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Recuperación de nucleótidos

Una vía de recuperación es una vía en la que un producto biológico se produce a partir de intermediarios en la vía de degradación de su propia sustancia o de una sustancia similar. El término a menudo se refiere en particular a la recuperación de nucleótidos , en la que los nucleótidos ( purinas y pirimidinas ) se sintetizan a partir de intermediarios en su vía de degradación.

Las vías de recuperación de nucleótidos se utilizan para recuperar bases y nucleósidos que se forman durante la degradación del ARN y el ADN . Esto es importante en algunos órganos porque algunos tejidos no pueden experimentar una síntesis de novo . Los productos recuperados pueden luego convertirse nuevamente en nucleótidos. Las vías de recuperación son objetivos para el desarrollo de fármacos , una familia de los cuales se denomina antifolatos . [1]

Varias otras sustancias biológicamente importantes, como la metionina y el nicotinato , tienen sus propias vías de recuperación para reciclar partes de la molécula.

Sustratos

La vía de recuperación de nucleótidos requiere sustratos distintos:

Pirimidinas

La uridina fosforilasa o pirimidina-nucleósido fosforilasa sustituye el fosfato unido al carbono anomérico de la ribosa 1-fosfato por la base libre uracilo , formando el nucleósido uridina . La uridina quinasa (también conocida como uridina-citidina quinasa ) puede entonces fosforilar el carbono 5' de este nucleósido en uridina monofosfato (UMP). La UMP/CMP quinasa ( EC 2.7.4.14) puede fosforilar UMP en uridina difosfato , que la nucleósido difosfato quinasa puede fosforilar en uridina trifosfato .

La fosforilasa de timidina o fosforilasa de pirimidina-nucleósido añade 2-desoxi-alfa-D-ribosa 1-fosfato a la timina , y la timina se une al carbono anomérico de la desoxirribosa, formando el desoxinucleósido timidina . La cinasa de timidina puede entonces fosforilar el carbono 5' de este compuesto en monofosfato de timidina (TMP). La cinasa de timidilato puede fosforilar el TMP en difosfato de timidina , que la cinasa de nucleósido difosfato puede fosforilar en trifosfato de timidina .

Los nucleósidos citidina y desoxicitidina pueden ser recuperados a lo largo de la vía del uracilo por la citidina desaminasa , que los convierte en uridina y desoxiuridina , respectivamente. Alternativamente, la uridina-citidina quinasa puede fosforilarlos en citidina monofosfato (CMP) o desoxicitidina monofosfato (dCMP). La UMP/CMP quinasa puede fosforilar (d)CMP en citidina difosfato o desoxicitidina difosfato , que la nucleósido difosfato quinasa puede fosforilar en citidina trifosfato o desoxicitidina trifosfato .

El rescate de los ribonucleótidos de pirimidina.

Purinas

Las fosforribosiltransferasas añaden ribosa-5-fosfato activada ( fosforribosil pirofosfato , PRPP) a las bases, creando monofosfatos de nucleósidos. Hay dos tipos de fosforribosiltransferasas: adenina fosforribosiltransferasa (APRT) e hipoxantina-guanina fosforribosiltransferasa (HGPRT). HGPRT es una enzima importante en el metabolismo de la vía de las purinas y [2] su deficiencia está implicada en el síndrome de Lesch-Nyhan .

Biosíntesis de folato

El ácido tetrahidrofólico y sus derivados se producen mediante vías de recuperación a partir de GTP. [1]

Otras vías de salvamento

La recuperación de L-metionina es la vía que regenera la metionina a partir de sus productos derivados. Una versión de la vía utiliza metiltioadenosina (MTA), formando el llamado ciclo de MTA con su reacción de síntesis. Esta acción de reciclado de azufre se encuentra en los seres humanos y parece ser universal entre la vida aeróbica. [3] [4]

La recuperación de nicotinato es el proceso de regeneración del dinucleótido de nicotinamida y adenina a partir del ácido nicotínico . Esta vía es importante para controlar el nivel de estrés oxidativo en las células. El gen humano NAPRT codifica la enzima principal de la vía. [5] Las células cancerosas, que tienen mayores requerimientos de NAD, tienden a regular positivamente la vía. [6]

También existen vías de recuperación para la ceramida , la cobalamina , los componentes de la pared celular y la tetrahidrobiopterina en varios organismos.

Referencias

  1. ^ ab Kompis IM, Islam K, Then RL (febrero de 2005). "Síntesis de ADN y ARN: antifolatos". Chemical Reviews . 105 (2): 593–620. doi :10.1021/cr0301144. PMID  15700958.
  2. ^ Ansari MY, Equbal A, Dikhit MR, Mansuri R, Rana S, Ali V, Sahoo GC, Das P (febrero de 2016). "Establecimiento de correlación entre el análisis de pruebas in silico e in vitro contra inhibidores de HGPRT de Leishmania". Revista internacional de macromoléculas biológicas . 83 : 78–96. doi :10.1016/j.ijbiomac.2015.11.051. PMID  26616453.
  3. ^ Albers, E (diciembre de 2009). "Características metabólicas e importancia de la vía universal de recuperación de metionina que recicla la metionina a partir de 5'-metiltioadenosina". IUBMB Life . 61 (12): 1132–42. doi : 10.1002/iub.278 . PMID  19946895.
  4. ^ Sekowska, A; Ashida, H; Danchin, A (enero de 2019). "Revisitando la vía de recuperación de metionina y sus parálogos". Biotecnología microbiana . 12 (1): 77–97. doi :10.1111/1751-7915.13324. PMC 6302742 . PMID  30306718. 
  5. ^ Hara, N; Yamada, K; Shibata, T; Osago, H; Hashimoto, T; Tsuchiya, M (24 de agosto de 2007). "Elevación de los niveles celulares de NAD por el ácido nicotínico y participación de la fosforribosiltransferasa del ácido nicotínico en células humanas". The Journal of Biological Chemistry . 282 (34): 24574–82. doi : 10.1074/jbc.M610357200 . PMID  17604275.
  6. ^ Duarte-Pereira, S; Pereira-Castro, I; Silva, SS; Correia, MG; Neto, C; da Costa, LT; Amorim, A; Silva, RM (9 de diciembre de 2015). "Regulación extensa de la expresión de la nicotinato fosforribosiltransferasa (NAPRT) en tejidos y tumores humanos". Oncotarget . 7 (2): 1973–1983. doi :10.18632/ONCOTARGET.6538. ISSN  1949-2553. PMC 4811510 . PMID  26675378. Wikidata  Q36739012. 

Véase también