Curso Bioquímica 25-Nucleótidos

Curso de Bioquímica para estudiantes de las carreras de la salud. Medicina,

  1. Antonio E Serrano
    Curso de Bioquímica para estudiantes de las carreras de la salud. Medicina,
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    Curso Bioquímica 25-Nucleótidos
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    • 1. Síntesis de Nucleótidos Antonio E. Serrano PhD. MT. Cátedra de Bioquímica - 2012 @xideral xideral.com
    • 2. Bases, Nucleótidos y Nucleósidos Base Adenina H N CH N C C N C N C NH2 H N CH N N HC N NH2 O H H H HO H H HOH2C Base + Azúcar Deoxyadenosina N CH N N HC N NH2 O H H H HO H H OCH2PO O PO O P O- O- O- O- O Base + Azúcar + Fosfato Deoxyadenosina Trifosfato
    • 3. Bases Nitrogenadas • Planas, Aromáticas y heterocíclicas • Derivadas de Purina o Pirimidina
    • 4. Bases Nitrogenadas Purines Pyrimidines
    • 5. Pentosas D-Ribosa 2’-Deoxyribosa
    • 6. Nucleósidos • Union de una azúcar con una purina o pirimidina a través de un enlace N- glicosídico
    • 7. Nucleósidos y Nucleótidos
    • 8. Funciones Celulares de los Nucleótidos • Metabolismo Energético : ATP • Monómeros de Ácidos Nucleicos • Regulación de Procesos Fisiológicos • Control de Flujo sanguíneo : Adenosina • Moléculas de señalización intracelular: cAMP y cGMP • Coenzimas : AMP • Transporte de Protones/Electrones : FAD/NAD • Intermediarios activados : UDP-Glucosa • Regulación Alostérica • Intervienen en la biosíntesis de Coenzima A
    • 9. Purinas y Pirimidinas • Síntesis • De Novo • Rescate • Degradación
    • 10. Purinas y Pirimidinas Adenine Guanine Thymine/Uracil Cytosine Purinas Pirimidinas H N CH N C C N C N C NH2 H N C C C HN C O CH3 H O H N C C C N C H O H H NH2 H N CH N C C N C N C O H2N H
    • 11. Vías de Síntesis De Novo Rescate
    • 12. Biosíntesis de Bases Púricas • Vias de Novo • Comienza a partir de precursores metabólicos • Ribosa • Aminoácidos • Vias de Recuperación: • Reciclan las bases libres y los nucleósidos liberadospor el recambio de estas biomoléculas. • Provenientes de la absorción intestinal
    • 13. Biosíntesis del Fosforribosil Pirofosfato (PRPP) • Precursor común de Vías de Novo y Vias de Recuperación • Se sintetiza a partir de ribosa-5-fosfato y ATP, por accion de la Fosforribosil pirofosfato sintetasa PRPP
    • 14. Síntesis de Fosforribosilamina (PRA)
    • 15. Vía de Biosíntesis de Purinas Inosín Monofosfato
    • 16. OH H H CH2 OH OH H H O  O2- O3P -D-Ribose-5-Phosphate (R5P) O H H CH2 OH OH H H O  O2- O3P 5-Phosphoribosyl--pyrophosphate (PRPP) P O O O P O O O ATP AMP Ribose Phosphate Pyrophosphokinase H NH2 H CH2 OH OH H H O  O2- O3P -5-Phosphoribosylamine (PRA) Amidophosphoribosyl Transferase Glutamine + H2O Glutamate + PPi H NH H CH2 OH OH H H O O2- O3P CO H2C NH2 Glycinamide Ribotide (GAR) GAR Synthetase Glycine + ATP ADP + Pi H2C C NH O CH H N O Ribose-5-Phosphate Formylglycinamide ribotide (FGAR) H2C C NH O CH H N HN Ribose-5-Phosphate Formylglycinamidine ribotide (FGAM) THFN10 -Formyl-THF GAR Transformylase ATP + Glutamine + H2O ADP + Glutamate + Pi FGAM Synthetase HC C N CH N H2N Ribose-5-Phosphate 4 5 5-Aminoimidazole Ribotide (AIR) ATP ADP + Pi AIR Synthetase C C N CH N H2N OOC Ribose-5-Phosphate 4 5 Carboxyamidoimidazole Ribotide (CAIR) ATP +HCO3 ADP + Pi AIR Car boxylase Aspartate + ATP ADP + Pi SAICAR Synthetase Adenylosuccinate Lyase Fumarate C C N CH N NH Ribose-5-Phosphate 4 5 5-Formaminoimidazole-4-carboxamide ribotide (FAICAR) C H2N O C H O C C N CH N H2N Ribose-5-Phosphate 4 5 5-Aminoimidazole-4-carboxamide ribotide (AICAR) C H2N O C C N CH N H2N C N H O HC COO CH2 COO Ribose-5-Phosphate 4 5 5-Aminoimidazole-4-(N-succinylocarboxamide) ribotide (SAICAR) THF AICAR Transformylase N10 -Formyl- THF Inosine Monophosphate (IMP) HN HC N C C C N CH N O 4 5 HH CH2 OH OH H H OO2- O3P IMP Cyclohydrolase H2O
    • 17. Inosín Monofosfato – AMP/GMP • El IMP representa un punto de ramificación para la biosíntesis de purinas, porque puede ser convertido en AMP o GMP a través de dos distintas vías de reacción. • La vía que conduce a AMP requiere energía en forma de GTP • La que lleva a GMP requiere energía en forma de ATP.
    • 18. Biosíntesis de Novo de Purinas • El gasto energético total de la síntesis de novo de purinas a partir de ribosa-5-fosfato 8 y 9 ATP para la síntesis de cada uno de los nucleótidos • Se gastan otras 2 moléculas de ATP para la biosíntesis de los Trifosfatos. • Indica importancia de las vías de recuperación para la economía celular.
    • 19. Regulatory Control of PurineBiosynthesis • Above the level of IMP production: • Independent control • Synergistic control • Feedforward activation by PRPP • Below level of IMP production • Reciprocal control • Total amounts of purine nucleotides controlled • Relative amounts of ATP, GTP controlled
    • 20. Biosíntesis de Bases Purinas • Sintetizadas a partir de PRPP • Reguladas por GTP/ATP • Genera IMP • Requiere Energía Pirimidinas • Sintetizadas y luego agregadas a PRPP • Reguladas por UTP • Genera UMP/CMP • Requiere Energía
    • 21. Biosíntesis de Pirimidinas • A partir de: • Glutamina • CO2 • Ácido Aspártico • Anillos de Pirmidinas son sintetizados independientemente de la ribosa y son transferidos a PRPP • Genera UMP N C C C HN C O CH3 H O H N C C C N C H O H H NH2 Uracil Cytosine
    • 22. Síntesis de Pirimidinas Ribonucleótidos • Uridin Monofosfato (UMP) es el primero en sintetizar. • Anillos de Pirimidinas son sintetizados completamente y luego se unene ala Ribosa-5-fosfato
    • 23. 2 ATP + HCO3 - + Glutamine + H2O CO O PO3 -2 NH2 Carbamoyl Phosphate NH2 C N H CH CH2 C COO O HO O Carbamoyl Aspartate HN C N H CH CH2 C COO O O Dihydroorotate HN C N H C CH C COO O O Orotate HN C N C CH C COO O O HH CH2 OH OH H H O O2- O3P  Orotidine-5'-monophosphate (OMP) HN C N CH CH C O O HH CH2 OH OH H H O O2- O3P  Uridine Monophosphate (UMP) 2 ADP + Glutamate + Pi Carbamoyl Phosphate Synthetase II Aspartate Transcarbamoylase (ATCase) Aspartate Pi H2O Dihydroorotase Quinone Reduced Quinone Dihydroorotate Dehydrogenase PRPP PPi Orotate Phosphoribosyl Transferase CO2 OMP Decarboxylase Síntesis de UMP
    • 24. UMP  UTP y CTP • Nucleósido monofosfato kinasas transfieren Pi a UMP para formar UDP • Nucleosido difosfato kinasas transfieren Pi desde ATP al UDP para formar UTP • CTP se forma desde UTP vía CTP Sintetasa.
    • 25. Formación de Timina • La timina de origina a partir de deoxiuridina monofosfato. (dUMP) • UTP es necesario para la produccion de RNA • Pero dUTP no se requere para DNA
    • 26. Metabolismo de Nucleótidos • Biosíntesis es solo para la producción de ribonucleótidos • Desoxiribonucleotidos son sintetizados a partir de ribonucleótidos correspondientes • Degradación de Purinas y Pirimidinas es la misma para ribonucleótidos y desoxiribonucleótidos
    • 27. Síntesis de DNA/RNA • A partir de monofosfatos ( ej. GMP) se sintetizan nucleótidos trifosfatados ( ej. GTP) • Acción realizada por kinasas específicas Nucleosidos Monofosfatos Nucleosidos Difosfatos Monophosphate Kinases AMP + ATP 2ADP GMP + ATP GDP + ADP Adenilato Kinasa Guanilato Kinasa
    • 28. Conversión de Ribonucleótidos a Desoxiribonucleótidos O H H HO H H HOCH2 OH OH 1´ 2´3´ 4´ 5´O H H HO H H HOCH2 OH H 1´ 2´3´ 4´ 5´ BASE BASE Desoxiribonucleosido Ribonucleosido Ribonucleotido Reductasa • Cataliza conversión de NDP a dNDP • Enzima altamente Regulada por retroalimentación negativa • Regula niveles de dNTPS Celular
    • 29. dNDP a dNTP • Una vez generados los dNDPs por la ribonucleósido reductasa una kinasa general fosforila para generar dNTPs • GTP • ATP • UTP -> Puede ser aminada a CTP
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