равновесия 10⁵), напр.:

Наиб. характерные р-ции П. о. с нуклеофилами - присоединение по связи C=C (гидросульфита, гидроксиламина, галогена и др.) и замещение экзоциклич. аминогруппы цитозина (напр., р-ции с гидроксиламинами, гидразинами). Последняя р-ция значительно облегчается при насыщении связи C=C. Восстановление двойной связи C=C легко осуществляется путем каталитич. гидрирования или действием NaBH₄ при УФ облучении. Атом H у С-5 легко замещается на гидрокси- или аминометильную группу, галоген. При действии P₂S₅ один или оба атома О в урациле и тимине могут замещаться на атом S. При действии на цитозин HNO₂ происходит его дезаминирование с образованием урацила.

Р-ции П. о. с электроф. реагентами (наиб. изучено алкилирование) идут преим. по атомам N-1 и N-3, в меньшей степени - по экзоциклич. аминогруппе цитозина. В щелочной среде идет также алкилирование по атомам О. Довольно легко протекает ацилирование аминогруппы цитозина.

При радиолизе водных р-ров П. о. образуются 5,6-дигид-рокси-, 5-гидрокси-6-гидроперокси- и 5-гидроперокси-6-гидрокси-5,6-дигидропиримидины и продукты их дальнейших превращений. Действие УФ излучения (l > 200 нм) на водные р-ры П. о. приводит к образованию 5,6-дигидро-6-гидроксипиримидинов (фотогидратов), циклобутановых димеров (через триплетное состояние) с раскрытием связей C=C, нециклобутановых димеров П. о. (через нижнее синглетное возбужденное состояние). Фотогидраты спонтанно превращ. в исходные соед., а циклобутановые димеры дедимеризуются фотохимически.

Различие реакц. способности П. о. позволяет избирательно модифицировать их в составе полинуклеотидов. Такие р-ции лежат в основе определения нуклеотидной последовательности (первичной структуры) нуклеиновых к-т. Взаимод. с соседними основаниями, зависящие от локальной высшей структуры полинуклеотидов, оказывают влияние на скорость модификации П. о. при действии разл. агентов. В связи с этим сопоставление относит. скоростей модификации П. о. используется для изучения вторичной и третичной структуры нуклеиновых к-т.

Как канонические, так и минорные П. о. обычно получают препаративно из нуклеиновых к-т путем кислотного гидролиза и послед. разделения.

Лит.: Кочетков H. К. [и др.], Органическая химия нуклеиновых кислот, M., 1970; Бородавкин А. В. [и др.], Электронная структура, УФ-спектры поглощения и реакционная способность компонентов нуклеиновых кислот, в сб.: Итоги науки и техники, сер. Молекулярная биология, т. 14, M., 1977; Шаба-ров а 3. А., Богданов А. А., Химия нуклеиновых кислот и их компонентов, M., 1978; Photochemistry and photobiology of nucleic acids, v. 1 (Chemistry), ed. by Shi Yi Wang. N. Y., 1976. Э. И. Будовский.

пиримиди́новые основа́ния

природные органические соединения, производные пиримидина. Биологическая роль в жизнедеятельности всех организмов обусловлена участием пиримидиновых оснований (в том числе цитозин, урацил, тимин) в построении нуклеиновых кислот, коферментов и др. биологически активных соединений.

* * *

ПИРИМИДИ́НОВЫЕ ОСНОВА́НИЯ, природные органические соединения, производные пиримидина. Биологическая роль в жизнедеятельности всех организмов обусловлена участием пиримидиновых оснований в построении нуклеиновых кислот, коферментов и других биологически активных соединений.

группа соединений (цитозин, тимин, урацил), входящих в состав нуклеиновых кислот (ДНК, РНК); комплементарно взаимодействуя с пуринами (пуриновыми основаниями) (аде-нин, гуанин), они участвуют в кодировании и передаче наследственной (генетической) информации.

природные органич. соединения, производные пиримидина. Биол. роль в жизнедеятельности всех организмов обусловлена участием П. о. (в т. ч. цитозин, урацил, тимин) в построении нуклеиновых к т, коферментов и др. биологически активных соединений.