1 METABOLISMO INTERMEDIOConjunto de reacciones químicas que tienen lugar en las células y tejidos.

2 NUCLEÓTIDOS MOLECULAS NITROGENADAS COMPLEJAS FUNCIONES:Precursores de los ácidos nucleicos, ADN y ARN. Componentes de cofactores enzimáticos, NAD, NADP, FAD. Intervienen en la biosíntesis de Coenzima A y de transportadores activados como UDP-Glu, ADP-Glu y CDP- diacilglicerol. Forman parte de moléculas portadoras de Energía (ATP y GTP) y moléculas que actúan como segundos mensajeros (AMPc y GMPc). - Regulan vías metabólicas (ATP, ADP, AMP, GTP, NAD+/NADH, etc).

3 NUCLEÓTIDO

4 BASES NITROGENADAS

5

6 Distribución de nucleótidos en ADN y ARN

7

8 Digestión y absorción de ácidos nucleicospH ácido y proteasas desnaturalizan las nucleoproteínas Ribonucleasa pancreática Desoxirribonucleasa pancreática Fosfoesterasas Fosfatasas Nucleosidasas

9 Nucleótidos (mono-, di- y tri-P) Nucleósidos Ribosa, Pur y PyrNucleoproteínas Alimentos (Estómago) pH ác. Proteasas gástricas Acs. Nucleicos Proteínas Nucleasas pancreáticas e intestinales Nucleótidos (mono-, di- y tri-P) (Luz del intestino) Fosfatasas Nucleotidasas intestinales Nucleósidos Pi Nucleosidasas intestinales Ribosa, Pur y Pyr

10 Biosíntesis de bases púricas y pirimídicasHay dos tipos de vías metabólicas que conducen a la formación de los nucleótidos: las VÍAS DE NOVO y las VÍAS DE RECUPERACIÓN. La síntesis de novo comienza a partir de sus precursores metabólicos: ribosa y aminoácidos. Las vías de recuperación reciclan las bases libres y los nucleósidos liberados por el recambio de nucleótidos y acs. nucleicos, o los que provienen de la absorción intestinal. Ambas vías son importantes en el metabolismo celular.

11 RESUMEN DE LA BIOSINTESIS DE NUCLEOTIDOS PURICOSSUSTRATO: a-D-ribosa-5-fosfato (V.PP) AMINOACIDOS: Glutamina, Glicina, Aspartato Productos secundarios: Fumarato y Glutamato Derivados de FH4: N10formil FH4 Dadores de Energía: ATP y GTP Ingresa una molécula de CO2 y se produce una de NADH

12 Procedencia de los átomos del anillo de PURINAGLICINA Anillo de Purina CO2 H ASPARTATO H GLUTAMINA FORMIATO

13 Biosíntesis del fosforribosil pirofosfatoLa síntesis de novo de bases púricas y pirimidínicas como así también las vías de recuperación utilizan un precursor común: El FOSFORRIBOSIL PIROFOSFATO (PRPP) - Este se sintetiza a partir de ribosa-5-fosfato y ATP por acción de la enzima Pirofosfoquinasa o Fosforribosil-pirofosfato sintetasa.

14

15 BIOSINTESIS DE NOVO NUCLEOTIDOS DE PURINAATP Ribosa-5-fosfato pirofosfoquinasa o Fosforribosil-PP sintetasa 5-Fosfo-a-D-Ribosil-1-pirofosfato ( PRPP ) a-D-Ribosa-5-fosfato AMP

16 Formación de 5-Fosfo-b-ribosilaminaGlutamina Glutamato Mg+ NH2 Amido fosforribosil transferasa 5-Fosfo-b-D-ribosilamina (PRA) PPi 5-Fosfo-a-D-Ribosil-1-pirofosfato ( PRPP ) H2O

17 Biosíntesis de novo de nucleótidos púricos

18 Biosíntesis de novo de nucleótidos púricos (cont.)

19 N5,N10-metilen- Tetrahidrofolato

20 El IMP representa un punto de ramificación para la biosíntesis de purinas, porque puede ser convertido en AMP o GMP a través de dos distintas vías de reacción. La vía que conduce a AMP requiere energía en forma de GTP La que lleva a GMP requiere energía en forma de ATP.

21 Esquema de la Biosíntesis de Nucleótidos PúricosGMP AMP Inosinato (IMP) PRPP Aminoácidos Ribosa-5-P

22 REGULACION DE LA BIOSINTESIS DE Nucleótidos Púricosa-D-ribosa-5-fosfato IMP GMP AMP IMP Ribosa-5-fosfato pirofosfoquinasa Adenilosuccinato sintetasa AMP IMP Des hidrogenasa GMP PRPP GMP AMP IMP Amido fosforribosil transferasa XMP Ac.Adenilsuccínico GMP AMP 5-Fosfo-b-D-ribosilamina (PRA) GDP ADP + GTP ATP

23 El gasto energético total de la síntesis de novo de purinas a partir de ribosa-5-fosfato  7 ATP para la síntesis de cada uno de los nucleótidos monofosfato púricos (AMP o GMP), debiendo gastarse otros 2 ATP para la biosíntesis de los nucleótidos trifosfato (ATP o GTP). Esto da una pauta de la importancia de las vías de recuperación o salvamento que posee la célula a fin de economizar energía celular.

24 Las bases púricas libres se recuperan Hipoxantina + PRPP IMP + PPi VIAS DE RECUPERACION Las bases púricas libres se recuperan Hipoxantina + PRPP IMP + PPi Guanina + PRPP GMP + PPI Adenina + PRPP AMP + PPi Hipoxantian-guanina fosforribosil transferasa (HGPRT) Adenosina fosforribosil transferasa (APRT)

25 ESQUEMA DEL METABOLISMO DE NUCLEOTIDOS PURICOSADENINA Adenina fosforribosil transferasa Fosforribosil amina PRPP sintetasa PRPP amido transferasa HIPOXANTINA GUANINA

26 DEGRADACION DE BASES PURICASAMP GMP Nucleotidasa Nucleotidasa Adenosina Guanosina Adenosina desaminasa Fosforilasa IMP Inosina Guanina Guanina desaminasa Fosforilasa XANTINA OXIDASA XANTINA OXIDASA HIPOXANTINA XANTINA ACIDO URICO

27 Mayoría de peces y anfibiosPrimates y humanos ACIDO URICO Urato oxidasa Algunos mamíferos, tortugas y moluscos ALANTOINA Alantoinasa Algunos peces AC. ALANTOICO Alantoinasa Mayoría de peces y anfibios 2 UREA + AC. GLIOXILICO

28 ACIDO URICO AC. ALANTOICO AC. GLIOXILICO ALANTOINA 2 UREA AC. ALANTOICO

29 Productos nitrogenados primarios de excreción en algunas especiesMamíferos y primates: Del metabolismos de purinas Invertebrados terrestres Aves Uricotélicos Lagartos y serpientes Insectos terrestres (algunos ac. Alantoico y alantoína) ACIDO URICO Arañas Escorpiones Excretan GUANINA Alg. garrapatas PURINAS Cangrejos de tierra Insectos Almacenan purinas Caracoles

30 BIOSINTESIS DE NUCLEOTIDOS PIRIMIDINICOSPrimero se sintetiza el anillo de pirimidina. Requiere de Carbamil fosfato Utiliza dos aminoácidos: Glutamina y Aspartato Se sintetiza UTP y CTP Actúa una proteína trifuncional: CAD

31 Nucleótidos de Pirimidinas

32 BIOSINTESIS DE CARBAMILFOSFATO+ HCO3 ATP Glutamina Carbamoil fosfato sintetasa II ADP O H2N-C-O-P + Glutamato Carbamil fosfato

33 Formación del Carbamil-FosfatoNH4+ Carbamil-P sintetasa I HCO3- 2ATP 2ADP + Pi 1 CO2 + glutamina + 2ATP + 2H2O carbamoil fosfato Carbamil -P sintetasa II 1 Ciclo de la Urea Síntesis de Pirimidinas

34 Ciclo de la Urea Síntesis de Nucleótidos Enzima Carbamoil Fosfato Sintetasa I Carbamoil Fosfato Sintetasa II Lugar de Síntesis Matriz Mitocondrial Hepática Citosol Hepático y de otros tejidos Precursores HCO3- , NH4+, 2 ATP CO2 , Glutamina, 2 ATP Regulación +  por N-Acetil Glutamina +  por ATP -  por UDP y UTP

35 BIOSINTESIS DE NUCLEOTIDOS PIRIMIDINICOSCarbamil-P sintetasa . Dihidroorotato Deshidrogenas Carbamil fosfato Dihidroorotasa Orotato Aspartato L-Dihidro orotato N-Carbamil Aspartato ATCasa

36 EN EUCARIOTAS LAS 3 ENZIMAS:CARBAMIL FOSFATO SINTETASA II ASPARTATO TRANSCARBAMILASA (ATCasa) DIHIDROOROTASA FORMAN PARTE DE UNA ÚNICA PROTEÍNA TRIFUNCIONAL LLAMADA  CAD FORMADA POR 3 CADENAS POLIPEPTIDICAS IDÉNTICAS CADA UNA DE ELLAS CON LOS CENTROS ACTIVOS PARA LAS 3 REACCIONES.

37 BIOSINTESIS DE NUCLEOTIDOS PIRIMIDINICOSPRPP Orotato Fosforribosil transferasa Ribosa-P BIOSINTESIS DE NUCLEOTIDOS PIRIMIDINICOS CTP Orotilidato (OMP) OMP Descarboxilasa Citidilatosintetasa Glutamina UTP Quinasa Quinasa UMP Uridilato (UMP)

38 REGULACION DE LA ATCasaVelocidad de reacción Aspartato (mM)

39 REGULACIÓN DE LA SÍNTESIS DE LAS PIRIMIDINAS

40 Recuperación de PirimidinasUridina + ATP UMP + ADP Citidina + ATP CMP + ADP Timidina + ATP TMP + ADP

41 Degradación de Bases PirimidinicasCitidina Dihidrouracilo Uridina Citosina Ribosa-1-P Desoxiuridina Acido b-ureidopropionico Uracilo Desoxiribosa-1-P b-Alanina + NH3 + CO2 Dihidrouracilo

42 Biosintesis de desoxirribonucleotidosBase Tiorredoxina (SH2) NADP+ Ribonucleótido reductasa OH Tiorredoxina reductasa Base NADPH Tiorredoxina (S-S) + H+ H

43 BIOSINTESIS DE TMP CH3 Timidilato sintasa

44

45 SIMILITUDES: DIFERENCIAS:Entre los procesos de síntesis de purinas y pirimidinas hay semejanzas y diferencias : SIMILITUDES: - La síntesis de ambos tipos de bases requiere el grupo amida de glutamina. - En ambas vías un aminoácido es incorporado como núcleo del compuesto a sintetizar  En la formación del anillo purina, la glicina suministra 2 C y un N2  En la formación de piridina, el aspartato provee 3 C y 1 N2 - Como para las purinas, existen vías de rescate o recuperación que reciclan pirimidinas procedentes de degradación de ácidos nucleicos. - La síntesis es muy onerosa en términos de enlaces de alta energía, cada molécula de UMP requiere la inversión de 5 ATP. DIFERENCIAS: - En la síntesis de purinas el ensamble de fragmentos se hace desde el comienzo en unión a ribosil fosfato. - En la síntesis de las pirimidinas, el ribosil fosfato es incorporado después que el anillo heterocíclico ha sido formado.