Metabolismo de Nucleotídeos

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61 Bioquímica Metabólica | Bárbara C. Rovaris | Prof. Liz Claudio Miletti 
Os nucleotídeos são um conjunto formado pela 
associação de três moléculas: uma base 
nitrogenada, um grupamento fosfato e um glicídio do 
grupo das pentoses. Esses nucleotídeos, quando 
juntados, formam os ácidos nucleicos dos 
organismos, ou seja, o DNA e o RNA. Sendo assim, 
existem cinco tipos de nucleotídeos, cada qual com 
sua própria base nitrogenada. 
 
Existem cinco diferentes bases nitrogenadas: 
adenina, guanina, citosina, timina e uracila. Sendo 
que, o DNA é composto apenas por adenina, guanina, 
citosina e timina; e o RNA, por sua vez, é composto 
por adenina, citosina, guanina e uracila. As bases 
nitrogenadas são divididas em dois grupos: as 
purinas e as pirimidinas. 
são bases nitrogenadas 
formadas por dois anéis. 
Compõem esse grupo: a adenina e 
a guanina. 
são bases nitrogenadas 
formadas por apenas um anel. 
Compõem esse grupo: a citosina, a 
timina e a uracila. 
 
Dessa forma, observa-se na tabela abaixo as 
principais bases, nucleosídeos e nucleotídeos. 
 
Sendo assim, na primeira coluna observa-se a 
fórmula das bases púricas e pirimídicas. Na segunda 
coluna, pode-se ver o nome de cada base, quando no 
local do x representado na figura, coloca-se um 
hidrogênio (H). Caso no lugar do x seja adicionado 
uma ribose ou uma desoxirribose, ou seja, um 
açúcar, ocorre a formação de um nucleosídeo. Sendo 
assim, um nucleosídeo é a junção da base com uma 
pentose. E se no lugar do x for adicionado um 
grupamento fosfato, observa-se a formação do 
nucleotídeo, ou seja, a ligação entra a base, a 
pentose e o grupamento fosfato. 
Os nucleotídeos podem ser sintetizados de duas 
maneiras diferentes: através da síntese “de novo” ou 
através da via de salvamento. 
Metabolismo de Nucleotídeos 
 
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A síntese “de novo” consiste na formação de 
ribonucleotídeos que, posteriormente, são 
convertidos, também, a desoxinucleotídeos. A 
síntese “de novo” recebe esse nome devido ao fato 
de que ela começa a partir de moléculas que não têm 
relação direta com as bases nitrogenadas. Além do 
mais, a síntese das purinas e das pirimidinas 
acontece de maneira diferente. 
 
As purinas se originam a partir de uma molécula de 
PRPP (fosforibosilpirofosfatado) – uma ribose 
altamente fosfatada – derivada da ribose 5 fosfato, 
que através de 11 passos químicos reage com 
metabólitos simples para formar o IMP. O IMP é uma 
molécula intermediária, que dá origem: a um AMP e 
a um GMP. Tanto o AMP quanto o GMP passam por 
reações com enzimas quinases e são transformados 
em ATP (adenosina trifosfato) e GTP (guanosina 
trifosfato), ou seja, nas purinas. 
Já as pirimidinas têm origem a partir de metabólitos 
simples que, através de 4 passos químicos, são 
transformados em orotato. O orotato é uma base 
intermediária as pirimidinas. Ele reage com uma 
molécula de PRPP e dá origem ao OMP (ornitidina 
monofosfato), que por sua vez, é um intermediário 
nucleotídico. O OMP, então, é transformado em UMP. 
O UMP passa por reações de enzimas quinases e é 
transformado em UTP (timidina trifosfato). O UTP, 
então pode ser convertido a CTP (citidina trifosfato) 
ou a TTP (timidina trifosfato). E dessa maneira, são 
formadas as pirimidinas. 
a biossíntese de purinas 
acontece em dois passos principais. Sendo assim, o 
primeiro passo é transformar o PRPP em IMP. 
Dessa forma, primeiramente o PRPP, ou seja, o 
núcleo inicial para a síntese de purinas, reage com 
uma glutamina. A glutamina doa seu NH2 para o 
PRPP, sendo assim, ela sai na forma de glutamato. 
Junto com o glutamato, ainda saem PPi. Isso 
acontece, porque o NH2 se liga ao PRPP no local da 
ligação desses dois PPi. Depois disso, uma glicina 
doa um grupamento amino, que se liga ao NH2 
deixado, anteriormente, pela glutamina. Para que o 
NH3 se ligue a estrutura há o gasto de uma molécula 
de ATP, que é quebrada em ADP+Pi. Depois disso, 
uma molécula de N-formil, ou seja, uma molécula 
ativada composto por apenas um carbono, adiciona 
mais um carbono a estrutura, o qual se liga ao NH3 
deixado pela glicina. Em seguida, outra glutamina 
doa um NH2 a molécula, o qual se liga a um dos 
carbonos. Então, através de uma reação o primeiro 
anel da purina é fechado. 
Depois disso, ocorre a entrada de um CO2 que se liga 
ao carbono de cima do primeiro anel, para que 
comece a se formar o segundo anel. Em seguida, há 
a entrada de um aspartato, que doa mais um NH2, que 
se liga ao CO2, no lugar de um dos oxigênios que está 
ligado ao carbono. Então, um N-formil doa mais um 
carbono a molécula. Com isso, o segundo anel da 
purina é fechado, e forma-se o IMP (inosina 
monofosfato), ou seja, um intermediário para a 
formação do AMP e do GMP. 
Sendo assim, a síntese de purinas começa com um 
açúcar, o PRPP, e através da adição de grupamentos 
aminos, doados por aminoácidos, e pela adição de 
carbonos, doados por N-formil, são formados os dois 
anéis das purinas. 
Então, com o IMP formado, inicia o segundo passo 
para a formação das purinas. Dessa forma, o IMP 
pode sofrer duas reações, uma para formar ATP e 
outra para formar GTP. 
 
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Dessa forma, caso o IMP reaja com um aspartato, ele 
será transformado em adenilossuccinato. Ou seja, 
nessa reação, o asparato se liga ao IMP, no lugar da 
dupla ligação com oxigênio. Em seguida, o aspartato 
deixa o NH2 ligado ao adenilossucinato, e sai na 
forma de fumarato da reação, formando um AMP. O 
AMP através da ação de quinases, recebe mais 
grupamentos fosfatos, formando primeiramente 
ADP, e depois AMP. 
Caso, o IMP sofra uma reação, no qual um NAD++H2O 
adicionam uma dupla ligação com um oxigênio a um 
dos carbonos dele, liberando NADH+H+, o IMP é 
transformado em XMP. Então, uma glutamina doa um 
NH2 ao XMP, saindo na forma de glutamato. Esse NH2 
se liga exatamente na posição em que antes havia a 
ligação dupla com oxigênio recém-adicionada, 
formando o GMP. O GMP, como o AMP, passa por 
reações de enzimas quinases e recebe grupamentos 
fosfato formando, primeiro, GDP e depois GTP. 
Primeiro passo da biossíntese de purinas. 
Segundo passo da Biossíntese de purinas. 
a biossíntese de pirimidinas é 
feita por três passos principais. Sendo assim, a 
síntese delas iniciada a partir de metabólitos 
simples, ou seja, a partir de CO2+H2O. 
Primeiro passo para a biossíntese de pirimidinas. 
Dessa forma, a junção desses dois metabólitos forma 
o ácido carbônico. Depois disso, um H+ sai 
espontaneamente do ácido carbônico, e, assim, 
forma-se o bicarbonato. O bicarbonato, por sua vez, 
sofre uma reação e é transformado em carbonil 
 
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fosfato. Então, uma glutamina doa seu NH2 para o 
carbonil fosfato, e sai na forma de glutamanto. E, 
dessa maneira, forma-se o ácido carbâmico. O ácido 
carbâmico é, então, transformado em carbamil 
fosfato, através da quebra de um ATP em ADP. 
 
Segundo passo para a biossíntese de pirimidinas. 
Depois disso, o carbamil fosfato se liga a um 
aspartato, formando o N-carbamilasparato. Essa 
molécula, então, passa por uma reação e é 
transformada em diidro orotato, que por sua vez 
passa por uma oxidação, e vira orotato. O orotato é 
uma base intermediária as pirimidinas, uma vez que 
não é usada para o organismo para outra função. 
Sendo assim, o orotato se junta a uma molécula de 
PRPP, e forma a orotidina 5 fosfato. Depois disso, a 
 
Terceiro passo para a biossíntese de pirimidinas. 
orotidina 5 fosfato perde um CO2, e se transforma em 
uridina 5 fosfato, a primeira base pirimídica a ser 
formada. Por fim, o UTP recebe um NH2 de uma 
glutamina, e forma o CTP. 
 
A via de salvamento é a via metabólica pela qual o 
organismosalva do metabolismo os nucleotídeos e 
as bases que vieram da alimentação do animal. 
Sendo assim, o organismo junta o PRPP com a base 
e forma os nucleotídeos novamente. 
há enzimas capazes de absorver bases a fim 
de sintetizar um novo nucleotídeo. Sendo assim, no 
caso das purinas, o PRPP é juntado com a base 
(adenina, guanina ou hipoxantina), e através da ação 
das enzimas APRT e HPRT1, forma-se o IMP, que por 
sua vez poderá ser transformado em ATP e GTP. 
no caso das pirimidinas, o organismo salva 
citosinas vindas da alimentação, e as junta com o 
PRPP para formar o UMP. 
Todos os passos demonstrados acima são para a 
formação de ribonucleotídeos. Sendo assim, depois 
de formados, a ribose passa por algumas 
modificações para que sejam formados os 
desoxinucleotídeos. 
Dessa forma, o nucleotídeo difosfato, perde um 
oxigênio, através de uma reação catalisada pela 
enzima ribonucleotídeo redutase, no qual há a saída 
de uma H20. Essa enzima, retira o oxigênio do 
nucleotídeo e capta dois hidrogênios de uma 
tiorredoxina reduzida. A tiorredoxina possui dois 
enxofres, e como ela está reduzida, esses enxofres 
A síntese das purinas inicia com o açúcar (PRPP) 
e depois, vão sendo adicionados os metabólitos 
simples. Já a síntese de pirimidinas começa com 
os metabólitos simples, para então, formar-se 
uma base intermediária, para depois adicionar o 
açúcar e formar o nucleotídeo. 
 
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estão ligados a hidrogênios. Quando a 
ribonucleotídeo redutase pega esses hidrogênios, a 
tiorredoxina fica oxidada, uma vez que seus enxofres 
se ligam entre si. Dessa forma, a enzima 
ribonucleotídeo redutase pega o oxigênio e os 
hidrogênios e forma uma molécula de água. E o 
nucleotídeo difosfato passa a ser um 
desoxinucleotídeo difosfato. 
Para que a tiorredoxina volte a ficar reduzida e 
possa doar mais hidrogênios para a ribonucleotídeo 
redutase, uma molécula de NADPH+H+, vinda da Via 
das Pentoses-Fosfato, a reduz, doando seus 
hidrogênios para ela. 
A degradação dos nucleotídeos acontece no período 
pós-absortivo. Além disso, nenhum animal excreta 
bases ou nucleotídeos, por esse motivo eles 
precisam ser degradados até substâncias que 
possam ser excretadas. 
O resultado da degradação das piridimindas é: 
Acetil-CoA e Propionil-CoA. O Acetil-CoA vai 
diretamente para o Ciclo de Krebs, já o propionil-CoA 
é primeiro transformado em Succinil-CoA, para que 
ele possa ser usado pelo Ciclo de Krebs. Sendo 
assim, os carbonos são usados como fonte de 
energia, e os nitrogênios vão para o ciclo da ureia. 
A degradação das purinas chega em duas bases 
intermediárias: a hipoxantina e a guanina. Sendo 
assim, ambas são transformadas em xantina. 
A hipoxantina é transformada em xantina pela 
enzima xantina desidrogenase, que adiciona uma 
dupla ligação a hipoxantina. Já a guanina é 
transformada em xantina pela enzima guanina 
desaminase, que adiciona uma dupla ligação com 
oxigênio no lugar do NH2 da guanina. 
A xantina, por sua vez, é transformada em Ácido 
Úrico, através de uma oxidorredução feita pela 
enzima xantina desidrogenase. Nessa reação, um 
NAD+ oxida a xantina, e sai na forma de NADH+H+. 
Sendo assim, aves, répteis terrestres, macacos 
superiores, homens e dálmatas excretam ácido úrico 
na urina. Porém, algumas outras espécies de 
animais continuam a degradação. 
Dessa forma, todos os outros mamíferos excretam 
alantoina. O ácido úrico é transformado em alantoina 
pela ação da enzima uricase. 
Já alguns teleósteos secretam ácido alantóico. 
Sendo assim, a alantoina é transformada em ácido 
alantóico pela ação da enzima alantoinase. 
E por fim, os seláceos e os outros teleósteos 
secretam ácido glioxílico e ureia. Dessa forma, o 
 
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ácido alantóico é transformada em ácido glioxílico e 
em ureia. A ureia, por sua vez, passa por uma reação 
catalisada pela enzima urease e libera CO2+NH3. 
Resumo da degradação de pirimidinas e purinas.