07 Metabolismo de nucleotídeos

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Milena Silva Araujo 
MEDUFES 105 
 
BioQuímica 
exercícios de fixação 
 
 METABOLISMO DE NUCLEOTÍDEOS 
 
1 - Diferencie via de novo e via de recuperação na biossíntese de 
nucleotídeos. 
As vias de novo usam precursores simples (como a ribose ativada, aminoácidos, ATP e CO₂) para formar 
as bases/os nucleotídeos; já as vias de recuperação aproveitam bases antigas (obtidas a partir da 
degradação de nucleotídeos, por exemplo) para uni-las à ribose e formar nucleotídeos. Importante pontuar 
que apenas as vias de recuperação não são suficientes para suprir a necessidade da célula e, por isso, 
também é preciso formar nucleotídeos pelas vias de novo. 
2 - Quais os precursores gerais da biossíntese de nucleotídeos? 
De forma geral, para formar um nucleotídeo é preciso ter uma base nitrogenada, uma ribose ativada (PRPP 
– fosforibosepirofosfato) 
3 - Qual a diferença principal entre as vias de novo de purinas e 
pirimidinas? 
Nas vias de novo das pirimidinas, o anel pirimídico é formado antes de ser ligado ao PRPP; já nas vias de 
novo das purinas, o anel é construído enquanto está ligado à ribose, átomo a átomo. 
As vias de novo das purinas são mais ativas no fígado, sendo os tecidos extra-hepáticos mais dependentes 
das vias de recuperação. 
4 - Como o carbamil-P é originado e qual enzima realiza o processo? 
O carbamil-P é formado no citoplasma a partir da carboxilação de amônia, processo que gasta 1 ATP e é 
catalisado pela enzima carbamoil-fosfato-sintetase 2. 
5 - Quais os precursores da biossíntese de nucleotídeos de pirimidina? 
Qual o primeiro nucleotídeo completo formado? 
Os precursores das pirimidinas são carbamoil-fosfato e aspartato. Com auxílio da aspartato 
transcarbamoilase (ATCase), o aspartato é ligado ao carbamoil-P, formando carbamoil-aspartato; em 
seguida, o carbamoil-aspartato é ciclizado, formando dihidro-orotato, que é transformado em orotato. O 
orotato é a primeira base completa a ser formada; ele se liga ao PRPP, liberando pirofosfato e formando o 
nucleotídeo OMP (orotidina monofosfato). 
Com a descarboxilação do OMP, é formado UMP, que ao receber dois grupos fosfato gera UTP. Com a 
doação de uma amina pela glutamina, o UTP é convertido em CTP. 
6 - Qual enzima é regulada na biossíntese de nucleotídeos de pirimidina 
e como se dá essa regulação? 
A enzima regulatória da biossíntese de pirimidinas é a aspartato transcarbamilase. Sua regulação acontece 
por retroinibição; assim, o aumento na concentração de CTP (que é o produto final da via) inibe a atividade 
da ATCase. Outra forma de regular a ATCase é por meio da regulação alostérica positiva, para que haja 
equilíbrio nas quantidades de purinas e pirimidinas da célula; dessa forma, o ATP (que é uma purina) 
consegue estimular essa enzima. 
Milena Silva Araujo 
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7 - Quais os precursores da biossíntese de nucleotídeos de purina? Qual 
o primeiro nucleotídeo completo formado? 
Para formar as purinas, são necessários PRPP, glutamina, glicina, tetrahidrofolato, CO₂ e aspartato. 
Com auxílio da GAT (glutamina-PRPP-amidotransferase), o PRPP perde o pirofosfato e recebe uma amina 
da glutamina, formando fosforibosilamina; a fosforibosilamina recebe a glicina, gerando glicinamida-ribosil-
fosfato, a qual recebe uma carbonila do THF e forma formil-glicinamida-ribonucleotídeo; a glutamina doa 
outra amina à base em formação, formando formil-glicinamidina-ribonucleotídeo, que é ciclizada em 5-
aminoimidazol-ribonucleotídeo; ocorre uma carboxilação, formando 5-amino-4-imidazol-carboxilato-
ribonucleotídeo e, depois, uma incorporação de aspartato, gerando 5-aminoimidazol-succinil-carboxiamida-
ribonucleotídeo; há liberação de fumarato para formar o 5-aminoimidazol-carboxiamida-ribonucleotídeo, o 
qual recebe uma carbonila do THF e gera 5-formaminoimidazol-carboxiamida-ribonucleotídeo; o IMP 
(inosinato), primeiro nucleotídeo a ser formado, surge após a ciclização do 5-formaminoimidazol-
carboxiamida-ribonucleotídeo, reação que libera água. 
Se houver doação de nitrogênio pelo aspartato, o IMP vira AMP; caso receba o nitrogênio da glutamina, o 
IMP vira GMP. 
8 - Quantos ATPs são gastos na síntese de IMP, AMP e GMP? 
 
9 - Como ocorre a regulação da biossíntese de nucleotídeos de purina? 
A regulação da biossíntese de purinas também acontece por retroinibição; nesse caso, a enzima reguladora 
da via é a GAT. 
10 - Quais enzimas responsáveis pela via de recuperação de biossíntese 
de nucleotídeos de purina? Qual doença associada ao defeito de uma 
dessas enzimas? 
As enzimas que recuperam purinas são a APRT (adenina-fosforribosil-transferase) e a HGPRT (hipoxantina-
guanina-fosforribosil-transferase). A APRT liga adenina a PRPP, formando AMP (adenilato) e pirofosfato; a 
HGPRT liga hipoxantina a PRPP, formando IMP (inosinato) e pirofosfato, ou guanina a PRPP, formando 
GMP (guanilato) e pirofosfato. 
11 - Na biossíntese de nucleotídeos são formados, inicialmente, apenas 
nucleotídeos monofosfato (AMP, GMP, UMP, etc). Como os 
nucleotídeos di e trifosfatos são formados? 
 
12 - Os desoxirribonucleotídeos são componentes da molécula de DNA. 
Qual a diferença estrutural entre ribunucleotídeos e 
desoxirribonucleotídeos e qual enzima é responsável pela formação 
desses últimos? 
Os ribonucleotídeos possuem uma hidroxila ligada ao carbono 2 da pentose, enquanto os 
desoxirribonucleotídeos têm apenas um hidrogênio. Assim, para formar os desoxirribonucleotídeos, a 
enzima ribonucleotídeo redutase (com auxílio de NADPH) remove a hidroxila do carbono 2, o reduzindo de 
forma direta. 
13 - O timidilato (TMP) é formado a partir de outro nucleotídeo 
trifosfato. Qual? Também mencione o cofator envolvido no processo. 
Milena Silva Araujo 
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Como o timidilato é específico do DNA, ele já é formado na forma de desoxirribonucleotídeo. Por ação da 
ribonucleotídeo-redutase, CDP ou UMP formam dCDP ou dUDP, os quais formam dCTP ou dUTP a partir 
da ação da nucleosídeo-difosfato-cinase. O dCTP pode formar dUTP caso seja desaminado, já que o 
substrato da enzima timidilato-sintase é sempre a uracila (dUMP); dUMP é formado a partir de dUTP com 
auxílio da dUTPase. 
A timidilato-sintase adiciona um metil ao dUMP, para formar dTMP; o cofator envolvido nesse processo, que 
doa o metil, é um derivado de THF (tetrahidrofolato). 
No ciclo do folato, o diidrofolato liberado (após doação do metil) é reduzido pela diidrofolato-redutase, com 
gasto de NADPH, formando tetraidrofolato. Com auxílio de piridoxal-fosfato/vitamina B6 e ação da serina-
hidroximetil-transferase, o tetraidrofolato recebe um metil da serina (que é convertida em glicina e forma N5, 
N10-metileno-tetraidrofolato. Esse composto forma, de forma espontânea e irreversível, N5-metiltetra-
hidrofolato, que por ação da metionina-sintase e auxílio de vitamina B12 perde um metil para a homocisteína, 
formando metionina e tetraidrofolato (novamente). 
14 - Como ocorre a regulação da biossíntese dos 
desoxirribonucleotídeos? 
A síntese dos desoxirribonucleotídeos depende da ribonucleotídeo redutase, que age buscando manter 
níveis adequados dos quatro desoxirribonucleotídeos (dADP, dGDP, dUDP e dCDP). Essa enzima é um 
tetrâmero (possui 2 subunidades α e 2 subunidades β), tem seu sítio ativo e dois tipos de sítios reguladores 
(um sítio de especificidade ao substrato e um sítio regulador principal). No sítio ativo, ligam-se os 
ribonucleotídeos (ADP, CDP, UDP e GDP). Quando há dATP ligado no sítio regulador principal, é indicado 
para a enzima que ela deve reduzir sua atividade; quando há ATP, sua atividade aumenta. Já no sítio de 
especificidade, define-se qual tipo de nucleotídeo deve ser produzido (purinas ou pirimidinas): se o dATP se 
liga, por exemplo, há maior produção de dCTP e dTTP. 
15 - Qual o produto final da degradação de nucleotídeos de purina e por 
quais organismos esse produto é o de excreção? 
As purinas perdem seus fosfatos por ação de nucleotidases, liberando nucleosídeos; no caso da adenosina, 
ela é desaminada (liberando amônia)e forma inosina. Tanto inosina quanto xantosina e guanosina sofrerão, 
então, ação de enzimas que removerão as riboses, restando somente as bases; hipoxantina e guanina são 
convertidas em xantina e, na conversão da guanina, também há liberação de amônia. Daí, a xantina oxidase 
converte essa molécula em ácido úrico, que é o produto final da degradação de purinas. 
Os organismos que têm ácido úrico como produto de excreção são os primatas, as aves, os répteis e os 
insetos. 
16 - O ácido úrico não é a forma de excreção de nucleotídeos de purina 
de vários organismos. Quais são as outras formas de excreção? Quais 
organismos as excretam? 
 
17 - Qual o produto de excreção da degradação de nucleotídeos de 
pirimidina? Qual outro produto é formado e qual seu destino? 
A degradação de pirimidinas gera amônia e succinil-CoA, que é direcionado ao ciclo de Krebs. 
A primeira etapa é a remoção de fosfatos, seguida da separação de ribose e base nitrogenada; a base 
nitrogenada segue por uma via de degradação que culmina com a formação de metilmalonil-CoA, que é 
convertido em succinil-CoA pela metilmalonil-CoA-mutase (com participação da vitamina B12) 
18 - O que é a gota? Que enzima pode ser inibida para seu tratamento? 
Por quê? 
 
Milena Silva Araujo 
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19 - Muitos agentes quimioterápicos são destinados à inibição da 
biossíntese de nucleotídeos. Cite três exemplos e quais enzimas são 
inibidas além de quais reações elas catalisam.