Nucleosidi: ottenimento, usi

I nucleosidi sono metaboliti endogeni escreti dal turnover dell’RNA costituiti da basi azotate legate in modo covalente a uno zucchero a cinque atomi di carbonio. Le basi azotate sono composti aromatici eterociclici contenenti azoto nell’anello, cioè purine o pirimidine.

Un nucleoside è una combinazione di una base azotata connessa a un ribosio, che è uno zucchero ciclico a cinque atomi di carbonio (C₅O₅H₁₀). Sono glicosilammine ottenute per decomposizione chimica o enzimatica di acidi nucleici  come l’adenosina che interagisce con specifici recettori nel corpo, influenzando diverse funzioni come la risposta antinfiammatoria e immunitaria per regolare l’infiammazione e l’attività immunitaria, inibendo l’attività delle cellule nervose e portando a potenziali effetti induttori del sonno, la guanosina, la citidina, l’uridina e la deossitimidina

Gli zuccheri a cinque atomi di carbonio sono il  D-ribosio o 2-desossi-D-ribosio mentre le basi azotate sono:

• Adenina e guanina (puriniche)
• Citosina, uracile e timina (puriniche)

La base azotata è legata allo zucchero attraverso un legame β-glicosidico
ottenimento. Gli acidi nucleici contengono nucleosidi di due tipi: derivati del D-ribosio, noti come ribonucleosidi, e quelli del 2-desossi-D-ribosio, noti come deossiribonucleosidi

Nel 1909 Levene e Jacobs introdussero questo termine  per denotare i derivati delle basi puriniche isolate dall’idrolisi dell’acido nucleico del lievito. Successivamente, il termine è stato ampliato e comprende i composti contenenti pirimidine e altre basi eterocicliche. Oggi è applicato a un’ampia classe di composti naturali e sintetici.

Mentre i questi metaboliti endogeni sono i mattoni del DNA e dell’RNA, il loro significato si estende ben oltre. Le prove suggeriscono che erano presenti anche in condizioni prebiotiche e, nel tempo, hanno assunto ruoli cruciali in vari processi cellulari:

Metabolismo : scomposizione e utilizzo delle fonti di energia all’interno delle cellule.
Biosintesi delle macromolecole : costruzione di molecole essenziali come proteine, lipidi e carboidrati.
Segnalazione cellulare : i nucleosidi come l’adenosina agiscono come molecole di segnalazione, innescando risposte cellulari specifiche e comunicando tra le diverse parti di una cellula.

Ottenimento dei nucleosidi

Possono essere isolati dagli acidi nucleici dopo idrolisi chimica o enzimatica. Gli acidi ribonucleici sono idrolizzati a nucleosidi dopo trattamento a caldo con piridina acquosa, con una soluzione di ammoniaca diluita o in un tampone a pH 4.0. Si ottengono, come prodotti come intermedi, i nucleotidi:
RNA → Ribonucleotidi → Ribonucleosidi

Alcuni nucleosidi si presentano allo stato libero e possono essere isolati mediante estrazione diretta.
Il loro isolamento e identificazione avviene, di solito tramite scambio ionico, cromatografia su strato sottile e gas-liquido, nonché spettroscopia UV e spettrometria di massa.

Usi

Svolgono un ruolo essenziale nel metabolismo intermedio, nella biosintesi delle macromolecole e nella segnalazione cellulare attraverso l’interazione con i recettori purinergici.

Sono responsabili della codifica, della trasmissione e dell’espressione delle informazioni genetiche in tutti gli esseri viventi.  In campo medico, diversi sono usati come agenti antivirali o antitumorali. Diversi nuovi nucleosidi stanno mostrando alta efficacia e selettività contro il gruppo di virus dell’herpes. I prodotti naturali a base di nucleosidi formano una grande famiglia di metaboliti secondari che sono prodotti principalmente dai batteri e mostrano una notevole diversità chimica. La loro somiglianza strutturale con vari nucleosidi e nucleotidi che sono coinvolti nel metabolismo primario conferisce a queste piccole molecole proprietà biologiche uniche.

Nucleosidi, nucleotidi e acidi nucleici svolgono un ruolo centrale nel trattamento di diverse malattie, con enfasi su infezioni virali e cancro. Le recenti epidemie di nuovi virus pericolosi per la vita hanno portato a un aumento di nuovi risultati in quest’area con nuovi nucleosidi e loro derivati ​​approvati per il trattamento di queste infezioni virali. Inoltre, la comprensione della chimica e della biochimica dei nucleosidi, dei nucleotidi e degli acidi nucleici ha permesso lo sviluppo dei vaccini a RNA, un’importante svolta nel recente trattamento della SARS-CoV-2 e anche con un grande potenziale nel trattamento di altre malattie

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