Subido por Rafael Matadamas Lopez

Sintesis de aminoacidos no esenciales

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TEMA 17. Síntesis de amino, hemo y nucleótidos. Esquema de la
p
biosíntesis de los aminoácidos no esenciales. Aminoácidos como precursores
de otras aminas biológicas. Síntesis y degradación del grupo hemo.
Metabolismo del hierro. Porfirias. Síntesis de novo de los nucleótidos de
purina. Glutamina-amido transferasas. Síntesis de AMP y GMP. Enzimas
multifuncionales Ruta de recuperación de nucleótidos de purina y
multifuncionales.
patologías asociadas. Síntesis de novo de nucleótidos de pirimidinas.
Recuperación de pirimidinas. Ribonucleótido reductasa. Timidilato sintasa.
g
de p
purinas y g
gota. El metabolismo de nucleótidos como diana de
Degradación
fármacos antibióticos, antitumorales y antivirales.
José C Rodríguez Rey
Departamento de Biología Molecular
2009-2010
009 0 0
1
Aminoácidos esenciales
Aromáticos: Fenilalanina, Triptófano
Alifáticos ramificados: Valina, Leucina, Isoleucina
Con azufre: Metionina
Alcohol: Treonina
Básicos: Histidina, Lisina
“Esenciales condicionales”:
Arginina, Glutamina, Cisteina,
Glicina, Prolina, Tirosina
2
Biosíntesis de aminoácidos no esenciales
Glucosa
Asparragina
p
g
Glicina
3-Fosfoglicerato
Glu
Cisteína
Serina
Metionina
Piruvato
Glut min
Glutamina
Aspartato
HCO3- + NH4+
AcetilCoA
OAA
Alanina
Citrato
Ciclo
Krebs
Isocitrato
Glutamina
Alfa- cetoglutarato
g
Tirosina
Fenilalanina
Glutamato
Glutamato semialdehido
Prolina
3
Biosíntesis de aminoácidos no esenciales
PRECURSOR
P
Piruvato
α-Cetoglutarato
Glu
Glu
OAA
Asp
Phe
3 f f li
3-fosfoglicerato
Met + Ser
Ser
HCO3- + NH4+
(Asp + Orn)
RUTA
AMINOACIDO
transaminasa
transaminasa
Gln sintetasa
(4 pasos)
transaminasa
Asn sintetasa
Phe hidroxilasa
  (3 pasos))
  (3 pasos)
Serhidroximetiltransferasa
Gly sintasa
Arg-succinato liasa
 Ala
l
 Glu
 Gln
 Pro
 Asp
 Asn
 Tyr
 Ser
S
 Cys
 Gly
 Gly
 Arg)
4
Síntesis de Gly y Ser
COO|
H2N— CH
|
CH2—OH
Ser
THF
Serina hidroximetil
transferasa
PLP
N5N10 metilenil
tetrahidrofolato
COO|
CH2
|
NH3+
Gly
NAD+
THF
N5,N10-metilén-tetrahidrofolato
Glicina sintasa
NADH +
H
N
H+
N
HCO3- + NH4+N5,N10-metilentetrahidrofolato
hd f l
CH2
H
CH2
N
H
5
El glutamato como precursor de prolina y ornitina
COO-
Ciclo urea
CH2
CH2
H2N - CH - COO-
P li i
Poliaminas
ATP
NADH+ H+
Glutamato
H3N+
CH2
Aminotransferasa
CH2
COO
+
H3N CH
CH2
CH2
H2N
CH
CH2
COO-
C=O
H
Ornitina
H2C
HC
CH2
N
CH
H2C
COO-
Reductasa
1Pirrolina-5- Carboxilato
6
Glutamato
semialdehido
(NADPH)
H2C
CH2
NH
CH
Pr lin
Prolina
COO-
Síntesis de cisteína: Adomet como donadora de átomos de azufre:
+
H3N
+
H3N
COO
Metionina adenosil
transferasa
CH
CH2
CH2
S
CH3
COO
CH
CH2
CH2
+S
CH2
OH
COO
+
H3N CH
H3N+
CH2
H2O
OH
CH2
β-Cistationina
H2O
NH4+
CH
Serina
(PLP)
COOO
C
+
H3N
CH3
Adenosina
d
COO
CH
CH2
Cistationina βsintasa
(PLP)
CH2
SH
Homocisteína
+
H3N
COOCH
Homocistinuria
Metionina Sintasa
(Metil-Cobalamina)
CH2
CH2
Alfa cetobutirato
H2O
Adenosil
homocisteína
hidrolasa
Cistationina liasa
OH
S-Adenosil homocisteína
CH2OH
CH
S
CH2
O
OH
COO
H3N+
COO
N
N
+S
S-Adenosil metionina (AdoMet, SAM)
CH2
N
N
O
PP+Pi
Metionina
N H2
CH
CH2
Metil
transferasas
N
N
COO
CH2
N
N
CH3
ATP
+
H3N
N H2
SH
Metionina
(No hay síntesis neta,
se recicla)
Cisteína
7
Enfermedades del metabolismo de aminoácidos
Enfermedad
Incidencia
(por 105 nac.)
Enzima defectiva
Efectos
Fenilcetonuria
8
Phe hidroxilasa
Retraso mental
Albi i
Albinismo
3
Ti i
Tirosinasa
N pigmentación
No
i
ió
Alcaptonuria
0,4
Homogentísico oxigenasa
Orina oscura
Orina en jjarabe de arce
0.4
Complejo
p j deshidrogenasa
g
de αcetoácidos ramificados
Retraso mental,, convulsiones,,
muerte temprana
Homocistinuria
1
Cistationina sintasa
Retraso mental
Acidemia metilmalónica
0.5
Metilmalonil-CoA mutasa
Retraso mental, convulsiones,
muerte temprana
Hartnup
7
Transportador de Val, Leu, Ile, Tyr,
Trp, Phe
Fotosensibilidad, ataxia,
seudo-pelagra
Hiperamonemia tipo I
0.5
Carbamilfosfato sintetasa I (ciclo de
la urea)
Letargia, convulsiones,
muerte prematura
8
Los aminoácidos son precursores de otras moléculas importantes en la fisología
Glutamato
 GABA, poliaminas (putrescina, espermidina)
Triptofano
 Niacina, serotonina
Histidina
 Histamina
Tirosina
 Dopamina, adrenalina, melanina, hormona tiroidea
Li i
Lisina
 Carnitina
C
iti
Serina
 Etanolamina, colina
Arginina
 Creatina, creatinina, oxido nítrico
Glicina
 Porfirinas,
Porfirinas creatina
creatina, glutation
9
El Trp es precursor de serotonina y niacina
Triptófano
O2
COO-
N
H
Cofactor de otra
enzima
importante que
ya hemos visto
+
NH 3
COO -
Trp hidroxilasa =
Trp monooxigenasa
(Tetrahidrobiopterina)
N
Niacina (Nicotinato)
NH3+
HO
COO
N
H
NAD+ , NADP+
-
5-hidroxitriptófano
DOPA Descarboxilasa =
Decarboxilasa de AA
aromáticos
NH + (PLP)
CO2
3
HO
N
10
H
5- hidroxitriptamina
5
(Serotonina)
La histidina es precursora de histamina
COOHis
CO2
CH2-CH-NH3+
N
NH
PLP
CH2-CH
CH2 -NH
NH3+
N
Histamina
NH
11
La tirosina es precursora de catecolaminas
H2
C H
C
Tirosina
O
O
NH3+
HO
02
Tyr Hiroxilasa
OH
C
H C H2
(Tetrahidrobiopterina)
H2
C
Melaninas
O
CH
C H3
OH
O
Adrenalina
NH3+
HO
HN
HO
OH
L-DOPA
(L-3,4-dihidroxiFenilalanina))
Feniletanolamina
N-metiltransferasa
N
metiltransferasa
(S-Adenosil metionina)
DOPA
Descarboxilasa
H2
C
CH2
Dopamina
Hidroxilasa
OH
NH3+
HO
C
H
OH
Dopamina
CH2
N H3+
HO
OH
Nor adrenalina
Nor-adrenalina
12
Terbutalina (“Terbasmin”)
Salbutamol (“Ventolín”)
Agonistas de receptores β2-adrenérgicos
Adrenalina
β2-adrenergic receptor agonist,
13
El glutamato como precursor de otras moléculas
Dador de NH2 a otros cetoácidos
en reaccines de transaminación
Glutamina
Alfa-cetoglutarato
Glutamato
GABA
H3N+
Glutamato
semialdehido
CH2
CH2
CH2
CH2
HN
Poliaminas
Putrescina espermidina
Putrescina,
P li
Prolina
Ornitina
CH2
CH2
CH2
H3N+
N
Espermidina
CO2
COOCH2
COOH
CH2
CH2
H2N
- CH - COO
-
Glutamato
PLP
CH2
H2N
Gamma-aminobutirato
(GABA)
CH2
14
La lisina es precursora de carnitina
Lys unida a proteína
CH2-CH
CH2-CH
CH2-CH
CH2-NH
NH3+
Lys -CH
Ascorbato
+
-OOC-CH -CH-CH -N
2
2
OH
CH3
CH3
CH3
L-Carnitina
15
La arginina es precursora del oxido nítrico
H3N
+
COO
CH
2 NADPH
2 O2
2 NADP+
2 H2O
COO
+
H3N CH
CH2
CH2
CH2
N
C
NH2+
Arginina
16
CH2
NO sintasa
CH2
H2N
+
CH2
N
2HN
C
Citrulina
O
·NO
NO
Biosíntesis del hemo (1)
COO
C
CH2— NH2
|
COO-
+
SCoA
O
CH3
CH3
CH=CH2
CH3
N
NH
CH2
CH2
C
O
CH2
|
NH2
δ Ala
δ-Ala
δ-Ala dehidratasa=
Porfobilinógeno
sintasa (Zn)
(CITOSOLICA)
- Aminolevulinato
( δ-ALA) H2O
COO
4 NH4+
CH=CH2
COO
CH2
CH2
CH2
N
4 Porfobilinógenos
Fe2+
CH3
O
CH2
|
NH2
5 pasos (4 en CITOSOL)
N
CH2
C
• Inhibición alostérica
• Represión de la
expresión génica
HN
CH2
COO-
+
CH2
CO2
CoA-SH
-
CH2
CH2
PLP
Succinil CoA Glicina
CH2
COO-
(MITOCONDRIA)
-ALA Sintasa
CH2
CH2
COO
CH2
H
|
NH2 Porfobilinógeno
COO-
Protoporfirina IX
Ferroquelatasa
(MITOCONDRIA)
CH3
CH3
CH=CH2
CH3
N
Sitios de síntesis
N H Fe2+ H N
1) Hemoglobina (40-50 mg/día) en eritroblastos de
médula ósea ( 80% del hemo)
CH2
N
CH=CH2
CH2
2) Mioglobina en músculo
COO-
3) Citocromos a, b, c en todos los tejidos
CH2
CH2
4) P450 en hígado
COO-
5) Peroxidasa y catalasa en casi todos los tejidos
CH3
Hemo
17
Defectos en la ruta de biosíntesis de Porfirinas = Porfirias
Gly + Succinil-CoA
PLP
δ-Ala
δ-ALA sintasa
(MITOCONDRIA)
δ ALA
δ-ALA
δ-ALA dehidratasa
Porfobilinógeno
(CITOSOL)
δδ-Ala
Ala deaminasa
4NH4+
Pb
Porfiria aguda intermitente
Uroporfirinógeno I
Uroporfirinógeno
Cosintasa
Porfiria congénita eritropoyética
Uroporfirinógeno III
4CO2
Decarboxilasa
Coproporfirinógeno III
Oxidasa
2CO
O2
Porfiria cutánea tardía
Pb
Coproprofiria hereditaria
Protoporfirinogeno IX
MITOCONDRIA
Oxidasa
Protoporfirina IX
Fe++
Ferroquelatasa
Hemo
18
Porfiria variegada
Pb
Protoporfiria eritropoyética
La locura del rey Jorge III de Inglaterra (1738-1820)
= Porfiria aguda intermitente?
“El tratamiento de los médicos del Rey
consistió
cons
st ó en la adm
administración
n strac ón de tártaro
emético y digtal, aplicación de vesicantes
en las piernas (con la aparición de pústulas
se pretendía sacarle los malos humores) y
aceite
ac
t de castor para el estreñimiento.
str ñ m nto. E
El
estado de agitación era controlado
colocándole camisa de fuerza o
sujetándolo con correas en su cama o en
una silla m
metálica”.
19
Catabolismo del hemo
Hb
F
Ferritin
iti
Fe3+
+ CO
+ NADP+
Biliverdín
Reductasa
ERITROCITOS
CH3
HO
CH=CH2
CH3
N
Biliverdina
COO-
COO-
CH2
CH2
CH2
CH
H2
N
H
NADPH
+ O2
H
Hemo
oxigenasa
N
H
CH3
N
CH=CH2
OH
SANGRE
Bilirrubina transportada
con albúmina
Transferasa
2 UDP-glucuronato
2 UDP
Bilirrrubin-diglucurónido (B. conjugada)
ICTERICIA
Si no drena
bien la
vesícula
CH3
CH=CH2
N
CH3
N H Fe2+ H N
CH2
N
CH=CH2
CH2
COO-
CH3
Bilirrubina
HIGADO
CH3
CH3
MACROFAGOS,
Células del SRE, BAZO
Si está en exceso se acumula en sangre
= ICTERICIA (prehepática)
Deficiencia transitoria de la
transferasa en recién nacidos
Expres ón baja congén
Expresión
congénita
ta de la
transferasa = síndrome de
Gilbert
BILIS
Bilirrrubin-diglucurónido
20
PAPEL DE LOS NUCLEOTIDOS
1.
2.
3.
4.
Constituyentes de los ácidos nucleicos
Participan en el metabolismo energético
Implicados
p
en señalización
Forman parte de intermediarios activadas
21
Agentes antivirales análogos de bases o nucleótidos
O
O
CH 3
HN
O
HOCH2
H
HOCH2
O
H
OH
H
H
Timidina
N
O
N
H
CH3
HN
H
O
H
H
N3
H
H
AZT (3’ azido 2’
desoxitimidina)
22
La DNA polimerasa
((transcriptasa
p
inversa)) del
virus VIH es 100 veces más
sensible al AZT-trifosfato que
la DNA polimerasa celular
Agentes
g
antivirales análogos
g de bases o nucleótidos
O
N
HN
H2N
N
CH2OH
N
O
Acicloguanosina =
aciclovir
(anti Herpes
simplex)
Vribudin
(anti Varizela-Zoster)
23
Análogos de bases como antimetabolitos antitumorales
SH
NH2
N
N
N
N
N
N
N
N
H
6-Mercapto
purina
Adenina
O
O
HN
O
HN
N
H
O
Uracilo
5-
24
F
N
H
Fluorouracilo
Estructura de los nucleótidos
NH 2
1 N
5’
7
6
8
2
H
N 9
N
H
3
H
HOCH2 O
N
11’
H OH
H
3’
2’
OH
Ribosa
OH
BASE (Adenina)
NH2
NH2
NucleóTido
(Adenosina
MonoDiTrifosfato)
P
P
P
OCH2
P
P
H
H
P
N
N
O
NucleóSido
(Adenosina)
N
N
HOCH2
O
H
H
H
OH
OH
H
H
OH
N
N
N
N
OH
Adenosina
o Desoxiadenosina
H
H
25
N
N
N
NH2
N
H
N
HN
N
H
N
O
O
N
N
BASE :
ANILLO DE LAS PURINAS
N
N
HN
N
H
H2N
N
H
N
ADENINA
HIPOXANTINA
GUANINA
ADENOSINA
INOSINA
GUANOSINA
Ribosa
NUCLEÓSIDO :
N
ANILLO DE
E LAS PIRIMIDINAS
N
N H2
N
B E:
BASE
N
H
O
N
H
CITOSINA
URACILO
TIMINA
CITIDINA
URIDINA
TIMIDINA
Ribosa
NUCLEÓSIDO:
O
C H3
HN
HN
N
H
O
O
O
26
Biosíntesis de nucleótidos de purinas y pirimidinas
1)
No hay reservas de nucleótidos (sólo 1% disponible) y la absorción
intestinal de bases es mínima (un 5% de lo presente en la dieta)
 se han de sintetizar según se necesiten para sintetizar ADN y
ARN
2)
Hay rutas de biosíntesis de novo y de recuperación. Las de
biosíntesis de novo son rutas idénticas en todos los seres vivos
3)
Hay polipéptidos multienzimáticos en estas rutas en eucariotas
4)
Las rutas de biosintesis son bastante diferentes para los
nucleótidos de purina y primidinas, pero hay moléculas comunes en
la biosíntesis : PRPP y Gln (como dador de N)
27
El PRPP es molécula clave en el metabolismo de nucleótidos
P —OCH2
Ruta de las
entosas fosfato
Pentosas-fosfato
H
H
O
Ribosa 5-P
H
H
OH
OH
OH
Adenosina-P-P-P (ATP)
PRPP sintetasa = R5P pirofosfoquinasa
AMP
P —OCH2
5-fosforribosil-1-pirofosfato
5
f f ib il 1 i f f t
(PRPP)
H
H
O
H
H
OH
OH
NUCLEOSIDOS
DE PURINAS
(IMP)
O— P
P
NUCLEOSIDOS
DE PIRIMIDINAS
(UMP)
28
Síntesis de novo de nucleótidos de purina: origen de los átomos del anillo
CO3H-
Amino del
Aspartato
N
C
Formil-THF
C
C
C
N
Gli i
Glicina
N
C
Formil-THF
N
H
Amida de la Glutamina
• Los nucleósidos de purina NO se forman mediante la unión de la base (adenina o
guanina) a la ribosa, sino que se sintetiza primero un mononucleótido (IMP) a partir
de PRPP y otros precursores: Gly, formil-THF, Asp, Gln y CO2
• A partir de IMP se sintetizan AMP y GMP
29
Síntesis de nucleótidos de purina (1)
P—OCH
2
H
O
H
Glutamina
H
Glutamina PRPP amido
Transferasa
PRPP
P—OCH
2
H
H
OH
+ Glicina
ADP+Pi +ATP
NH2
H2C
O
P—OCH
GAR
Sintetasa
C
N10Formil-THF THF
NH
O
H
OH
OH
H
N
H2C
O
P—OCH
C—H
O
C
NH
O
2
GAR Transformilasa
H
H
H
OH
OH
(5-fosforibosil)
H
Formil Glicinamida
Ribonucleótido (FGAR)
Glutamina
m
+ ATP
Glu
+ ADP
+ Pi
NH
H2C
P
H
H
Glicinamida
Ribonucleótido
((GAR))
HN
H
5-fosfo-β-ribosilamina
H
OH
NH2
O
2
O—P-P
OH
OH
Glu + PPi
H
C
C—H
O
NH
FGAR amidotransferasa
N
FGAM Ciclasa
ATP
ADP+ Pi
C
N
2HN
P
O
5-Amino Imidazol Ribonucleótido (AIR)
O
30
P
O
Síntesis de nucleótidos de purina (2)
HCO3-
N
AIR Carboxilasa
N
2HN
5-AminoImidazol
Ribonucleótido (AIR)
P
Asp + ATP
ADP+Pi
DP Pi
N
SAICAR Liasa
N
R
¿Recuerda algo
visto antes?
N
N
R
H2N
5-Aminoimidazol-4-Carboxamida
Ribonucleótido
(AICAR)
AICAR Transformilasa
O
N
HN
N
IMP Sintasa
Si t s
N
P
C
H2N
N10Formil-THF
THF
O= C— HN
|
H
R
O
Fumarato
N-Succinilo-5-Aminoimidazol 4Carboxamida Ribonucleótido(SAICAR)
C
N
4-Carboxi-5-aminoimidazoll
Ribonucleótido (CAIR)
SAICAR Sintetasa
O
N
H2N
R
O
COO|
O
CH2
C
|
HC—HN
|
COO H2N
COO-
H2N
-OOC
ATP
P—OCH2
O
N
N
H2O
O
H
H
H
H
OH
OH
N-Formilaminoimidazol 4-carboxamida
Ribonucleótido (FAICAR)
Inosina Monofosfato,
Inosinato (IMP)
31
Síntesis de purinas: enzimas multifuncionales (1)
P —OCH2
H
Glutamina
H
O
H
H
OH
OH
O—PP
P—OCH2
H
NH2
O
H
OH
OH
N10FormilTHF
THF
P—OCH2
GAR Transformilasa
C—H
C
H
C
O
NH
O
H
H
OH
OH
P
H
O
Formil GlicinAmida
Ribonucleótido
(FGAR)
Glutamina + ATP
FGAR amidotransferasa
N
AIR ciclasa = FGAM Ciclasa
O
NH
NH
H2C
H
C—H
H
5-fosfo-β-ribosilamina
H
NH
H2C
O
OH
O
NH
Glu
+ ADP
P
OH
C
H
C
H
GAR Sintetasa
Glicinamida
Ribonucleótido
(GAR)
Formil-GlicinAMidina
Ribonucleótido (FGAM) HN
H
NH2
O
H
+ Glicina
+ATP
2
O
P —OCH2
Glutamina PRPP amido
Transferasa
PRPP
Enzima multifuncional
= Proteína
H C
multienzimática
Glu + PPi
ATP
32
ADP+ Pi
N
2HN
P
O
5-AminoImidazol
Ribonucleótido (AIR)
Síntesis de purinas: enzimas multifuncionales (2)
N
2HN
CO2 + ATP
-OOC
N
P
H2N
CAIR Sintetasa
O
5-AminoImidazol
5
d
l
Ribonucleótido (AIR)
COOO
|
CH2
C
|
HC —HN
|
COO- H2N
COO
P
SAICAR Sintetasa
SAICAR Liasa
N
N
N
R
H2N
5 aminoimidazol 4-carboxamida
Ribonucleótido
N10Formil-THF
(AICAR)
THF
C
C
H2N
Fumarato
O
O
O
Asp, ATP
N
P
N
O
4-Carboxi-5-aminoimidazol
Ribonucleótido (CAIR)
N-Succinilo-5-aminoimidazol
4-carboxamida Ribonucleótido
(SAICAR)
H2N
N
AICAR
Transformilasa
N
N
IMP Sintasa
O= C— HN
O
P
|
H
N-Formilaminoimidazol
4-Carboxamida
Ribonucleótido (FAICAR)
O
N
HN
N
N
P—OCH2
H
O
H
H
OH
OH
H
Inosina Monofosfato,
Inosinato (IMP)
33
Síntesis de AMP y GMP a partir de IMP
O
N
HN
P —OCH2
H
O
NADH
+ H+
N
HN
P
H
OH
H
OH
NAD+
+
H2O
Aspartato
+ GTP
GDP + Pi
-OOC-CH -CH-COO2
Xantilato
(XMP)
O
N
HN
P
Glutamato+ AMP + PPi
N
P—OCH2
H
OH
O
H
H
OH
O
NH 2
N
N
H N
2
AdeniloSuccinato
Adenilosuccinato
liasa
Fumarato
O
HN
N
N
Glutamina + ATP
GMP Sintetasa =
XMP-Gln amido
transferasa
H
Adenosil succinato
Sintasa
NH
N
N
H
O
H
Inosina 5’ monofosfato (IMP)
IMP DH
O
N
N
N
N
[GTP+GDP+GMP]
<<[ATP+ADP+AMP]
[
]
Guanosina monofosfato, GMP
34
N
N
P—OCH2
H
O
H
H
OH
H
OH
Adenosina monofosfato,
AMP
Regulación de la síntesis de nucleótidos de purina: inhibición por
producto = retroinhibición y activación por PRPP
Ribosa-5-fosfato
PRPP
sintetasa
-
5-Fosforribosil-1-pirofosfato
Gln-PRPP
amidotransferasa
-
+
-
5-Fosforribosilamina
-
IMP
IMP Dehidrogenasa
XMP
Amidotransferasa
(inactiva)
Adenill
succinato.
Sintetasa
-
Adenilosuccinato
GMP
AMP
GDP
ADP
Amidotransferasa
(activa)
PRPP
GMP, AMP
35
Interconversión de nucleótidos de purina
O
N
HN
Desaminación reductora
P—OCH2
H
+
GMP reductasa
NADPH
O
N
AMP-desaminasa
IMP
Adenosilosuccinato
GMP
AMP
GDP
ADP
GTP
NH4+
H2O
ATP
NH 2
N
N
N
P P
Ribosa-5-
+
AdSucc sintasa
GTP
N
HN
H
H
OH
OH
XMP
ATP
NH4+
H2 N
O
H
IMPDH
NADP+
N
N
N
P
N
P P
Ribosa-5-
P
36
Rutas de recuperación o salvamento de purinas
O
O
N
HN
HN
N
H
N
N H2
N
Hipoxantina
N
H
N
H2N
N
N
N
H
N
Adenina
Guanina
P—OCH2
H
O
Hipoxantina-Guanina
p
Fosforribosil Transferasa
H
(HGPRT)
H
H
OH
OH
Adenosina
fosforribosil
Transferasa
O P-P
O—
P P
(APRT)
5-fosforribosil
1-pirofosfato
p
Síndrome de
Lesch-Nyhan
O
N
HN
P—OCH2
H
H
OH
OH
H
Inosina Monofosfato
(IMP)
N
H2N
O
H
N
HN
N
N
P—OCH2
N H2
O
H
P—OCH
OCH2
H
OH
OH
N
N
N
O
H
N
N
H
H
Guanosina Monofosfato
(GMP)
O
H
H
OH
OH
H
Adenosina monofosfato
(AMP)
37
Síndrome de Lesch-Nyhan
• Descubierto por Lesch y Nyhan en 1964, gen aislado en 1985
• Diversas mutaciones en el gen HGPRT, en el cromosoma X
• 1/350.000 nacidos
• Retraso
R
mentall
• Automutilación
• Hiperuricemia  disfunción renal grave
No hay consumo de PRPP por el enzima inactivo  acúmulo de PRPP  sobreactivación de
la Gln-PRPP amidotransferasa  exceso síntesis de AMP y GMP  exceso de urico 
disfunción renal por depósitos de urato cálcico
38
N H2
Degradación de nucleótidos de purina
AMP
O
N
HN
N
H2N
NH4+
P
Guanosina i
Purin nucleosido
Fosforilasa =
Nucleosidasa
OH
N
N
N
HO
Xantina
Oxidasa (Mo)
O2
O
N
N
H
URATO
OH
Espontáneo
a pH > 7
N
N
HO
OH
N
Purin nucleosido
Fosforilasa =
Nucleosidasa
N
HN
N
H2O2
N
H
Hipoxantina
(forma ceto)
Xantina oxidasa
(Mo)
H2O2
O
O-
Inosina
O2
N
H
Xantina (forma enol)
N
Adenosina
deaminasa
O
Guanina
N
5’ nucleotidasa
Ribosa
Ribosa
Guanina
d
deaminasa
i
Ribosa5P
Adenosina
Ribosa 5P
5’ nucleotidasa
N
N
Pi
GMP
N
N
N
N
H
ACIDO URICO
39
DEFICIENCIA EN ADENOSINA DEAMINASA
40
La g
gota responde
p
al tratamiento con alopurinol
p
O
O
N
HN
N
HN
N
H
N
N
H
N
Alopurinol
Hipoxantina
OH
N
N
Xantina oxidasa
HO
N
OH
N
H
Acido
d ú
úrico
41
Ribosa-5-P
PRPP
RUTA DE
SINTESIS DE NOVO
DE PURINAS
O
N
HN
N
IMP
N
Ribosa-5-P
AMP
GMP
DNA, RNA
ATP, etc
RUTA DE
RECUPERACIÓN
DE PURINAS
AMP
GMP
IMP
Hipoxantina
42
Xantina
Urico
EXCRECION
A
Síntesis de novo de nucleótidos de pirimidina:
origen de los átomos del anillo
Aspartato
Glutamina
N
C
HCO3-
C
N
1
C
C
6
• Se sintetiza primero una base (orotato) y luego se le une la ribosa para dar
un nucleósido monofosfato (OMP)
Glutamina + CO2 + 2ATP  Carbamilfosfato  Orotato  OMP  UMP CTP
43
Síntesis de novo de nucleótidos de pirimidina:
Trabajo Personal
•
Escribir las estructuras y enzimas de la ruta de biosíntesis de novo de nucleótidos de
pirimidinas
i i idi
d d Carbamil-fosfato
desde
C b il f f t a CTP
Gln + HCO3- + 2 ATP  Carbamil-fosfato  1  2  3  OMP  UMP  7  8  CTP
•
Indicar qué actividades enzimáticas residen en proteínas multienzimáticas en células
humanas
•
Indicar la regulación alostérica más importantes de la ruta (dos enzimas reguladas)
•
Indicar qué enzima tiene el gen mutado en una enfermedad congénita de esta ruta, la
aciduria orótica
El trabajo es individual y voluntario
Se dibuja en dos hojas DINA4 unidas con adhesivo
Si es correcto y está bien presentado supondrá 0.2 puntos de la notal final.
Si tiene algún error leve o está incompleto o mal presentado, valdrá 0.1
puntos
Si titiene errores, no vale
l nada
d
El plazo de entrega es hasta el viernes 22 de enero a las 13 h
44
Síntesis de timidilato (dTMP) a partir del dUMP
O
O
UDP
dUDP
H
P—OCH
OCH2
O
H
H
OH
H
N
O
N
O
P—OCH
OCH2
CH3
HN
HN
H
H
O
H
H
OH
H
H
Desoxitimidina Monofosfato
dTMP
Timidilato
Deoxiuridina Monofosfato
dUMP
Sintasa
dUTP
H
N
H
N
N
H
CH2
CH2
N
H
N
DHF
N5,N10-Metilen-THF
N
H
(Dihidrofolato)
NADPH + H+
Glicina
S i hid
Serina
hidroximetil
i til
transferasa
COO-
HC
CH2
PLP
5
N
Serina
NH3+
Dihidrofolato
reductasa
H
N
H
H
CH2
NADP+
10 N
CH2OH
45
THF H
(Tetrahidrofolato)
Dihidrofolato reductasa como diana antibacteriana y antitumoral
NADPH + H+
H
N
H
N
H
N
N
CH2
5
H
10 N
N
H
NADP*
H
Dihidrofolato
reductasa
Dihidrofolato
CH2
Tetrahidrofolato
10
COOH
NH
Acido p-aminobenzoico
PABA
SO2NH
- 2
NH
Metotrexato, Ametopterina
4-amino-10-metilfolato
(ANTITUMORAL)
N
H2N
HN
O
N
H
Pteridina
COOH
O
H
N
Sulfanilamida
(ANTIBIOTICO)
NH
COOH
Trimetoprim
(ANTIBIOTICO)
NH
Dihidropteroato
sintetasa
i t t
10
P- aminobenzoato
Glutamato
Tetrahidrofolato
Folato
46
Rutas de recuperación o salvamento de pirimidinas
Citosina
Uracilo
Pirimidina
nucleosido
fosoforilasa
Timina
Rib
Ribosa-1-fosfato
1 f f t
dRibosa-1-fosfato
Pirimidina
nucleosido
f f il
fosoforilasa
Pi
Citidina
Pi
Desoxi
timidina
Uridina
ATP
Uridinacitidina
quinasa
i
ADP
Deoxitimidina
quinasa
ATP
dTMP
ADP
ADP
CMP
M
UMP
UM
47
Degradación de nucleótidos de pirimidina
Citidina
Desoxitimidina
Uridina
O
O
HN
HN
O
O
N
H
Uracilo
N
H
Timina
NADP+
NADP+
CO2 + NH4+
β-Alanina
β
lan na
H3N+-CH2
CH3
CO2 + NH4+
β -Aminoisobutirato
Aminoisobutirato
H3N+-CH
CH2
CH2-COO-
CH3- CH2-COO-
CO2
Acetil -CoA
ORINA
Metilmalonato
48
Síntesis de deoxiribonucleótidos
NADPH
ADP
GDP
CDP
UDP
P P
OCH2
H
H
OH
NADP+
dADP
dGDP
dCDP
dUDP
Ribonucleótido reductasa
(Nucleósido-5’-difosfato.reductasa)
BASE
HOH
O
H
OH
2
H
H
NDP
ND
SH
R1
S
Tiorredoxina
H
H
OH
H
H
dNDP
S
Tiorredoxina
S
O
S
R1
SH
Ribonucleótido
reductasa
BASE
P P OCH
SH
SH
Tiorredoxina
reductasa
NADPH
+ H+
NADP+
49
Interconversión entre nucleótidos monofosfato y difosfato
Adenilato quinasa
ATP + AMP
ATP + NMP
ADP+ ADP
ADP + NDP
Nucleósido monofosfato quinasas
(
(AMP
quinasa, GMP quinasa, etc))
(específicas para la base, inespecíficas para el azúcar)
ADP + dNDP
ATP + dNMP
Nucleósido difosfato (NDP) quinasa
NTPD + NDPA
ATP
UMP
(inespecífica para base y azúcar)
ATP
ADP
UMP Quinasa
Q i s
UDP
ADP
NDP Quinasa
Q i s
50
NDPD + NTPA
Gln ADP + Pi
UTP
CTP
Glu
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