La pterina es un compuesto heterocíclico formado por un sistema de anillos de pteridina , con un " grupo ceto " (una lactama) y un grupo amino en las posiciones 4 y 2 respectivamente. Está estructuralmente relacionada con el heterociclo bicíclico progenitor llamado pteridina . Las pterinas , como grupo, son compuestos relacionados con la pterina con sustituyentes adicionales. La pterina en sí no tiene importancia biológica.
Las pterinas fueron descubiertas por primera vez en los pigmentos de las alas de las mariposas [1] (de ahí el origen de su nombre, del griego pteron ( πτερόν ), [2] ala) y desempeñan muchas funciones en la coloración en el mundo biológico.
Las pterinas presentan una amplia gama de tautomería en agua, más allá de lo que se supone simplemente por la tautomería ceto-enólica . Para la pterina no sustituida, se citan comúnmente al menos cinco tautómeros. [3] Para la 6-metilpterina, se predice teóricamente que siete tautómeros son importantes en solución. [4]
El sistema de anillos de las pteridinas contiene cuatro átomos de nitrógeno, lo que reduce su aromaticidad hasta el punto de que puede ser atacado por nucleófilos . Las pterinas pueden adoptar tres estados de oxidación en el sistema de anillos: la forma oxidada sin prefijo, la forma semirreducida 7,8-dihidro (entre otros tautómeros menos estables) y, finalmente, la forma totalmente reducida 5,6,7,8-tetrahidro. Las dos últimas son más comunes en los sistemas biológicos. [5]
Los anillos de pterina se recuperan de organismos ya existentes o se producen de novo en organismos vivos. El anillo proviene de la reorganización de la guanosina en bacterias [6] y humanos. [7]
Los derivados de la pterina son cofactores comunes en todos los dominios de la vida.
Una familia importante de derivados de la pterina son los folatos . Los folatos son pterinas que contienen ácido p -aminobenzoico conectado al grupo metilo en la posición 6 del sistema de anillo de pteridina (conocido como ácido pteroico) conjugado con uno o más L - glutamatos . Participan en numerosas reacciones biológicas de transferencia de grupos. Las reacciones biosintéticas dependientes del folato incluyen la transferencia de grupos metilo del 5-metiltetrahidrofolato a la homocisteína para formar L -metionina , y la transferencia de grupos formilo del 10-formiltetrahidrofolato a la L -metionina para formar N -formilmetionina en los ARNt iniciadores . Los folatos también son esenciales para la biosíntesis de purinas y una pirimidina .
Las pteridinas sustituidas son intermediarios en la biosíntesis del ácido dihidrofólico en muchos microorganismos. [9] La enzima dihidropteroato sintetasa convierte la pteridina y el ácido 4-aminobenzoico en ácido dihidrofólico en presencia de glutamato . La enzima dihidropteroato sintetasa es inhibida por antibióticos de sulfonamida .
La molibdopterina es un cofactor que se encuentra en prácticamente todas las proteínas que contienen molibdeno y tungsteno. [6] Se une al molibdeno para producir cofactores redox involucrados en hidroxilaciones biológicas, reducción de nitrato y oxidación respiratoria. [11]
La biosíntesis de molibdopterina no utiliza la vía convencional de GTPCH-1, sino que se lleva a cabo en cuatro pasos: [10]
La tetrahidrobiopterina , la principal pterina no conjugada en los vertebrados, participa en tres familias de enzimas que efectúan la hidroxilación. Las hidroxilasas de aminoácidos aromáticos incluyen la hidroxilasa de fenilalanina, la hidroxilasa de tirosina y la hidroxilasa de triptófano. Están involucradas en la síntesis de los neurotransmisores catecolamina y serotonina. La tetrahidrobiopterina también es necesaria para el funcionamiento de la alquilglicerol monooxigenasa, por medio de la cual los monoalquilgliceroles se descomponen en glicerol y un aldehído. En la síntesis de óxido nítrico , la óxido nítrico sintasa dependiente de pterina convierte la arginina en su derivado N -hidroxi, que a su vez libera óxido nítrico. [12]
La tetrahidrometanopterina es un cofactor en la metanogénesis , que es un metabolismo adoptado por muchos organismos, como una forma de respiración anaeróbica . [13] Transporta el sustrato C1 en el curso de la formación o producción de metano . Es estructuralmente similar al folato.
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La cianopterina es un derivado glicosilado de la pteridina, que tiene una función desconocida en las cianobacterias . [15]