Grupo 5. Lab de Quioquimica sobre degradacion de purinas

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE SANTIAGO
Nombres: Matrículas
➢ Yairenys natera. 2-19-4443.
➢ Lisauris Santana Zabala. 2-19-5555.
➢ Michelle Segura Espinosa. 2-19-5478.
➢ María Del Carmen Novas. 2-19-4589.
➢ Angelina Medina. 1-19-4675.
➢ Adriana Encarnacion. 2-17-5247.
➢ Wodline Arboite. 2-17-3987.
➢ Nikaury Brenor. 2-17-5452.
➢ Raphy Lara. 1-17-5882.
➢ Weyder Céspedes. 1-18-3610.
➢ Maestra : Dra. Svetlana Afanasieva.
➢ Asignatura: Lab. Bioquímica-002
Metabolismo de las purinas y pirámidas
Yairenys natera 2-19-4443
Las purinas y pirimidinas se requieren para sintetizar nucleótidos y ácidos nucleicos. Estas
moléculas pueden sintetizarse desde el principio, de novo, o recuperadas de bases
existentes. La captación de bases púricas y pirimídicas a partir de la dieta es baja, debido a
que la mayoría de los ácidos nucleicos ingeridos son metabolizados por las células epiteliales
del intestino.
La vía de novo para la síntesis de purinas es compleja, consiste en 11 pasos y requiere de 6
moléculas de trifosfato de adenosina (ATP) para cada purina sintetizada. Los precursores que
donan los componentes para producir los nucleótidos de purina incluyen glicina, ribosa 5-
fosfato, glutamina, aspartato, dióxido de carbono y N10-formil-FH4.Las purinas se sintetizan
como ribonucleótidos y la primera purina que se sintetiza es el monofosfato de inosina
(IMP). El monofosfato de adenosina (AMP) y el monofosfato de guanosina (GMP) son, cada
uno, derivados del IMP en vías de reacción de dos pasos.
La vía de ahorro (recuperación o salvamento)
de los nucleótidos de purina permite que las
bases púricas libres se conviertan en
nucleótidos, estos a su vez en nucleósidos y,
por último, en bases libres.
Las bases de pirimidina se sintetizan primero
como bases libres y luego se convierten en
nucleótidos. El aspartato y el carbamoil fosfa-
to forman todos los componentes del anillo de pirimidina. La ribosa 5- fosfato, que se
convierte en 5′-fosforribosil 1′-pirofosfato (PRPP), se requiere para donar el fosfato de azúcar
para formar un nucleótido. El primer nucleótido de pirimidina producido es el monofosfato
de orotato (OMP). El OMP se convierte en monofosfato de uridina (UMP), que se transforma
en el precursor para la producción del trifosfato de citidina (CTP) y del monofosfato de
desoxitimidina (dTMP). Las purinas, cuando son degradadas, no pueden generar energía, ni
tampoco puede el anillo de purina ser sustancialmente modificado. El producto final de la
degradación del anillo de purina es el ácido úrico, excretado en la orina. El ácido úrico tiene
solubilidad limitada y si se acumulara, los cristales de ácido úrico se precipitarían en los
tejidos del cuerpo que tienen una temperatura reducida (como el dedo gordo del pie).
Función de las purinas
Lisauris Santana zabala 2-19-5555
Los nucleótidos cumplen numerosas funciones en diferentes reacciones. Por ejemplo, los
nucleótidos son los precursores activados del DNA y del RNA. Los nucleótidos forman la
porción estructural de muchas coenzimas (p. ej., NADH, FAD y coenzima A). Los nucleótidos
son elementos esenciales en el metabolismo energético
Los derivados de nucleótidos son frecuentemente intermediarios activados en muchas vías
biosintéticas. Por ejemplo, el difosfato de uridina (UDP)-glucosa y el difosfato de citidina
(CDP)- diacilglicerol son precursores del glucógeno y de los glicerofosfolípidos,
respectivamente.
Además, los nucleótidos actúan como segundos mensajeros (también llamados mensajeros
secundarios) en la señalización intracelular. Finalmente, los nucleótidos y nucleósidos actúan
como reguladores alostéricos metabólicos.
Piense en todas las enzimas que han sido estudiadas y reguladas por las concentraciones de
ATP, difosfato de adenosina (ADP) y monofosfato de adenosina (AMP). La captación a partir
de la dieta de bases púricas y pirimídicas es mínima. La dieta contiene ácidos nucleicos y el
páncreas exocrino secreta desoxirribonucleasa y ribonucleasa, junto con las enzimas
proteolíticas y lipolíticas. Esto permite a los ácidos nucleicos digeridos convertirse en
nucleótidos.
Las células del epitelio intestinal contienen actividad de fosfatasa alcalina, que convierte
nucleótidos en nucleósidos. Otras enzimas dentro de las células epiteliales tienden a
metabolizar los nucleósidos en ácido úrico (que es liberado en la circulación) o recuperado
para sus propias necesidades.
Aproximadamente 5% de los nucleótidos ingeridos logran llegar a la circulación, ya sea como
bases libres o como nucleósidos. Debido a la mínima captación a partir de la dieta de estas
importantes moléculas, se requiere la síntesis de novo de purinas y pirimidina.
METABOLISMO DEL ÁCIDO ÚRICO
Michelle Segura Espinosa 2-19-5478.
El ácido úrico es el producto final de la degradación de las purinas en el ser humano. Se trata
de un ácido débil, con pKa de 5.75 y 10.3. Los uratos, la forma ionizada del ácido úrico,
predominan en el plasma, líquido extracelular y líquido sinovial, de manera que cerca de
98% de los mismos se encuentra en forma de urato monosódico, a un pH de 7.4.
El plasma se satura con urato monosódico a una concentración de 405 μmol/L (6.8 mg/100
mL) a 37°C. Por tanto, a concentraciones superiores, el plasma se encuentra sobresaturado y
existe la posibilidad de precipitación de cristales de urato. Sin embargo, la precipitación a
veces no se produce ni siquiera ante concentraciones plasmáticas de urato de hasta (80
mg/100 mL), quizá por la presencia de sustancias solubilizadoras en el plasma.
El pH de la orina influye notablemente en la solubilidad del ácido úrico. En presencia de un
pH de 5.0 la orina se satura con ácido úrico a concentraciones situadas entre 6 a 15 mg/100
mL. A un pH de 7.0, la saturación se alcanza con concentraciones de entre 158 y 200 mg/100
mL. Las formas ionizadas del ácido úrico en orina comprenden uratos monosódico y
disódico, urato potásico, urato amónico y urato cálcico.
Aunque la síntesis de los nucleótidos de purina y su degradación tienen lugar en todos los
tejidos, el urato sólo se sintetiza en los tejidos que contienen xantina oxidasa, sobre todo el
hígado y el intestino delgado. La producción de uratos varía en función del contenido de
purinas del alimento y de las velocidades de biosíntesis, degradación y salvamento de
purinas. En condiciones normales, entre dos terceras y tres cuartas partes del urato se
eliminan a través de los riñones, y gran parte del urato restante lo hace por el intestino.
Los humanos convierten la adenosina y guanosina en ácido úrico. La adenosina desaminasa
convierte primero la adenosina en inosina. En mamíferos que no son los primates
superiores, la uricasa convierte el ácido úrico en el producto hidrosoluble alantoína. Dado
que los seres humanos carecen de uricasa, en ellos el producto terminal del catabolismo de
la purina es el ácido úrico.
Aun cuando los estados de deficiencia de purina son raros en seres humanos, hay muchos
trastornos genéticos del catabolismo de purina. Las hiperuricemias pueden diferenciarse con
base en si los enfermos excretan cantidades normales o excesivas de uratos totales. Algunas
hiperuricemias reflejandefectos enzimáticos específicos. Otras son consecuentes a
enfermedades como cáncer o psoriasis que aumentan el recambio de tejido.
La hiperuricemia puede producirse porque se incrementa la producción de ácido úrico,
porque disminuye su eliminación, o por una combinación de ambos procesos. La
hiperuricemia mantenida predispone a algunas personas a presentar manifestaciones
clínicas como artritis gotosa, urolitiasis y disfunción renal. El riesgo de artritis gotosa o
urolitiasis aumenta a medida que se incrementan las concentraciones de urato y crece en
proporción con el grado de aumento. La prevalencia de la hiperuricemia va en aumento
entre los adultos ambulatorios, incluso más en los pacientes hospitalizados.
La hipouricemia es la excreción incrementada de hipoxantina y xantina que muestran
vínculo con deficiencia de xantina oxidasa debido a un defecto genético o a daño hepático
grave. Los individuos con una deficiencia enzimática grave pueden tener xantinuria o litiasis
por xantina.
La hipouricemia se define por una concentración sérica de uratos <120 μmol/L (<2.0
mg/100 mL) y puede aparecer como consecuencia de un descenso de la síntesis de uratos,
aumento de la eliminación de ácido úrico, o una combinación de ambos mecanismos. Se
observa en <0.2% de la población general y en <0.8% de los pacientes hospitalizados. La
hipouricemia no causa síntomas identificables ni patología, por lo que no precisa
tratamiento.
Biosíntesis de purinas
María Del Carmen Novas 2-19-4589
Las bases púricas son producidas de novo por vías que utilizan aminoácidos como
precursores y producen nucleótidos. La mayoría de la síntesis de novo tiene lugar en el
hígado y las bases nitrogenadas y nucleósidos son entonces transportados a otros tejidos
por los eritrocitos. El cerebro también sintetiza cantidades significativas de nucleótidos.
De manera muy general podemos decir que la biosíntesis de los nucleótidos de tipo purinas
inicia con una forma activada de la azúcar ribosa-5-fosfato, sobre el que se forma paso a
paso la base nitrogenada hasta obtener Inosinato Mono-fosfato (IMP), a partir del cual se
puede formar ya sea AMP o GMP (y posteriormente ATP o GTP). El origen de la
ribosa-5-fosfato es la Ruta de las Pentosas Fosfato. Veamos los detalles. El producto final del
catabolismo completo de las purinas es el ácido úrico.
SÍNTESIS DE PURINAS - AMP Y GMP
● El sitio mayoritario de síntesis de purinas es el hígado.
● Comienza con fosforribosilpirofosfato (PRPP) y lleva a la formación de inosina
5’-monofosfato (IMP), que posee la base hipoxantina.
● Del IMP derivan el AMP y el GMP.
● La purina se “construye” sobre la ribosa.
● Ocurren varias reacciones de amidotransferencia y transformilación.
● La síntesis de una purina requiere 6 ATP, 2 glutaminas, 1glicina, 1 aspartato, 1 CO2 y
2 formiatos.
● Los formiatos son llevados por el tetrahidrofolato en forma de N10-formil-THF.
● Existen vías de salvataje de purinas.
VÍAS DE RECUPERACIÓN DE PURINAS
Angelina Medina 1-194675
Las vías de recuperación son una alternativa a la síntesis de novo de nucleótidos de purinas y
pirimidinas. En este proceso se reciclan los nucleósidos y nucleobases de purinas y
pirimidinas que se encuentran disponibles en la célula producto del recambio y/o
degradación del material celular.
Uno de los dos compuestos químicos que las células usan para elaborar los elementos
fundamentales del ADN y el ARN. La adenina y la guanina son ejemplos de purinas. Las
purinas también se encuentran en las carnes y los productos derivados.
Las purinas y las pirimidinas pueden sintetizarse de novo o reciclarse mediante una vía de
rescate a partir del catabolismo normal. El producto final del catabolismo completo de las
purinas es el ácido úrico; el catabolismo de las pirimidinas produce compuestos intermedios
del ciclo del ácido cítrico.
Las purinas son componentes clave de los sistemas de energía celular (p. ej., atp, nad), de
señalización (p. ej., gtp, camp, cgmp) y, junto con las pirimidinas, de producción de rna y
dna.
Síntesis de los nucleótidos de pirimidina
Adriana Encarnacion 2-17-5247.
En las síntesis de los nucleótidos de pirimidina, la base se sintetiza primero y luego se une a
la porción de ribosa 5′-fosfato. El origen de los átomos del anillo (aspartato y carbamoíl
fosfato, que deriva del dióxido de carbono y glutamina). En la reacción inicial de la vía, la
glutamina se combina con bicarbonato y ATP para formar carbamoíl fosfato.
Esta reacción es análoga a la primera reacción del ciclo de la urea, excepto que utiliza la
glutamina como fuente de nitrógeno (en lugar de amoniaco) y tiene lugar en el citosol (en
vez de la mitocondria). La reacción es catalizada por la carbamoíl fosfato sintetasa II (CPSII),
que es el paso regulado de la vía. La reacción análoga en la síntesis de urea es catalizada por
la carbamoíl fosfato sintetasa I (CPSI), que es activada por el N-acetilglutamato.
En el siguiente paso de la biosíntesis de pirimidina, la molécula completa de aspartato se
une al carbamoíl fosfato en una reacción catalizada por la aspartato carbamoiltransferasa
(también conocida como aspartato transcarbamoilasa). Subsecuentemente, la molécula se
cierra para producir un anillo (catalizado por la dihidroorotasa), que se oxida para formar
ácido orótico (o su anión, orotato) a través de las acciones de la dehidroorotato
deshidrogenasa. La enzima orotato fosforribosiltransferasa cataliza la transferencia de ribosa
5-fosfato desde el PRPP al orotato, produciendo orotidina 5′-fosfato, que es descarboxilada
por el ortodílico descarboxilasa para formar monofosfato de uridina (UMP).
En los mamíferos, las primeras tres enzimas de la vía (CPSII, aspartato transcarbamoilasa y
dihidroorotasa) se ubican en el mismo polipéptido, designado como CAD. Las dos últimas
enzimas de la vía se ubican de manera similar en un polipéptido conocido como UMP sintasa
(las actividades orotato fosforribosiltransferasa y orotidílico descarboxilasa).
Degradación de bases púricas
Wodline Arboite 2-17-3987.
A.Bases púricas
La degradación de los nucleótidos de purina(AMP y GMP) tiene lugar principalmente en el
hígado .las enzimas de recuperación se usan para la mayoría de estas reacciones.El AMP se
desamina primero para producir IMP (AMP desaminasa).luego el IMP y GMP son
desfosforilación y la ribosa se escinde de la base por la purina nucleósido fosforilasa.
La hipoxantina,la base producida por la escisión de la IMP,es convertida por la xantina
oxidasa en xantina y la guanina es desaminada por la enzima guanasa para producir
xantina.las vías para la degradación de adenina y guanina se unen en este punto.la xantina
es convertida por la xantina oxidasa en ácido úrico,que se excreta en la orina. La xantina
oxidasa es un enzima que requiere molibdeno que utiliza el oxígeno molecular y produce
peróxido de hidrógeno (H2O2). Otra forma de xantina oxidasa utiliza NAD como aceptor de
electrones.
Obsérvese que muy poca energía se produce de la degradación del anillo de purina, por lo
tanto,es una ventaja para la célula reciclar y salvar el anillo,porque cuesta energía
producirlos y no se obtiene mucho a cambio.
Degradación Bases pirimidicas
Nikaury Brenor 2-17-5452.
Las bases pirimidínicas derivan del anillo de pirimidina. Las bases pirimidínicas que aparecen
en el RNA son uracilo y citosina, mientras que en el DNA encontramos timina y citosina.
La pirimidina es un compuesto orgánico, similar al benceno, y a la piridina pero con dos
átomos de nitrógeno que sustituyen al carbono en las posiciones 1 y 3. Se degrada en
sustancias muy solubles como alanina beta y aminoisobutirato beta, precursores de
acetil-CoA y succinil-CoA.
La pirimidina tiene tres derivados muy importantes para la vida, ya que forman parte de las
bases nitrogenadas: la timina, la citosina y el uracilo; las tres tienen un grupo carbonilo
(C=O) en el carbono2; las dos primeras forman parte del ADN donde se aparean con sus
purinas complementarias, mientras que la última está presente solo en el ARN.
En las pirimidinas, una molécula de carbamoilfosfato en la que la glutamina es la donadora
del grupo amino, se une a una molécula de ácido aspártico. El ácido orótico, producto de
estas reacciones, es transferido a una molécula de fosfo-ribosil pirofosfato para dar origen.
Ciclo de nucleótidos de purina
Raphy Lara 1-17-5882.
Es una vía metabólica que utiliza (IMP) inosina monofosfato y aspartato para producir
fumarato y amoníaco. El ciclo de nucleótidos de purina regula los niveles de nucleótidos de
adenina y promueve la liberación de aminoácidos y amoníaco. John Lowenstein explicó por
primera vez el ciclo de los nucleótidos de las purinas por su papel en la glucólisis, el ciclo de
Kreb y el catabolismo de los aminoácidos.
La ciclo de nucleótidos de purina tiene tres pasos básicos catalizados por enzimas.
Paso 1: El nucleótido de purina (Ej. AMP; monofosfato de adenosina) experimenta una
reacción de desaminación para producir (IMP) monofosfato de inosina. Esta reacción tiene
lugar en presencia de una enzima llamada AMP desaminasa.
AMP + H2O -> IMP + NH4+
Paso 2: El IMP (monofosfato de inosina) formado en el paso anterior se combina con el
aspartato para formar adenilosuccinato. Este paso se opera a expensas de la energía (GTP).
La enzima adenilosuccinato sintasa cataliza este paso.
Aspartato + IMP + GTP -> Adenilosuccinato + GDP + Pi (fosfato inorgánico)
Paso 3: El adenilosuccinato formado en el paso 2 se descompone para formar monofosfato
de adenosina (AMP; el sustrato del paso 1) y fumarato. Este paso es catalizado por la enzima
conocida como adenilosuccinato liasa.
TRASTORNOS METABÓLICOS DE LAS PURINAS
Weyder Céspedes 1-18-3610
Las purinas (adenina y guanina) y las pirimidinas (citosina, timina, uracilo) tienen funciones
esenciales en la replicación del material genético, transcripción génica, síntesis de proteínas
y metabolismo celular.
Los trastornos que implican anomalías en el metabolismo de los nucleótidos comprenden
desde enfermedades relativamente frecuentes, como gota e hiperuricemia, en las que existe
incremento de la producción o alteración de la eliminación de un producto final del
metabolismo de las purinas, el ácido úrico, hasta deficiencias enzimáticas raras que afectan
la síntesis o degradación de las purinas y las pirimidinas. El mejor conocimiento de estas vías
bioquímicas ha conducido, en algunos casos, a establecer formas específicas de tratamiento,
como el empleo del ALOPURINOL para reducir la producción de ácido úrico.
➢ Trastornos de la síntesis de nucleótidos de purina.
➢ Trastornos del rescate de la purina.
➢ Deficiencia de mioadenilato desaminasa (o deficiencia de adenosina monofosfato
desaminasa).
➢ Deficiencia de adenosina desaminasa.
➢ Deficiencia de purina nucleósido fosforilasa.
➢ Deficiencia de xantina oxidas.