Biosintesis de nucleótidos

Transcripción

1 GK08

2 Biosintesis de nucleótidos

3 fosfato base nitrogenada azucar de cinco carbonos ribosa / desoxirribosa

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5 Base PURIA o PIRIMIDIA FSFAT PETSA

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7 RIBSA 2 DESXIRRIBSA

8 BASES ITRGEADAS arácter levemente básico Escasa solubilidad en agua Espectro de absorción con máximo a 260nm Posibilidad de formas tautomericas Reactivos de las bases potencialmente mutagénicos

9 Pirimidina Purina

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11 PIRIMIDIA ITSIA URAIL TIMIA

12 PURIA ADEIA GUAIA

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14 ULETIDS i las bases ni los nucleótidos se requieren como componentes de la dieta El organismo se los sintetiza de novo, lo rescata o lo reutiliza

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16 Vía de síntesis de novo Vía de recuperación Ribosa activada (PRPP), aa, ATP, 2, etc Ribosa activada (PRPP), base ucleótidos ucleótidos

17 RIBSA ATIVADA PRPP Ribosa5fosfato ATP AMP 5fosfatoribosapirofosfato Ribosa fosfato pirofosfoquinasa

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20 En la vía de rescate, reciclaje de purinas: Adenina + PRPP AMP + PPi Hipoxantina + PRPP IMP + PPi Guanina + PRPP GMP + PPi Hipoxantina guanina fosforibosil transferasa HGPRT Ej. enfermedad: MUTAI E U SL GE Deficiencia de HGPRT Se acumula PRPP (que se usaría a salvar hipoxantina y guanosia) el exceso de PRPP estimula la amicofosforibosiltansferasa aumenta la síntesis de purinas y así aumenta los productos de degradación, acido úrico Lesch yhan Syndrome (LS) Hereditaria, cromosoma X, o espontáneo, raro, en USA 1/ Exceso de producción de ácido úrico hiperuricemia Primer síntoma en niños entre 36año, cristales naranjas en urina Retardo mental, agresivo, impulsivo, autodestructivo, etc. Tratamiento del síntoma, alopurinol

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22 Biosíntesis de pirimidinas empieza con carbamoil fosfato 2 + H 3 H H 2 + H 2 H 2 Gln H 3 carbamoylphosphate synthetase II 2 ATP 2 ADP + P i H 2 P carbamoylphosphate H 3 H H 2 H 2 2 Glu Eso parece el primer paso del ciclo de urea, pero utiliza glutamina en vez de H 4+ como donador de nitrogeno; esta catalizada por una enzima citosolica, la carbamoilfosfato sintetasa II

23 arbamoil fosfato sintetasa II bacteriana tiene tres subunidades conectadas por un canal Glutamine De glutamina se produce amonio en la subunidad pequeña y se convierte a carbamato en el segundo sitio activo; el carbamato se mueve al tercer sitio activo, donde esta convertido a carbamoil fosfato. El tamaño total del canal es aproximadamente 100 A H 2 P ATP + H 3 ATP

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25 Los otros atomos del anillo de pirimidina aporta la asparagina H 2 = + P carbamoylphosphate H 2 Asp H 2 H 2 aspartate transcarbamoylase P i = H 2 H H 2 carbamoylaspartate H 2 H 2 H H H H 2 = H orotate 2 ADH AD + = H H 2 dihydroorotate

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27 PRPP provee fosfatoribosa para los nucleotidos pirimidinicos ribose5p + ATP AMP PH 2 uridine 5 phosphate (uridylate, UMP) H P P H 5phosphoribosyl1 pyrophosphate (PRPP) PH 2 H H H H H 2 H H H 2 PH 2 orotate H PP i H H H 2 orotidine 5 phosphate (orotidylate) enlace betaglucosidica

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29 UMP H PH 2 H H UMP se convierte a UTP y TP cytidine 5 triphosphate (TP) PPPH 2 H 2 H H H H ADP + P i H H 2 ATP 2 ADP H H ATP Glu PPPH 2 H 2 + H 3 H H 2 Gln uridine 5 triphosphate (UTP) H H H 2 H 2

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31 Regulación de la biosíntesis de pirimidinas por retroinhibición Gln, H 3 & ATP Asp carbamoylphosphate carbamoylaspartate aspartate transcarbamoylase + P i orotate orotidylate UMP UTP ATP TP

32 E. coli aspartate transcarbamoylase es el prototipo de una enzima alosterica La enzima es un oligomero 6R6 se subunidades catalicas () y regulatorias (R). La union de TP a la subunidad R baja la afinidad por aspartato; ATP bloquea este efecto; en ausencia de las subunidades R, las subunidades son cataliticamente activa y no son afectados por TP. o TP TP + ATP R Rate + TP [Aspartate] (mm) R R

33 ATP + Gln + H 3 ADP + Glu H 2 carbamoylaspartate carbamoylphosphate synthetase carbamoylphosphate 1 3 aspartate transcarbamoylase H H 2 dihydroorotidase 2 H UMP AD + orotate phosphoribosyl H transferase H H 5 H H 4 2 PH 2 2 PH H 2 orotate PRPP orotidylate H H decarboxylase PP H H 2 i 2 Asp P i En mamíferos cinco de los pasos de la biosíntesis de pirimidinas ocurren en dos complejos multifuncionales H H

34 Mamíferos regulan la formación del carbamoilfosfato en la primera enzima multifuncional ATP TP ATP + Gln + H 3 ADP + Glu + carbamoylphosphate carbamoylphosphate synthetase Asp H 2 H H 2 carbamoylaspartate P i H 2

35 Experimentos con trazadores radiactivos mostraron que el anillo purinico se asemblea de cinco diferentes tipos de precursores Amino group of aspartate 10 formylthf 2 Glycine 10 formylthf Amide of glutamine (THF = tetrahydrofolate) Una via de 11 pasos empieza con fosforribosilpirofosfatos (PRPP) y glutamina y lleva a inosito monofosfato (IMP); después ramas separadas llevan a AMP y GMP. PRPP + Gln IMP AMP GMP

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37 El anillo de purina se sintetiza ya unido a la 5 fosfatoribosa 2 + H 3 H Gln ribose5p + ATP PH 2 P P H 2 H 2 H 2 PH 2 H 2 AMP H H H 2 H = PH 2 H H 5phosphoribosyl1 pyrophosphate (PRPP) THF 1 PP i + Glu 10 formylthf H H 5phosphoribosylamine H 2 H ATP ADP + P i H 2 H + 3 = PH 2 H H H 3 H H

38 Gln 2 + H 3 H El asamblaje continua átomo por atomo P H H 2 H = H 2 H H 2 H 2 H 2 4 P H H 2 H H= H 2 H H H ATP Glu + ADP + P i H H 5 ATP ADP + P i P 2 H 2 H 2 H 7 6 H 3 P H H 2 H 2 H H H ADP + P i ATP H H

39 hasta llegar al inosinmonofosfato (IMP) P H 2 2 H 2 H 2 H 2 HH P 2 H 2 HH 2 H 2 H 2 H H H ATP ADP + P i H H 9 fumarate IMP H H P H 2 H H 2 THF 10 formylthf P H 2 H 2 H 2 H H H H H

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42 la base en IMP es hipoxantina P IMP H H H 2 H IMP se puede convertir en AMP y GMP H H 2 H 2 HH AD + H 2 GTP ADH GDP + P i 2 + H 3 H H 2 H 2 fumarate ATP P AMP GTP es necesario para la sintesis del AMP y ATP es necesario para la sintesis de GMP AMP + PP i Glu P H H 2 H H 2 H 2 GMP H 2 H H H H H H H 2

43 Regulación de la biosíntesis de purinas por inhibición retroactiva PRPP + Gln IMP AMP GMP SH H H H Una droga anticancer, el 6mercaptopurine, inhibe los tres pasos regulados; antes que puede actuar tiene que convertirse en nucleotido por reacción con PRPP.

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57 ucleotides are required for cell growth and replication. A key enzyme for the synthesis of one nucleotide is dihydrofolate reductase (right). ells grown in the presence of methotrexate, a reductase inhibitor, respond by increasing the number of copies of the reductase gene. The bright yellow regions visible on three of the chromosomes in the fluorescence micrograph (left), which were grown in the presence of methotrexate, contain hundreds of copies of the reductase gene. [(Left) ourtesy of Dr. Barbara Trask and Dr. Joyce Hamlin.]