La biosíntesis de pirimidina ocurre tanto en el cuerpo como a través de síntesis orgánica. [1]
La biosíntesis de novo de una pirimidina es catalizada por tres productos genéticos CAD, DHODH y UMPS. Las primeras tres enzimas del proceso están todas codificadas por el mismo gen en CAD que consiste en carbamoil fosfato sintetasa II , aspartato carbamoiltransferasa y dihidroorotasa . La dihidroorotato deshidrogenasa (DHODH) a diferencia de CAD y UMPS es una enzima monofuncional y se localiza en las mitocondrias. UMPS es una enzima bifuncional que consiste en orotato fosforribosiltransferasa (OPRT) y orotidina monofosfato descarboxilasa (OMPDC) . Tanto CAD como UMPS se localizan alrededor de las mitocondrias, en el citosol. [6] En Fungi , existe una proteína similar pero carece de la función de dihidroorotasa: otra proteína cataliza el segundo paso.
En otros organismos ( bacterias , arqueas y otros eucariotas ), los tres primeros pasos los realizan tres enzimas diferentes. [7]
Las pirimidinas finalmente se catabolizan (degradan) a CO 2 , H 2 O y urea . La citosina se puede descomponer en uracilo , que a su vez se puede descomponer en N-carbamoil-β-alanina , y luego en beta-alanina , CO 2 y amoníaco por acción de la beta-ureidopropionasa . La timina se descompone en β-aminoisobutirato que a su vez se puede descomponer en intermediarios que finalmente conducen al ciclo del ácido cítrico .
El β-aminoisobutirato actúa como un indicador aproximado de la tasa de recambio del ADN . [8]
Mediante la inhibición por retroalimentación negativa, los productos finales UTP y UDP impiden que la enzima CAD catalice la reacción en los animales. Por el contrario, el PRPP y el ATP actúan como efectores positivos que potencian la actividad de la enzima. [9]
La modulación farmacológica del metabolismo de la pirimidina tiene usos terapéuticos y podría implementarse en el tratamiento del cáncer. [10]
Los inhibidores de la síntesis de pirimidina se utilizan en la artritis reumatoide y la artritis psoriásica activas de moderadas a graves , así como en la esclerosis múltiple . Algunos ejemplos son la leflunomida y la teriflunomida (el metabolito activo de la leflunomida).
Para entender cómo surgió la vida , se requiere el conocimiento de las vías químicas que permiten la formación de los bloques fundamentales de la vida en condiciones prebióticas plausibles . La hipótesis del mundo del ARN sostiene que en la sopa primordial existían ribonucleótidos de pirimidina y purina que flotaban libremente , las moléculas fundamentales que se combinan en serie para formar ARN . Las moléculas complejas como el ARN deben haber surgido de moléculas relativamente pequeñas cuya reactividad estaba gobernada por procesos fisicoquímicos. El ARN está compuesto de nucleótidos de pirimidina y purina , ambos necesarios para la transferencia confiable de información y, por lo tanto, la selección natural y la evolución darwiniana. Becker et al. demostraron cómo los nucleósidos de pirimidina pueden sintetizarse a partir de moléculas pequeñas y ribosa , impulsados únicamente por ciclos húmedos-secos. [11]