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Bioqumica II 1
Los nucletidos forman parte de:
1.- DNA y RNA2.- ATP y coenzimas (NAD+, FAD, CoA): proceden de la adenina3.-Algunos de sus derivados son intermediarios activados que participan en diversas biosntesis:
UDP-Glucosa, precursor de glucgenoCDP-diacilglicerol, como precursor de fosfoglicridosS-adenosilmetionina (S-AM), transporta un grupo metilo activado
4.- Reguladores metablicos: cAMP, fosforilaciones a partir del ATP.
Estructura y Estructura y metabolismometabolismo de de nuclenucletidostidos
Bases : Pricas (A, G)Pirimdinicas (C, T, U)
Nuclesido: base nitrogenada + pentosaNucletido: ster fosfato de un nuclesido
adenilato (AMP)
adenina
adenosina
Bioqumica II 2
Estructura y Estructura y metabolismometabolismo de bases de bases nitrogenadasnitrogenadas
Ribosa activada(PRPP) + base Nucletido
Sntesis de nucletidos
Va de recuperacin
Va de novo
N
N
NH
N
NH2
N
NH
NH
N
NH2
O
adeninaadenina guaninaguanina
PURINASPURINAS12
3
45
6 7
8
9
N
NH
NH2
O NH
NH
O
O
CH3
NH
NH
O
O
citosinacitosina timinatimina uracilouracilo
PIRIMIDINASPIRIMIDINAS
1
23
45
6
Ribosa activada(PRPP)
+ precursores sencillos Nucletido(aa + ATP + CO2 ...)
Bioqumica II 3
VVaa de de recuperacirecuperacinn dede purinaspurinas y y pirimidinaspirimidinas
La degradacin metablica de nucletidos produce bases libres que se reutilizanmediante un proceso simple y econmico para sintetizar nucletidos
Recuperacin de purinas
adenina fosforribosiltransferasa
Adenina + PRPP ----------- Adenilato (AMP) + PPi
Hipoxantina-guanina fosforribosiltransferasa
Hipoxantina + PRPP ----------- Inosinato (IMP) + PPi Guanina + PRPP ----------- Guanilato (GMP) + PPi
Bioqumica II 4
BiosBiosntesisntesis de de purinaspurinas dede novonovo BiosBiosntesisntesis de de pirimidinaspirimidinas
Bioqumica II 5
glicinaglicina
NN--formilformil THFTHF
NN--formilformil THFTHF
GlutaminaGlutamina
AspartatoAspartato
COCO22
BiosBiosntesisntesis de de purinaspurinas de de novonovo (I)(I)
AnilloAnillo de de PurinaPurina::((ensambladoensamblado unidounido a a RibosaRibosa fosfato)fosfato)
IMPIMP((InosinatoInosinato))
ATPATP
GTPGTP
dATPdATP
dGTPdGTP
Reduccin de ribonucletidos.
Bioqumica II 6
BiosBiosntesisntesis de de purinaspurinas dede novonovo (II)(II)
O H
OHH
OH
H
OH
CH2
H
OP
RibosaRibosa--55--PP
Via Pentosas
55--fosforibosilfosforibosil--11--pirofosfatopirofosfato(PRPP)(PRPP)
ATP AMP
Ribosa 5PPirofosfoquinasa(o PRPP sintasa)
O H
OH
OH
H
OH
CH2
H
OP
P O P
* PRPP: necesario en biosntesis de Trp e His.
Glutamina
O NH2H
OH
H
OH
CH2
H
OP
55--fosforibosilfosforibosil--11--aminaamina
Glutamato
PPi
Amido-fosforribosil-transferasa
Paso limitante en la sntesis de novo
(regulador de la va)
(Vida media de 30 sec.)
Bioqumica II 7
55--FosforibosilFosforibosil--11--aminaamina GlicinamidaGlicinamidaribonucleribonucletidotido
Glicina
ATP ADPFormilglicinaminaFormilglicinamina
ribonucleribonucletidotido
Formil-THF
THF
FormilglicinamidinaFormilglicinamidinaribonucleribonucletidotido
ATP
ADPGlutamina
Glutamato
55--AminoimidazolAminoimidazolribonucleribonucletidotido
H2O
BiosBiosntesisntesis de de purinaspurinas dede novonovo (III)(III)(generacin del anillo pentagonal de imidazol)
Bioqumica II 8
55--AminoimidazolAminoimidazolribonucleribonucletidotido
BiosBiosntesisntesis de de purinaspurinas dede novonovo (IV)(IV)(generacin del IMP) 55--AminoimidazolAminoimidazol
44--carboxilatocarboxilatoribonucleribonucletidotido
55--AminoimidazolAminoimidazol44--NN--succinocarboxilatosuccinocarboxilato
ribonucleribonucletidotido
ATP
ADPAspartato
Fumarato
55--AminoimidazolAminoimidazol44--carboxamidacarboxamidaribonucleribonucletidotido
formilTHFTHF
55--FormamidoimidazolFormamidoimidazol44--carboxamida carboxamida ribonucleribonucletidotido
ATP ADP
CO2
(no biotina!!)
H2O
InosinatoInosinato(IMP)(IMP)
HipoxantinaHipoxantina
Bioqumica II 9
BiosBiosntesisntesis AMP y GMPAMP y GMP
Fumarato
AdenilatoAdenilato (AMP)(AMP)
GuanilatoGuanilato (GMP)(GMP)
GlutaminaGlutamato
ATPATP AMP
Aspartato
AdenilAdenil succinatosuccinato
GTPGTPGDP
InosinatoInosinato(IMP)(IMP)
NAD+
NADH
XantilatoXantilato (XMP)(XMP)
H2O
Bioqumica II 10
RegulaciRegulacinn de la sde la sntesis ntesis de de novonovo dede purinaspurinas
IMPIMP
AdenilAdenilsuccinatosuccinato
XantilatoXantilato
AMPAMP
GMPGMP
FosforibosilFosforibosil--aminaaminaRibosaRibosa 55--PP PRPPPRPP
HisHis PirimidinasPirimidinasPRPPsintasa
Amido-fosforribosil-transferasa
IMP, AMP, GMP
* PRPP * PRPP sintasasintasa: : parcialmenteparcialmente inhibidoinhibido por por altasaltas concentracionesconcentraciones de de nuclenucletidostidos dede purinapurina(la PRPP es (la PRPP es tambitambinn precursor en sprecursor en sntesis de ntesis de pirimidinaspirimidinas y y aa`saa`s))
* * GlutaminaGlutamina PRPP PRPP amidotransferasaamidotransferasa: : retroinhibidoretroinhibido por por nuclenucletidostidos ppricosricos..
AMP
GMP
* * RetroinhibiciRetroinhibicinn por AMP y GMP de la por AMP y GMP de la conversiconversinn de IMP en de IMP en AdenilAdenil succinatosuccinato y y xantilatoxantilato, , respectivamenterespectivamente..
* * EquilibrioEquilibrio entre sentre sntesis de AMP y GMP: GTP ntesis de AMP y GMP: GTP necesarionecesario para spara sntesis de AMP y ntesis de AMP y AMP AMP necesarionecesario para la spara la sntesis de GMPntesis de GMP
Bioqumica II 11
BiosBiosntesisntesis de de pirimidinaspirimidinas (I)(I)
Carbamoilfosfato Aspartato
AnilloAnillo de de pirimidinapirimidina UTPUTP
TMPTMP
CTPCTP dCTPdCTP
PRPPPRPP
GlutaminaGlutamina + HCO+ HCO33-- CarbamoilfosfatoCarbamoilfosfato + + GlutGlutmicomico
2 ATP 2 ADP + Pi
carbamoilfosfato sintasa II (citoslica!!)
(carbamoilfosfato sintasa Ien ciclo de urea es mitocondrial)
Bioqumica II 12
BiosBiosntesisntesis de de pirimidinaspirimidinas (II)(II)(generacin de orotato)
CarbamoilfosfatoCarbamoilfosfatoDihidroorotasa
H2O
DihidroorotatoDihidroorotatoReaccin limitante en la sntesis de novo
CTP
Asp
Aspartatotranscarbamilasa
NN--CarbamoilaspartatoCarbamoilaspartatoPi
Dihidroorotatodeshidrogenasa
NADH
OrotatoOrotato
NAD+
Carbamoilfosfato sintasa IIAspartato transcarbamilasaDihidroorotasa
CAD
Bioqumica II 13
BiosBiosntesisntesis de de pirimidinaspirimidinas (III)(III)(generacin de UMP y CTP)
OrotidilatoOrotidilatoOrotatoOrotato
PRPP
Orotatofosforibosiltransferasa
PPi
UridilatoUridilato(UMP)(UMP)
CO2
Orotidilatodescarboxilasa
UDPUDP
ATP
ADP
ATP
ADP
UTPUTP
Orotato fosforibosil transferasaOrotidilato descarboxilasa
Gln
Glu
ATPADP
Citidilato sintasaCTPCTP
Bioqumica II 14
InterconversiInterconversinn entre XMP, XDP y XTPentre XMP, XDP y XTP
Los nuclesidos monofosfato son fosforilados por las nuclesidos monofosfato quinasas:
La adenilato quinasa interconvierte el AMP, ADP y ATP:
AMP + ATP 2 ADP
UMP + ATP UDP + ADPUMP quinasa
Los nuclesidos difosfato y trifosfato son interconvertidos por la nuclesido difosfatoquinasa, de baja especificidad de substrato (purinas/pirimidinas, ribosa/desoxiribosa) .
XDP + YTP XTP + YDP
UDP + ATP UTP + ADP
Bioqumica II 15
SSntesis de ntesis de desoxinucledesoxinuclesidossidos
O BASE
OHH
OH
H
OH
H2
H
P -P-O-CO BASE
OHH
H
H
OH
H2
H
P -P-O-C
RibonucleRibonuclesidosidodifosfatodifosfato
DesoxinucleDesoxinuclesidosidodifosfatodifosfatoRibonucletido
reductasa
NADP+ +H2ONADPH + H+
Bioqumica II 16TetrahidrofolatoTetrahidrofolato
NADPHNADPH
NADPNADP++Dihidrofolato
reductasaGlyGly
SerSer
MetilenMetilen THFTHF DihidrofolatoDihidrofolato
dTMPdTMPTimidilato sintasa
AminopterinaAminopterina,,MetrotrexatoMetrotrexato
FluorouraciloFluorouracilo
CDPCDP dCDPdCDP
UDPUDP dUDPdUDP
RibonucleRibonucletidotidoreductasareductasa
dCTPdCTP
dUTPdUTP
NucleNuclesidosido difosfatodifosfatoquinasaquinasa
deaminasadeaminasa
dUMPdUMP
dUTPasadUTPasa
SSntesis de la ntesis de la timidinatimidina monofosfatomonofosfato ((necesarianecesaria para DNA):para DNA):
Bioqumica II 17
DegradaciDegradacinn de de purinaspurinas
XantinaXantina
Xantinaoxidasa
(Mo + Fe)
H2O + O2
H2O2
AMPAMP
H2N
ribosa-P
IMPIMP
Adenosinadeaminasa
NH2
ribosa-P
HipoxantinaHipoxantinaribosa-P
GMPGMP GuaninaGuaninaGuaninadeaminasa
NH2
HGPRTVa de recuperacin
Alopurinol
Alopurinol
Forma ionizada del ac. rico a pH fisiolgico.Mayor solubilidad que el ac. rico a pH neutro, pero limitada Cristalizacin.
H+UratoUrato
Xantinaoxidasa
(Mo + Fe)
H2O + O2H2O2
AcAc. . ricorico
Bioqumica II 18
UratoUratoProducto final de
degradacin en primates,Aves, reptiles e insectos
DegradaciDegradacinn de de purinaspurinas (no (no primatesprimates))
O2
Uricasa o urato oxidasa
NH
NH
NH
O
O
NH2O
CO2
AlantoinaAlantoinaSecretada por
Mamferos(excepto dlmatas)
NH NH OO
NH2 COO- NH2Alantoinasa
H2O
AlantoatoAlantoatoSecretado por
peces telesteros
2 urea + 2 urea + glioxilatoglioxilato
Secretado por mayoria de peces
y anfibios
2 H2O
NHNH44++ + 2 CO+ 2 CO22
Secretado por Invertebrados
marinos
2 H2O
NH
NH NH
NH
O
O
O
Importante antioxidante
Bioqumica II 19
DegradaciDegradacinn de de pirimidinaspirimidinas
NH
NH
O
O
CH3
TiminaTimina
NH
NH
O
O
CH3
DihidrotiminaDihidrotimina
NH
O
O
CH3NH2O-
--aminoamino NN--carbamilcarbamilisobutiratoisobutirato
NH2
O
CH3O-
--aminoamino isobutiratoisobutiratoCO2
NH4+
metilmetil malonilmalonil CoACoASuccinatoSuccinato
((CicloCiclo del del cc..cctricotrico))
(como un aa)
Bioqumica II 20
Ribosa 5P
PRPP
5-fosforribosilamina
IMP
AMP GMP
ADP GDP
ATP GTPdADP dGDP
dATP dGTP
PRPP sintasa
Gln PRPP amidotransferasa
Adenilsuccinatosintasa
IMP DH
Guanilato quinasa
NDP quinasa
NDPquinasa
NDPquinasa
NDP quinasa
Adenilato quinasa
Ribonucletidoreductasa
SSntesis de novo de nuclentesis de novo de nucletidos de purina tidos de purina
Bioqumica II 21
SSntesis de novo de nuclentesis de novo de nucletidos de pirimidinatidos de pirimidina
Aspartato
N-Carbamil Aspartato
UMP
UDP
UTP dUTP
CTP dUMP
Asp Transcarbamilasa
Gln PRPP amidotransferasa
NDP quinasa Ribonucletido reductasa
dUTPasa
CTPasa
Citidilato sintasa
Carbamil-fosfato
Uridilato quinasa
CDP dTMP
Timidilato sintasa
NMP quinasaRibonucletido reductasa
dTTPdCDP
dCTP
NDP quinasa
+
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