Biossíntese e Degradação de Nucleotídeos

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Biossíntese e degradação de nucleotídeos 
Nucleotídeos: 
Bases nitrogenadas são divididas em: 
1 – PIRIMÍDICAS = timina, uracila e citosina 
2 – PÚRICAS = adenina e guanina 
São constituintes dos ácidos nucleicos DNA e RNA 
Papel: 
 Fonte de energia no metabolismo (ATP) 
 Transportadores de intermediários ativados 
 São moléculas-sinais em respostas celulares 
(ADP) 
 São componentes estruturais de enzimas e 
cofatores 
Biossíntese: 
A origem dessas bases vem da dieta, na qual contém 
núcleos com material genético. No estômago, ocorre 
a degradação do nucleotídeo para ser utilizado como 
rota de recuperação ou salvação através das enzimas 
nucleares.. (DIETA) 
 
 
Outra via da biossíntese: as bases nitrogenadas podem 
ser originadas a partir do próprio organismo com a 
renovação das células. (METABOLISMO) 
E a terceira via ocorre por meio da síntese de novo 
(SÍNTESE DE NOVO) 
 
Via Síntese de Novo: 
Processos em comum (purinas e pirimidinas): 
 Bases livres não são intermediárias 
 Precursores compartilhados: PRPP 
 Aminoácidos específicos para fonte de grupos 
aminas 
 Grandes complexos celulares multienzimáticos 
 Conjuntos celulares de nucleotídeos muito 
pequenos 
Via Síntese de Novo das Purinas: 
Elas são sintetizadas a partir de um núcleo base para 
servir como substrato denominado de 5’ fosfato, 
molécula precursora das purinas e é originado a partir 
da glicose 6-fosfato. O organismo constrói um 
nucleotídeo a partir da adição de uma enzima sintase e 
ATP. Essa enzima quebra a molécula de ATP, 
transformando-a em AMP para formar o 5-fosforibosil-
1-pirofosfato (PRPP). Ele funciona como uma base para 
formar as purinas, mas também está relacionado com 
outras funções como a síntese de pirimidinas, síntese 
de NAD e conversão de guanina em GMP. 
 
 
Agora o PRPP vai ser transformado em PRA através 
da enzima amidotransferase que retina o grupamento 
fosfato e acrescenta uma amina, novos componentes 
como glicina na presença de glutamina até formar o 
IMP (inosinato = molécula precursora do GMP e AMP) 
Esse IMP é o primeiro nucleotídeo púrico formado 
para formar de fato o GMP e o AMP 
 
GMP = para ser formado o IMP precisa da enzima 
desidrogenase do IMP para ser transformado em XMP 
que, na presença de ATP e glutamina, transforma a 
carbonila em amina e depois esse XMP forma de fato 
o GMP. 
AMP = para ser formado o IMP precisa da enzima 
sintetase adenilosuccinato, do aspartato e do GTP que 
vão retirar a carbonila, colocar outra molécula e liberar 
o fumarato formando o AMP. 
As vias são autorreguláveis 
 
Catabolismo das Purinas: 
O catabolismo ocorre quando os anéis NÃO são 
rompidos, pois eles são transformados em xantinas e 
depois em ácido úrico para serem eliminados 
AMP = sofre desaminação para voltar a ser IMP e perde 
o grupamento fosfato por meio de uma fosforilação 
formando a inosina e depois uma hipoxantina. Essa, por 
sua vez, sofre uma oxidação e é transformada em 
xantina e depois em ácido úrico com a presença da 
enzima oxidase da xantina. 
GMP = sofre uma desfosforilação formando um 
nucleotídeo denominado de guanosina que sofre uma 
desaminação formando a xantina. Ela vai ser oxidada até 
se transformar em ácido úrico 
 
Patologia relacionada = GOTA (aumento da 
concentração de ácido úrico por causa de 
determinadas situações patológicas, quer por 
diminuição na excreção renal, quer por aumento de 
formação) – devido à sua baixa solubilidade, o urato 
pode depositar-se nos tecidos provocando uma 
inflamação denominada de gota. 
! ! ! o ALOPURINOL (análogo a estrutura da hipoxantina 
e xantina) inibe a oxidase da xantina, diminuindo a 
velocidade de formação de ácido úrico. A hipoxantina e 
a xantina sobem no sangue, mas normalmente 
mentem-se abaixo da concentração de saturação 
 
 
Vias de salvação das bases púricas: 
Antes que a base púrica se transforme em ácido úrico 
para ser eliminada e ela pode ser salva. 
A salvação pode ser dar a partir da enzima cinase de 
nucleosídeos que faz com que, na presença de ATP, 
ocorre fosforilação e a base púrica se combine com 
um nucleosídeo à disposição na célula e forme um 
nucleotídeo. 
A salvação também pode ocorrer a partir de uma 
molécula de PRPP e, ao clivar o pirofosfato no C1, o 
nucleosídeo pode ser utilizado como base para 
alocação de uma base púrica que seria perdida. 
Os nucleotídeos podem ser salvos por ação de 
cinases de nucleotídeos e as bases por ação de 
transferases de fosforibosilo 
 
Síndrome de Lesch-Nyhan: 
É uma patologia metabólica rara, hereditária que afeta 
principalmente indivíduos do sexo masculino, sendo 
caracterizada pela superprodução de ácido úrico, 
causando disfunção motora que se assemelha a 
paralisia cerebral, distúrbios cognitivos e 
comportamentais, além de gota. 
É a forma mais grave da deficiência de hipoxantina-
guanina fosforibosiltransferase (HPRT), uma patologia 
hereditária do metabolismo das purinas. O PRPP não 
recebe efetivamente a base nitrogenada, a qual será 
convertida em ácido úrico e este será acumulado no 
organismo. 
 
A enzima hipoxantina guanina fosforibosil transferase 
tem maior atividade no tecido cerebral e o GTP que 
seria transformado na via de salvação é precursor de 
tetrahidrobiopterina, que é fundamental para a 
formação de muitos neurotransmissores. 
A manifestação bioquímica imediata desse defeito 
enzimático é o aumento da síntese de ácido úrico, que 
se distribui em quantidades excessivas por todos os 
fluidos corporais, favorecendo a precipitação de uratos 
no sistema excretor renal, o que causa cristais, 
nefrolitíase ou nefropatias obstrutivas. 
 
Via de síntese de novo das Pirimidinas: 
Diferentemente das purinas, elas são sintetizadas 
isoladas primeiramente formando o orotato e só então 
são ligadas ao PRPP para formar o OMP 
Essa via precisa do bicarbonato, ATP e a enzima 
carbamoil fosfato sintetase II (enzima reguladora chave 
dessa via) para formar o carbamoil-P (precursor da via) 
Então, essa via começa com a formação do carbamoil 
O carbamoil-P se une ao aspartato, perde o 
grupamento fosfato e sofre ação da enzima aspartato 
transcarbamoilase para formar o carbamoil-aspartato. 
Em seguida, ocorre uma desidratação para formar o 
orotato, que será utilizado para a formação das bases 
tradicionais. Ele se liga ao PRPP e forma o OMP. 
O orotidilato (OMP) (o primeiro nucleotídeo pirimídico) 
sofre descarboxilação, seguida de uma fosforilação 
para formar os nucleotídeos UDP, CTP e TMP 
 
 
É a partir de UDP que forma-se o CTP e o TMP. 
CTP = O UDP recebe um grupamento fosfato para 
formar UTP e, com a glutamina, há a inserção da 
amina transformando em glutamato e formando o 
CTP através da enzima sintetase do CTP 
TMP = para ser formado, o UDP é convertido de 
ribose para desoxirribose pela enzima. A síntese do 
TMP implica a formação de dihidrofolato que, para 
funcionar como receptor e doador de unidades 
monocarbonadas é reduzido a tetrahidrofolato 
Ciclo do dihidrofolato = faz com que o dihidrofolato 
volte a ser o metileno tetrahidrofolato para que haja a 
possibilidade da síntese de novos nucleotídeos TMP. 
Para a recuperação, é necessário NADPH e serina 
 
Regulação da biossíntese de 
pirimidinas: 
Faz uma regulação da produção de carbamoil fosfato 
sintase II 
Ocorre via ATP ou PRPP 
Quando há muito ATP ou PRPP significa que há 
substrato para a formação de pirimidinas 
A própria quantidade desses nucleotídeos regulam sua 
síntese 
Outros pontos de regulação menos significativos: 
bloqueio da conversão de OMP em UMP ou a 
inativação da enzima que converte a ribose fosfato em 
PRPP. 
5-fluor-uracila é uma droga que inibe a ação do TMP 
e, com isso, impede a síntese de DNA (é usada na 
terapêutica de neoplasias) 
Meotrexato inibe a ação da redutase do dihidrofolato, 
impedindo a síntese de DNA e também é utilizado na 
terapêutica de neoplasias 
 
 
Catabolismo das Pirimidinas:Ocorre quando elas estão em excesso e, ao contrário 
das purinas, aqui acontece a ruptura do anel pirimídico. 
Em seguida, ocorre uma desaminação para formar a 
beta-alanina (uracila), eliminando NH3 OU uma 
hidrolisação para formar a beta-amino-isobutil (timina) e 
CO2 
 
Depois de formar todos os nucleotídeos, temos que 
converter a ribose em desoxirribose (o TMP é uma 
exceção) que vai depender do complexo enzimático 
ribonucleotídeo redutase, que depende de 
nucleotídeos contendo adenina para o seu 
funcionamento. 
Via de salvação das pirimidinas: 
Podem ser salvos por ação de cinases. Tal como nos 
casos da hipoxantina, guanina e adenina, o uracil, a 
timina e o orotato também podem ser salvos por 
ação da fosforibosil-transferases, como uma 
fosforibosil-transferase do uracil. 
↳ Uracil + PRPP = UMP + PPi 
A citosina não pode ser salva nesse processo.