Sint de Nucleotidos

Síntesis de nucleótidosSíntesis de nucleótidos

Síntesis de purinas

*

La síntesis de novo de purinas requiere PRPP, la fundación sobre la que se construye la base paso a paso.

La síntesis de novo de purinas requiere PRPP, la fundación sobre la que se construye la base paso a paso.

* o ribosa P pirofosfokinasa* o ribosa P pirofosfokinasa

Gln PRPPaminotransferasa

El primer paso dedicado es el desplazamiento del PPi por amonio.para producir 5-phosphoribosil-1-amina, con la amina en configuración ß. La amidotransferasa asume la conformación activa sólo luego de que se unen el PRPP y la glutamina. Al igual que en la carbamil fosfato sintetasa, el amonio que se genera por hidrólisis de Gln pasa por un canal interno para alcanzar al PRPP sin llegar a estar en solución.

GAR sintasa

GAR

El grupo carboxilato de una Gly es activado por fosforilación y luego ligado al grupo amino de la fosforibosilamina. Se forma un nuevo enlace amida y el grupo amino de la glicina actuarácomo nucleófilo en el próximo paso.

El grupo carboxilato de una Gly es activado por fosforilación y luego ligado al grupo amino de la fosforibosilamina. Se forma un nuevo enlace amida y el grupo amino de la glicina actuarácomo nucleófilo en el próximo paso.

GAR transformilasa

FGAR

Se activa un formato que se añade al grupo amino para formar FGAR. En algunos organismos se requieren 2 enzimas para este paso. Una transfiere en grupo formilo desde el N10-formiltetrahidrofolato. La otra activa al formato como formilfosfato, que se añade directamente al grupo amino de la Gli.

Se activa un formato que se añade al grupo amino para formar FGAR. En algunos organismos se requieren 2 enzimas para este paso. Una transfiere en grupo formilo desde el N10-formiltetrahidrofolato. La otra activa al formato como formilfosfato, que se añade directamente al grupo amino de la Gli.

El grupo amida interno se activa y convierte en una amidina mediante la adición de amonio que viene de Gln.

El grupo amida interno se activa y convierte en una amidina mediante la adición de amonio que viene de Gln.

Amido transferasa

FGAM

El producto de esta reacción, el FGAM, se cicla mediante una ciclasa (o aminoimidazol ribótidosintasa) para dar el anillo imidazol de las purinas. Aunque el paso es termodinamicamentefavorable, se gasta un ATP para asegurar la irreversibilidad. Se añade un P del ATP para activar el grupo carbonilo y es desplazado por el N unido a la ribosa. Hay una reaciónintramolecular en la cual el nucleófilo y el carbono activado con P están en la misma molécula.

AIR

El bicarbonato es activado por fosforilación y luego atacado por un grupo amino exociclico. En mamíferos la reacción no requiere ATP.

El bicarbonato es activado por fosforilación y luego atacado por un grupo amino exociclico. En mamíferos la reacción no requiere ATP.

aminoimidazol ribótidocarboxilasa

El producto de la reacción se rearregla para transferir el carboxilato al anillo.

El producto de la reacción se rearregla para transferir el carboxilato al anillo.

CAIR

El carboxilato del imidazol se fosforila y el P es desplazado por el grupo amino del aspartato. Así, en 6 pasos se unen Gli, formato, amonio, bicarbonato y

Asppara formar un intermediario al que sólo le faltan 2 átomos para la formación

del anillo de purina. La enzima es la Succinilamino-imidazol carboxamida

ribótido sintasa

CAIR

SAICAR

El carboxilato del imidazol se fosforila y el P es desplazado por el grupo amino del aspartato. Así, en 6 pasos se unen Gli, formato, amonio, bicarbonato y

Asppara formar un intermediario al que sólo le faltan 2 átomos para la formación

del anillo de purina. La enzima es la Succinilamino-imidazol carboxamida

ribótido sintasa

SAICAR

Se elimina fumarato, un intermediario del CK, dejando el átomo de N unido al anillo imidazólico. Este paso es parecido al de la conversionde citrulina en Arg en el ciclo de la urea y las enzimas son homólogas.

AICAR

adenylosuccinate lyase

Se elimina fumarato, un intermediario del CK, dejando el átomo de N unido al anillo imidazólico. Este paso es parecido al de la conversionde citrulina en Arg en el ciclo de la urea y las enzimas son homólogas.

Se añade un grupo formilo donado por N10-formiltetrahidrofolato para formar un intermediario que se cicla perdiendo agua para formar inosinato.

Se añade un grupo formilo donado por N10-formiltetrahidrofolato para formar un intermediario que se cicla perdiendo agua para formar inosinato.

aminoimidazol carboxamidaribótido transformilasa

FAICAR

Deshidratación espontánea seguida de ciclizaciónDeshidratación espontánea seguida de ciclización

IMP ciclohidrolasa

La vía se ramifica para formar AMP y GMPLa vía se ramifica para formar AMP y GMP

Adenilo succinato sintasa

IMP DH

Adenilo succinato liasa

GMP sintetasa

1. PRPP sintetasa: inhibida parcialmente por niveles elevados de purinas MN2. Gln PRPP aminotransferasa: inhibida sinergísticamente por AMP y GMP3. Adenilo succinato sintetasa: inhibida por AMP4. IMP deshidrogenasa: inhibida por GMP

Regulación de la víaRegulación de la vía

1. PRPP sintetasa: inhibida parcialmente por niveles elevados de purinas MN2. Gln PRPP aminotransferasa: inhibida sinergísticamente por AMP y GMP3. Adenilo succinato sintetasa: inhibida por AMP4. IMP deshidrogenasa: inhibida por GMP

Las bases purínicas libres derivadas de la degradación de ANs o de la dieta, pueden ser unidas al PRPP para formar nucleósido monofosfatos, en una reacción análoga a la de formación de orotilidato. Dos enzimas de recuperación o salvataje con especificidades diferentes recobran las purinas.La adenina fosforibosiltransferasa cataliza la formación de adenilato, mientras que la hipoxantina-guanina fosforibosiltransferasa (HGPRT) cataliza la formación de guanilato y de inosinato (IMP), el precursor de GMP y AMP. Vías similares existen para pirimidinas: la pirimidina fosforibosiltransferasa reconecta uracilo (pero no citosina) al PRPP

Adenina + PRPP adenilato + PPi

Guanina + PRPP guanilato + PPi

Hipoxantina + PRPP inosinato + PPi

El ciclo de nucleótidos de purina cumple una función importante en el músculo. La generación de fumarato provee al músculo con la única vía anaplerótica para suministrar intermediarios al CK. Durante el ejercicio sostenido se utiliza proteína muscular para brindar el grupo amino necesario para formar Asp mediante trasaminación. La mioadenilato deaminasa es una isoenzima específica de este tejido y su deficiencia provoca calambres, fatiga y dolores musculares.

Síntesis de pirimidinas

ATCasa es un hexámerode 3 SUC y 3 SUR. Las SR tienen el sitio de unión de CTP

+ 2 mM ATP

Síntesis de carbamil fosfato. Es el primer paso de la vía. En la reacción inicial el bicarbonato es fosforilado por ATP en un dominio ATP grasp. Luego, el amonio reacciona para dar ác. carbámico que es fosforilado por una segunda molécula de ATP.

Gln + HCO3- + 2 ATP + H2O carbamilP + Glu + 2 ADP + 2 Pi

Canalización de sustrato en la CPS

aspartato transcarbamilasa

carbamil aspartato dehidratasa

dihidroorotato DH

orotato fosforibosiltransferasa

orotidina-5'-fosfato carboxilasa

Esta carboxilasa es una de las enzimas más eficientes que existen. En su ausencia, la decarboxilación tendría lugar 1 vez cada 78 millones de años; en su presencia 1 vez por segundo, es decir un incremento en la velocidad de 1017 veces.

CTP sintetasa

Los NMP son interconvertibles

UMP kinasaUMP + ATP UDP + ADP

NDP kinasa

XDP + YTP XTP + YDP

Alta especificidad

Amplia especificidad

Timidilato sintasa

Ser OHMetil transferasa

DHFR

N5, N10-metilenTHF

Síntesis de timidilato

serina

glicina

Síntesis de desoxirribonucleótidosSíntesis de desoxirribonucleótidos

Las RN reductasas de distintos organismos son una familia con una marcada diversidad, pero todas poseen el mismo mecanismo y su estructura tridimensional indica que son homólogas. La de E. coli en aerobiosis es una de las más estudidas y consiste de dos subunidades: R1 (dímero de 87-kd) y R2 ( dímero de 43-kd)

R1, donde ocurre la reducción

R2, donde se genera un radical libre

Cada cadena R2 posee un radical estable tirosilo con un electrón desapareado en su anillo. Este radical es generado por un centro férrico que posee dos iones Fe3+

ligados por un ión oxido (O2-).

La RN reductasa posee diferentes sitios de regulación

Un electron se transfiere desde una Cys en R1 al radical Tyr en R2, generando un radical tiilo muy reactivo.

El radical S· toma un átomo de H del C-3′ de la ribosa

El radical en C3′ causa la remoción del OH- del C2′. Combinado con un H de un segundo residuo de Cys se elimina el ion OH- como agua.

Se transfiere un H desde una tercera Cys, el O de C2 captura un H del Glu.

El radical C3′ recaptura el H que perdiera originalmente

Un electron es transferido desde R2 para reducir el radical tiilo. El desoxiRN puede abandonar el sitio activo.

La síntesis de dTMP es un blanco de medicamentos anticancerosos

Fluorouracilo: un inhibidor suicida

El metotrexato es un inhibidor competitivo (Ki > 1 nM) de la DHF reductasa

DHF

metotrexato

El AB trimetoprim, un análogo de folato que se une mucho más fuertemente a la DHF

reductasa bacteriana que a la de mamíferos

Trimetoprim

Excretado por:

Ac. Úrico: Primates, aves, Reptiles, insectos

Alantoína: la mayoría de los mamíferos, menos primates

Alantoato: peces con esqueleto óseo

Urea: anfibios, peces cartilaginosos

Invertebrados marinos

urato oxidasa

alantoinasa

alantoicasa

ureasa

glioxilato

Evolución de estrategias secretorias y de osmoregulación

Ác. úrico Urea Amonio

Aves y tortugas marinas

Aves

Reptiles

Insectos

Glándulasde sal

Mamíferosmarinos y del desierto

Mamíferos

Pecespulmonados

Tiburones

Riñones dealta efic.

Osmoconformeros

La mayoría de losinvertebrados, insectos

acuát. y peces

Cél. de cloruro

tubos de Malpighi

tolerancia a la urea

Anfibios