Síntesis de Purinas

Última actualización el 4 de febrero de 2021 por Sagar Aryal

Hay dos vías de síntesis de nucleótidos de purinas:

1. Vía de síntesis de Novo, y
2. Vía de rescate.

La síntesis de novo de la Purina

La síntesis de novo de nucleótidos de purina significa usar fosforibosa , aminoácidos, unidades de carbono y CO2 como materias primas para sintetizar nucleótidos de purina desde el principio. Es la principal vía de síntesis de nucleótidos.

Ubicación

La síntesis de purinas ocurre en todos los tejidos. El principal sitio de síntesis de purinas se encuentra en el hígado y, hasta cierto punto, en el cerebro.

• Sustratos: Ribosa-5-fosfato; glicina; glutamina; H2O; ATP; CO2; aspartato.
• Productos: GMP; AMP; glutamato; fumarato; H2O.

Descripción general de la vía

• Ribosa-5-fosfato (como lo proporciona la vía pentosa-fosfato) se convierte en PRPP (pirofosfato de fosforribosil) por la PRPP sintetasa, en un paso que requiere un ATP.
• En el paso comprometido en el proceso, se agrega un grupo α-amino a PRPP a partir de la glutamina para formar 5-fosforribosilamina. Esta reacción es catalizada por la glutamina PRPP amidinotransferasa.
• Una serie de nueve reacciones da lugar a la formación de IMP (Inosina 5′-monofosfato).
• El IMP se puede transformar en GMP por la deshidrogenasa del IMP, o en AMP por la adenilosuccinato sintetasa .

Reacciones de la vía

(1) La base de purina se sintetiza en la mitad ribosa.

(a) El 5′-Fosforribosil 1′-pirofosfato (PRPP), que proporciona la fracción ribosa, reacciona con la glutamina para formar fosforribosilamina. Este primer paso en la biosíntesis de purinas produce N9 del anillo de purinas y es inhibido por AMP y GMP.

(b) Toda la molécula de glicina se añade al precursor de purina en crecimiento. Luego se agrega C8 por formil-FH4, N3 por glutamina, C6 por CO2, N1 por aspartato y C2 por formil-FH4.

(c) se genera IMP, que contiene la hipoxantina de base. El diablillo está escindido en el hígado. Su base libre, o nucleósido, viaja a varios tejidos donde se reconvierte al nucleótido.

(2) IMP es el precursor de AMP y GMP.

a) Cada producto, por inhibición de retroalimentación, regula su propia síntesis desde el punto de ramificación del IMP e inhibe el paso inicial de la vía.

(b) AMP y GMP pueden fosforilarse al nivel de trifosfato.

(c) Los trifosfatos de nucleótidos (ATP y GTP) se pueden utilizar para procesos que requieren energía o para la síntesis de ARN.

(3) La reducción de la fracción ribosa a desoxirribosa se produce a nivel de difosfato y es catalizada por la ribonucleótido reductasa, que requiere la proteína tiorredoxina.

(a) Después de que los difosfatos se fosforilan, dATP y dGTP se pueden utilizar para la síntesis de ADN.

(4) Las bases de purina se pueden salvar y convertir entre bases libres, nucleótidos y nucleósidos mediante una serie de reacciones.

Enzimas y regulación importantes

• PRPP sintetasa: Inhibida por AMP, IMP y GMP.
• Glutamina PRPP amidinotransferasa: Inhibida por AMP, IMP y GMP.
• IMP deshidrogenasa: Inhibida por GMP.
• Adenilosuccinato sintetasa: Inhibido por AMP.

Inhibidores farmacológicos

Aunque no se muestra, el tetrahidrofolato está involucrado en dos reacciones de síntesis de purinas de novo. Los análogos del ácido fólico, como el metotrexato, inhiben la formación de tetrahidrofolato y, por lo tanto, interfieren con la síntesis de purinas.

Vía de Rescate de Purinas

Una vía de rescate es una vía en la que los nucleótidos se sintetizan a partir de productos intermedios en la vía degradativa de los nucleótidos.

Ubicación

La síntesis de purinas a través de las vías de rescate se produce en todos los tejidos. Es especialmente importante en el cerebro y la médula ósea.

• Sustratos: Hipoxantina; PRPP; guanina; adenina.
• Productos: GMP; AMPERIO; IMP.

Descripción general de la Vía

• Las bases de ácidos nucleicos degradados se pueden convertir de nuevo en nucleótidos de purina a través de las vías de rescate.
• La hipoxantina se puede combinar con PRPP (que actúa como donante de ribosa-5 fosfato) para formar IMP en una reacción catalizada por Hipoxantina-guanina fosforribosiltransferasa (HGPRT).
• El IMP puede transformarse posteriormente en AMP o GMP a través de los últimos pasos de la vía de síntesis de purinas de novo.
• HGPRT también cataliza la reacción que combina PRPP con guanina para formar GMP.
• La adenina fosforribosiltransferasa convierte la adenina y el PRPP en AMP.

Enzimas importantes y Regulación

• HGPRT: Inhibido por IMP y GMP.
• Adenina fosforribosiltransferasa: Inhibida por AMP.

Enfermedad asociada

La deficiencia de HGPRT conduce al síndrome de Lesch-Nyhan, que se caracteriza por automutilación y deterioro del SNC.

Importancia de la síntesis de purinas

1. Las purinas sirven como bloques de construcción de ácidos nucleicos.
2. El ATP juega un papel importante en la transformación de la energía.
3. El ATP, el ADP y el AMP pueden funcionar como reguladores alostéricos y participar en la regulación de muchas vías metabólicas.
4. El ATP implica la modificación covalente de enzimas. formas.
5. Los GMPC son mensajeros secundarios.
6. Las vías de rescate se utilizan para recuperar bases y nucleósidos que se forman durante la degradación del ARN y el ADN.
7. En comparación con la vía de novo, la vía de salvamento ahorra energía.
8. En los tejidos del cerebro y de la médula ósea, la vía de rescate es la única vía de síntesis de nucleótidos.

1. Smith, C. M., Marks, A. D., Lieberman, M. A., Marks, D. B., & Marks, D. B. (2005). Marks ‘ basic medical biochemistry: A clinical approach (en inglés). Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
2. https://www.slideshare.net/hirapure/de-novo-and-salvage-pathway-of-purines
3. Rodwell, V. W., Botham, K. M., Kennelly, P. J., Weil, P. A., & Bender, D. A. (2015). Harper’s illustrated biochemistry (30th ed.). Nueva York, N. Y.: McGraw-Hill Education LLC.
4. John W. Pelley, Edward F. Goljan (2011). Bioquímica. Tercera edición. Filadelfia: Estados Unidos.