Инозин как пуриновое соединение¶

Инозин — органическое соединение класса нуклеозидов, представляющее собой рибозид гипоксантина (гипоксантин-9-β-D-рибофуранозид). Молекулярная формула — C₁₀H₁₂N₄O₅, молярная масса — 268,23 г/моль. В химической литературе и фармакопеях встречается также под названиями гипоксантозин и рибозид гипоксантина. Инозин присутствует во всех живых клетках как промежуточный продукт обмена пуриновых нуклеотидов и как составная часть ряда рибонуклеиновых кислот, в частности транспортных РНК, где он входит в состав антикодонов в форме инозинмонофосфата.

¶Химическое строение и свойства

Молекула инозина построена из двух частей: азотистого основания гипоксантина и углевода рибозы, соединённых N-гликозидной связью. Гипоксантин отличается от гуанина отсутствием аминогруппы во втором положении пуринового кольца, а от аденина — заменой аминогруппы в шестом положении на гидроксильную (кето-) группу.

Физические свойства:

• Белый кристаллический порошок без запаха, сладковатого вкуса.
• Температура плавления — около 218 °C (с разложением).
• Умеренно растворим в воде, малорастворим в органических растворителях.
• Обладает оптической активностью за счёт рибозного фрагмента.

В водных растворах инозин существует преимущественно в кето-форме. При кислотном гидролизе распадается на гипоксантин и рибозу. Фосфорилирование по пятому положению рибозы даёт инозинмонофосфат (ИМФ) — ключевое соединение пуринового биосинтеза.

¶Биологическая роль

Инозин занимает центральное место в метаболизме пуринов. Инозинмонофосфат является первым нуклеотидом, образующимся в ходе синтеза пуринов de novo, и служит предшественником аденозинмонофосфата (АМФ) и гуанозинмонофосфата (ГМФ). Через реакции взаимопревращений клетка регулирует баланс между этими нуклеотидами.

В составе транспортных РНК инозин возникает при посттранскрипционном дезаминировании аденозина с участием ферментов ADAR. Это расширяет возможности спаривания оснований и позволяет одной тРНК узнавать несколько кодонов. Инозин также образуется при распаде аденозина и гуанозина в процессе катаболизма нуклеиновых кислот.

В организме человека инозин промежуточно участвует в:

• синтезе пуриновых нуклеотидов;
• регуляции активности аденозиновых рецепторов;
• поддержании энергетического обмена в клетках;
• процессах клеточной пролиферации и дифференцировки.

¶Получение

Промышленно инозин получают двумя основными путями. Первый — химический или ферментативный гидролиз нуклеиновых кислот, прежде всего дрожжевой РНК, с последующим выделением целевого продукта. Второй — микробиологический синтез с использованием ауксотрофных мутантов бактерий, например Bacillus subtilis, которые накапливают инозин в культуральной жидкости. Микробиологический метод экономичнее и позволяет достигать высоких концентраций продукта.

¶Применение

¶Медицина

Инозин применяется как лекарственное средство в ряде стран, в том числе в России. Препараты на его основе позиционируются как средства, стимулирующие обменные процессы и оказывающие антигипоксическое и антиаритмическое действие. Инозин используется при:

• ишемической болезни сердца;
• нарушениях сердечного ритма;
• гипоксии и ишемии тканей;
• вирусных инфекциях, в частности в комбинации с противовирусными средствами.

Механизм действия связывают с участием в пуриновом обмене, влиянием на энергетический статус клеток и модуляцией аденозиновых рецепторов. Следует отметить, что доказательная база клинической эффективности инозина в зарубежной медицине оценивается неоднозначно: в ряде стран он не зарегистрирован как лекарство и продаётся как биологически активная добавка.

¶Спорт и питание

Инозин иногда включают в состав спортивных добавок, исходя из предположения о его влиянии на выработку энергии и выносливость. Контролируемые исследования не подтверждают выраженного эргогенного эффекта у здоровых людей.

¶Биотехнология и лабораторная практика

Инозин и его производные используются как реагенты в биохимических исследованиях, при изучении ферментов пуринового обмена, а также в производстве нуклеозидных аналогов — противовирусных и противоопухолевых препаратов.

¶Безопасность и регуляция

Инозин обычно хорошо переносится. Возможны побочные эффекты: головная боль, головокружение, тошнота, аллергические реакции, повышение уровня мочевой кислоты. Препарат противопоказан при подагре и гиперурикемии, поскольку его метаболизм ведёт к образованию мочевой кислоты. Применение при беременности и в период лактации ограничено.

В России инозин входит в перечень лекарственных средств, обращающихся на фармацевтическом рынке, и отпускается по рецепту в лекарственных формах. В спорте вещество не относится к запрещённым допинговым средствам.

¶Сходные соединения

Инозин структурно близок к другим нуклеозидам:

Дезоксиинозин встречается в составе ДНК некоторых фагов и используется в синтетической биологии.

¶Значение

Инозин — одно из базовых соединений биохимии нуклеиновых кислот. Его значение выходит за рамки лабораторного реагента: он связывает фундаментальные процессы синтеза пуринов с прикладными задачами фармакологии, биотехнологии и производства нуклеозидных лекарств. Изучение инозина и его производных продолжается, в частности в контексте поиска новых противовирусных и метаболических средств.

Источники: учебники по биоорганической химии и биохимии, справочные издания по фармакологии, обзорные публикации по метаболизму пуринов, материалы профильных научных журналов.