Deoksiadenozin trifosfat

Deoksiadenozin trifosfat (dATP), DNA polimerazın bir substratı olarak DNA replikasyonu için hücrelerde kullanılan bir nükleotittir. Bir adenin ve üç Fosfat grubuna bağlı bir deoksiriboz şeker molekülünden oluşan kimyasal yapısı ile bir pürin nükleozit trifosfat olarak sınıflandırılır. Enerji aktaran bir molekül olan ATP'den tek bir hidroksil grubu ( pentoz şekerinin 2' karbonundaki -OH grubu, dATP'deki -H ile değiştirilir) ile farklılık gösterir, bu da bir riboz yerine bir deoksiriboz oluşumu ile sonuçlanır. İki fosfat grubu, daha sonra DNA'yı sentezlemek için kullanılabilen deoksiadenozin monofosfat verecek şekilde hidrolize edilebilir.

Deoksiadenosin trifosfat, deoksiribonükleaz (DNase), nükleaz P1, adenilat kinaz ve piruvat kinaz kullanılarak başlangıç materyali olarak DNA ile enzimatik olarak sentezlenebilir. Sentez, DNA'nın ısıyla denatürasyonu ile başlar, ardından oligomerler üretmek için DNase I ile muamele edilir. Daha sonra çözelti, deoksiribonükleotit monofosfatları oluşturmak için nükleaz P1 ile işlenir. Adenilat kinaz ve piruvat kinaz karışımı kullanılarak deoksiadenozin monofosfat seçici olarak dATP'ye dönüştürülmüştür. Saflaştırmadan sonra, toplam %40 verimle bu sentez yöntemi kullanılarak %90-95 saflık elde edilebilir.

Vücuttaki yüksek dATP seviyeleri toksik olabilir ve dATP, DNA sentezi enzimi olan ribonükleotid redüktaz için rekabetçi olmayan bir inhibitör olarak hareket ettiğinden, bağışıklık sistemi fonksiyonunun bozulmasına neden olabilir. Adenozin deaminaz eksikliği (ADA) olan hastalarda, hücre içi dATP konsantrasyonları yüksek olma eğilimindedir, çünkü adenozin deaminaz normalde onu inozine dönüştürerek adenozin seviyelerini engeller.

Adenozin deaminaz enziminin eksikliğinin bireylerde immün yetmezliğe neden olduğu bilinmektedir. Araştırmalar, dATP'nin adenozin deaminaz eksikliğinde potansiyel bir toksik metabolit olabileceğini bulmuştur. Çalışmadaki immün yetmezlikli ve adenozin deaminaz eksikliği olan hastaların alyuvarlarında dATP düzeylerinin immün yetmezliği olmayan, adenozin deaminaz eksikliği olan hastalara kıyasla 50 kat daha fazla olduğu bulundu. Bu anormal bir durumdur ve artmış eritrosit dATP düzeylerinin adenozin deaminaz eksikliği olan kişilerde bağışıklık sistemi eksikliğinden sorumlu toksik metabolitler olduğuna dair kanıt sağlar.

dATP'yi taşıma veya fosforile etme yeteneğinden yoksun hücrelerin, aşırı dATP'nin toksik etkilerine karşı artan direnç gösterdiği gösterilmiştir, bu da dATP'nin toksisitesinin dATP'yi hücre içi fosforile etme yeteneğine bağlı olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, ADA için bazı tedaviler, adenozin kinaz ve deoksisitidin kinaz gibi sorumlu deoksinükleozid kinazların hedeflenen inhibisyonu yoluyla dATP fosforilasyonunu azaltmaya odaklanır. İntravenöz olarak deoksisitidin, bir ADA tedavisi olarak da kullanılmıştır, ancak klinik bir çalışma, deoksisitidinin, bazı hastaların deoksisitidin tedavisine daha önemli yanıt verebileceğini göz ardı etmeden, ADA hastalarının T-hücresi bağışıklığı üzerinde yalnızca sınırlı klinik etkilere sahip olduğunu bulmuştur.

Kardiyak miyozinde, dATP'nin kas kasılmasını kolaylaştırmak için bir enerji substratı olarak ATP'ye uygun bir alternatif olduğu gösterilmiştir. Köpeklerde dilate kardiyomiyopatiyi (DCM) içeren bir deneyde, artan kardiyak dATP'nin DCM için potansiyel olarak etkili bir tedavi olduğu bulunmuştur. dATP, yetersiz bir kalpte sistolik basıncın yanı sıra kontraktiliteyi artırabilir ve aynı zamanda kalp pompası işlevini geri kazanmanın yanı sıra kasılmayı da artırabilir. Ayrıca, dATP'nin sadece kardiyovasküler bozukluğu olan hastalarda normal sistolik fonksiyonu geri kazandırmakla kalmayıp, aynı zamanda konjestif kalp yetmezliği olan hastaların kalp kası çapraz köprü oranını ve konjestif kalp yetmezliğini de arttırdığı bulunmuştur.