BIOQUIMICA II INFORME 9 - Percy Humberto Paucar Cueva

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“Año del Bicentenario del Perú: 200 años de Independencia”
FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA
E.A.P DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA
BIOQUÍMICA II
PRACTICA N° 9
TEMA: Regulación De La Biosíntesis De Los Nucleótidos Purinicos Y De Las Pirimidinas
DOCENTE: Mg. Enrique León Mejía 
 enrileonmejia@yahoo.es 
TURNO: MAÑANA CICLO: VII SECCIÓN: FB7M2
INTEGRANTES: 
●	GUEVARA PEREZ, Ruth
●	HURTADO SANDOVAL, Dhana
●	LEYVA LUNA, Jennifer
●	PAUCAR CUEVA, Percy
●	TICONA QUISPE, Johana
FECHA DE REALIZADA LA PRÁCTICA: 24/05/21
FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: 31/05/21
2021-I
 
Regulación De La Biosíntesis De Los Nucleótidos Púrinicos Y De Las Pirimidinas 
INTRODUCCIÓN:	3
MARCO TEÓRICO:	5
Ácidos nucleicos	5
Biosíntesis de purinas	7
Biosíntesis de pirimidinas	10
Cuestionario:	13
Referencias Bibliográficas:	15
INTRODUCCIÓN:
El catabolismo de los nucleótidos de purina conduce en última instancia a la producción de ácido úrico que es insoluble y es excretado en la orina como cristales de urato de sodio.
· En primer lugar, los ácidos nucleicos son degradados por nucleasas.
· Luego los nucleótidos son desfosforados a nucleósidos por fosfatasas y nucleotidasas.
· Los nucleósidos son degradados por nucleotidasas o nucleósidos fosforilasas:
 
nucleósido + H 2O base + ribosa 
nucleósido + Pi base + ribosa-1-P
· La ribosa-1-P es isomerizada a ribosa-5-P.
Las bases pirimidínicas se biosintetizan por una ruta común hasta el ácido Orótico y después se obtiene el nucleótido UMP (Uridina Monofosfato).
El UMP se fosforila a UTP. Desde el UTP (Uridina trifosfato) con una donación del grupo amino se sintetiza el CTP (Citidina trifosfato). Las moléculas donadoras de los átomos que forman el anillo de pirimidina se recogen en el gráfico adjunto. La construcción del nucleótido UMP (Uridina Monofosfato) se hace con el Orotato y el P- ribosil-PP.
· El recambio de los ácidos nucleicos da lugar a la liberación de nucleótidos de pirimidina y purina. 
· La degradación de los nucleótidos pirimidínicos sigue la ruta que los convierte en nucleósidos por acción de fosfatasas inespecíficas.
· La citidina y desoxicitidina son desaminadas a uridina y desoxiuridina, por el nucleósido pirimidina desaminasa.
· La uridina fosforilasa cataliza la fosforólisis de la uridina, desoxiuridina y timidita, para formar las bases pirimídinicas uracilo y timina como producto final. 
· Las bases pirmídicas son degradadas hasta productos muy solubles y fácilmente eliminados o utilizados por las células.
HAY DOS RUTAS DEGRADATIVAS
· La ruta de Citosina y Uracilo (Desoxicitidina y Desoxiuridina)
que conduce a la producción de β-Alanina (soluble y excretable por orina), NH3 y HCO3- (CO2).
· La ruta de Timina (Desoxitimidina)
que conduce a la producción de β-Aminoisobutirato (soluble y excretable por orina), NH3 y HCO3- (CO2).
· Uracilo y timina se reducen por la hidrouracilo-deshidrogenasa Dihidrouracilo y dihidro-Timina.
· La hidrólisis por la hidropirimidinahidrasa abre los anillos.
· El B-ureidopropianato y el B-ureidoisobutirato se desaminan por la B-ureidopropianas La B- alanina y el B-aminoisobutirato se pueden degradar a acetil-coA y succinil-coA, respectivamente. 
MARCO TEÓRICO:
Ácidos nucleicos
Los Ácidos Nucleicos son las biomoléculas portadoras de la información genética, existen dos tipos de ácidos nucleicos son: ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN) las cuales están presentes en todas las células. (1)
Existen dos tipos de bases nitrogenadas: pirimidinas (anillo de pirimidina) y purinas (pirimidina + imidazol). 
 
Figura 1: Bases nitrogenadas
Las purinas son A (Adenina) y G (Guanina). Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina).
Son aromáticas y planas y son
importantes en la estructura de los
ácidos nucleicos.
Figura 2: Bases nitrogenadas purinas
Son insolubles en agua y
pueden establecer interacciones
hidrófobas entre ellas para estabilizar su estructura tridimensional de los ácidos nucleicos. 
Figura 3: Bases nitrogenadas pirimidínicos
1. Importancia metabolismo nucleótidos purina y pirimidina (2)
Aunque consumimos alimentos con alto contenido de nucleoproteínas, las purinas y pirimidinas no se incorporan de modo directo hacia los ácidos nucleicos de nuestros tejidos. Por ello se inyectan fármacos que contienen análogos de purina o pirimidina como por ejemplo los fármacos anticáncer potenciales.
Además, se siguen realizando estudios clínicos de purinas y pirimidinas por las enfermedades que se presentan por el mal funcionamiento en el metabolismo de la purina en este caso se presenta enfermedades como: gota, síndrome de Lesch-Nyhan. En el caso de la biosíntesis de las pirimidinas son más raras, pero comprenden acidurias oróticas. Un trastorno genético del catabolismo de la pirimidina es la aciduria β-hidroxibutírica que es debido a una deficiencia total o parcial de la enzima dihidropirimidina deshidrogenasa. 
Figura 4: trastornos relacionados metabolismo de purinas y pirimidinas
Biosíntesis de purinas
Es un proceso muy largo y complejos, se inicia la biosíntesis a partir de α-D-ribosa-5-fosfato, esta ribosa se va a fosforilar va a ingresar un ATP le va a dejar dos grupos fosfatos y se transforma en AMP, la reacción es catalizada fosforribosil-pirofosfato-sintetasa porque va a formar fosforribosil pirofosfato (PRPP). A través de una enzima PRPP glutamil amidotransferasa va a transferir un grupo amino de la glutamina, esta enzima va a quitar un grupo amino a la glutamina y se va a incorporar a la ribosa, el resto de la molécula va a quedar como glutamato. En ese tercer paso se forma 5-fosfo-B-o-ribosilamina va a ingresar un aminoácido que es glicina, la glicina se une a través del grupo amino, formando una glicinamida riboxil-5-fosfato, a través la enzima formiltransferasa es transferir un resto formilo que lo va a tomar del tetrahidrofolato (molécula reducido del ácido fólico) se van a tomar un resto formilo y se incorpora a la molécula formando la formilglinamida ribosil5-fosfato.
Figura 5: Biosíntesis de purinas
El formilglinamida ribosil5-fosfato, en su estructura tiene un oxigeno que se va a reemplazar un grupo amino donde ingresa un aminoácido, formando la molécula formilglicinamidina riboxil-5-fosfato en este paso a través de una sintetasa se va a producir el cierre del anillo por un proceso de deshidratación (pierde molécula de H2O) se cierra el ciclo formando aminoimidazolribosil-5-fosfato. El aminoimidazolribosil-5-fosfato se va producir un proceso de carboxilación, le incorpora un dióxido de carbono, formando un aminoimidazolcarboxilato-ribosil-5-fosfato. Posteriormente vienen otra sintetasa, va a unir el aspartato a la molécula, el grupo amino del aspartato se va a unir con oxígeno los hidrógenos y grupo amino se forma agua y queda el nitrógeno con un hidrogeno unido. Esta molécula que se forma es el aminoimidazol-succinil-carboxamida-ribosil-5-fosfato. 
Una enzima que es adenilsuccinasa va a romper el enlace del aminoimidazol-succinil-carboxamida-ribosil-5-fosfato, se libera el fumarato, va a quedar la estructura aminoimidazol-carboxamida-ribosil-5-fosfato. Ingresa otra formiltransferasa, incorpora otro resto formilo, formando una molécula compleja que es formimidoimidazol-carboxamida-ribosil-5-fosfato. Esta molécula compleja se va a sellar el ciclo por un, proceso de des hidrogenación y une el nitrógeno con el carbono, a través de una enzima inosina-monofostato-ciclohidrolasa va a formar la inosina monofosfato (IMP) esta molécula final que se formo va a ser importante porque es la base para sintetizar adenosina como guanina. 
El monofosfato de inosina o inosina monofosfato (IMP) puede seguir dos vías:
a. Sintetizar AMP: El IMP va a ser es unirse con adenilsuccinato sintasa, va a unirse por el grupo amino, formando adenilosuccinato (AMPS). El AMPS va a conservar el grupo amino y eliminar el succinato, a través de una adenilsuccinasa, va a dar como producto final elmonofosfato de adenosina (AMP) 
Figura 6: IMP para sintetizar AMP
b. Oxidación: se va a oxidar a través una IMP deshidrogenasa, va a perder hidrogeno, formando una xantosina-monofosfato (XMP). Está molécula a través de transamidinasa va a transferir la glutamina, pierde un grupo amino, y se va a transformar en glutamato. El grupo amino que se perdió lo toma la xantosina y forma monofosfato de guanosina (GMP). 
Figura 7: proceso de oxidación 
· Regulación de la biosíntesis de bases puricas
Lo único que va a estimular la producción de bases puricas es la presencia o exceso de fosfato inorgánico libre, tiende a almacenar en forma de AMP, ATP, ADP, GMP, GDP y GTP. El aumento de AMP, ADP, GMP, GDP, ATP, GTP el aumento de todos estos intermediarios va a inhibir la biosíntesis de purinas.
· El catabolismo o degradación de purinas
La adenosina se va a degradar como molécula compleja sufre un proceso de desaminacion hidrolítica, a través de una molécula de agua se libera un grupo amino y se reemplaza por un oxidrilo, la reacción lo cataliza adenosina desaminasa y va formar como producto inosina. La inosina a través de una fosforilasa, va a romper un enlace y forma una base nitrogenada y liberar la ribosa, la base nitrogenada se denomina hipoxantina. 
La hipoxantina a través de xantina oxidasa lo va a oxidar transformando en xantina, en este paso también entra la guanina (entra como base nitrogenada sin ribosa) está guanina por un proceso de desaminacion hidrolítica pierde grupo amino y forma la xantina. La xantina a través de enzima xantina oxidasa va a dar como producto el ácido úrico (que se elimina por la orina). 
Biosíntesis de pirimidinas 
La biosíntesis de pirimidina se parte del dióxido de carbono más glutamina y ATP por acción enzima carbamoil fosfato sintasa II para formar carbamoil fosfato. El carbamoil fosfato se va a unir con ácido aspártico a través de una enzima llamada aspartato transcarbamoilasa, porque va a unir aspartato con carbamoil sin el fosfato, dando producto ácido carbamoil aspártico. El ácido carbamoil aspártico se va a deshidratar, va a perder una molécula de agua a través dihidroratasa, me va a dar como producto el cierre de la molécula que es ácido dihidroorótico.
Figura 8: primera parte reacción biosíntesis pirimidina
El ácido dihidroorótico se va a transformar en ácido orótico a través de la enzima dehidroorato deshidrogenasa, lo que va a hacer es oxidar es quitar hidrogeno, pierde hidrógenos formando doble enlace. El ácido orótico se va a unir con riboflavina-5-fosfato (R-5-P) a través de la enzima orotato fosforribosil-transferasa, va a transferir un fosfo riboxil al ácido orótico, forma una molécula de ácido ortodilico (OMP). El OMP a través del ácido orotidico descarboxilasa, va a perder un dióxido de carbono, dando como producto UMP (uridina monofosfato). 
El UMP va a poder seguir dos caminos:
· Fosforilarse, ganar un grupo fosfato, pasando de difosfato a uridina trifosfato para posteriormente aceptar un grupo amino y transformarse en CTP (citidina trifosfato)
· La UMP se reduzca a través de un ribo nucleótido reductasa transformando en desoxiuridina difosfato (dUDP), está en una forma más reducida, esta dUDP va a perder un fosfato transformando en desoxiuridina monofosfato (dUMP). La dUMP se va a trasladar, por acción ácido fólico o folato, se va a incorpora y se transforma en TMP (timidina monofosfato). 
Reducirse 
Fosforilarse
Figura 9: Reacción final pirimidina 
· Catabolismo
El catabolismo de pirimidina tenemos la citosina por una desaminacion hidrolítica, va a perder el grupo amino es reemplazado por oxígeno, se forma el uracilo. 
Figura 10: formación uracilo
El uracilo como la timina, estructuralmente son parecidos, se va a reducir por la dihidropirimidina deshidrogenasa dando como producto dihidrouracilo y dihidrotimina. 
Dihidrotimina
Dihidrouracilo
Figura 11: formación dihidrouracilo y dihidrotimina 
El dihidrouracilo y dihidrotimina se le van a agregar una molécula agua, por hidrolisis para romper la molécula, forman B-Ureidopropionato y B-Ureidoisobutirato. Ambas moléculas se descarboliza y aminar, perdió dióxido de carbono y grupo amino, para formar B-alanina y B-Aminoisobutirato que puede ser eliminado o transformado en succinil-CoA. 
· Regulación síntesis de pirimidinas
En la regulación tenemos la síntesis de carbamoilfosfato va a ser estimulado por la presencia de PRPP (presencia de azúcar fosforilado) va a estimular la síntesis de carbamoilfosfato y de pirimidinas; a su vez a ser inhibido del carbamilfosfato para que no se forme los productos aspartato y carbamilaspartato. 
Cuestionario:
1. ¿Cómo se lleva a cabo la regulación coordinada de la biosíntesis de los nucleótidos púricos?
La biosíntesis de nucleótidos purínicos es regulada por retroalimentación en varios niveles:
a) Formación de PRPP. La fosforribosilpirofosfato sintetasa es inhibida por IMP, AMP y GMP, productos finales de la vía. De esta manera, cuando aumenta en el medio el nivel de esos nucleótidos se deprime la formación de PRPP.
b) La etapa de PRPP a fosforribosilamina es el principal sitio de control de la síntesis de nucleótidos de purina. AMP, GMP e IMP actúan como efectores negativos de la glutamina: PRPP amidotransferasa. También son inhibidores ATP, ADP, GTP, GDP, ITP e IDP. Cada grupo de nucleótidos tiene sitios alostéricos diferentes en la enzima, razón por la cual la acción de varios de ellos es aditiva.
c) A partir de IMP, la vía se bifurca. Uno de los caminos lleva a AMP, el otro a GMP. Las enzimas involucradas en la oxidación y aminación de IMP para generar GMP son inhibidas por GMP, mientras la aminación de IMP para formar AMP es deprimida por éste.
d) La síntesis de AMP a partir de IMP utiliza GTP como proveedor de energía, mientras la de GMP usa ATP. Esto representa un dispositivo regulador para el funcionamiento equilibrado de los dos ramales finales de la vía. Un exceso de GTP favorece la producción del nucleótido de adenina, mientras un nivel elevado de ATP promueve la formación de GMP.
2. Regulación de la biosíntesis de nucleótido pirimidina
Carbamoil fosfato sintasa II (reacción 1) es inhibida por UTP y nucleótidos purina, pero activada por el PRPP. 
Aspartato transcarbamoilasa (reacción 2) es inhibida por CTP, pero activada por ATP. Además, las primeras tres y las últimas dos enzimas de la vía están reguladas por represión y desrepresión coordinadas. Primeras tres y últimas dos enzimas de la vía, reguladas por represión y desrepresión coordinadas. 
Las biosíntesis de purina y pirimidina corren parejas una con otra, mol por mol. 
Varios sitios de regulación cruzada caracterizan las vías que conducen a la 
biosíntesis de nucleótidos purina y pirimidina.
Referencias Bibliográficas:
1. 	Burriel V. Estructura y propiedades de los ácidos nucleicos . Universidad de Valencia [Internet]. 2008 May 16 [cited 2021 May 16];1–17. Available from: https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/36787643/AcidosNucleicos_veronica.pdf?1424996361=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DESTRUCTURA_Y_PROPIEDADES_DE_LOS_ACIDOS_N.pdf&Expires=1621216135&Signature=DBm8pFoiCGi8zHDi9Xyt7KQy1tSYhQCtS18V36kGxIF6Um7OLiluZiG~3APmxuEQlgV1uh8~I~F0TLNqEzTz5p97R5dhwEfpsVGx5A9PHGjMLBTBxzJjCGv4ax1Q2XLVyaM7baoz3tokIpM2L1D11YKaJf2qoc5A722v62IUxtT-H1QAKUbyQ38B2Fk-r~S337VmuziFiNkP7~FQU~cW~G~0CuQCnHHsweBS4QMoE~lyG4vqSOHHVlVutmgtZRIT99Mzliq5E3OnolSy6vYrn1WlWim3XI50xJZjR7y~4KIGF~WQeyIDMnOkMwepl5wO4d9ki3odGhSqILaAWaXnSg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
2. 	Rodwell V. Metabolismo de nucleótidos purina y pirimidina . In: Harper Bioquímica ilustrada [Internet]. McGRAW-HILL. Lange; 2013 [cited 2021 May 30]. Available from: https://accessmedicina.mhmedical.com/content.aspx?bookid=1441&sectionid=100484325
3. 	Moffatt B, Ashihara H. Purine and Pyrimidine Nucleotide Synthesis and Metabolism. Arab B [Internet]. 2002 Apr 4 [cited 2021 May 30];1(18). Available from: /pmc/articles/PMC3243375/
4. 	Demcko M. Generalidades sobre los trastornos del metabolismo de las purinasy las pirimidinas [Internet]. Manual MSD versión para profesionales . 2020 [cited 2021 May 30]. Available from: https://www.msdmanuals.com/es-pe/professional/pediatría/trastornos-hereditarios-del-metabolismo/generalidades-sobre-los-trastornos-del-metabolismo-de-las-purinas-y-las-pirimidinas
5. 	Demczko M. Trastornos del metabolismo de las pirimidinas [Internet]. Manual MSD versión para profesionales. 2020 [cited 2021 May 30]. Available from: https://www.msdmanuals.com/es-pe/professional/pediatría/trastornos-hereditarios-del-metabolismo/trastornos-del-metabolismo-de-las-pirimidinas
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