Salvamento de nucleótidos - Nucleotide salvage
Una vía de rescate es una vía en la que se produce un producto biológico a partir de intermedios en la vía de degradación propia o de una sustancia similar. El término a menudo se refiere al rescate de nucleótidos en particular, en el que los nucleótidos ( purina y pirimidina ) se sintetizan a partir de intermedios en su ruta degradativa.
Las rutas 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 someterse a una síntesis de novo . Los productos recuperados pueden volver a convertirse en nucleótidos. Las vías de rescate son objetivos para el desarrollo de fármacos, una familia se llama antifolatos .
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 rescate de nucleótidos requiere sustratos distintos:
Pirimidinas
La uridina fosforilasa o pirimidina-nucleósido fosforilasa agrega ribosa 1-fosfato al uracilo de base libre , formando uridina . La uridina quinasa (también conocida como uridina-citidina quinasa ) puede luego fosforilar este nucleósido en uridina monofosfato (UMP). La quinasa UMP / CMP ( EC 2.7.4.14 ) puede fosforilar la UMP en difosfato de uridina , cuyo nucleósido difosfato quinasa puede fosforilar en trifosfato de uridina .
La timidina fosforilasa o pirimidina-nucleósido fosforilasa agrega 2-desoxi-alfa-D-ribosa 1-fosfato a la timina , formando timidina . La timidina quinasa puede fosforilar este compuesto en timidina monofosfato (TMP). La timidilato quinasa puede fosforilar la TMP en timidina difosfato , cuyo nucleósido difosfato quinasa puede fosforilar en timidina trifosfato .
Los nucleósidos citidina y desoxicitidina se pueden salvar a lo largo de la ruta del uracilo mediante 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 cinasa UMP / CMP puede fosforilar (d) CMP en difosfato de citidina o difosfato de desoxicitidina , cuyo nucleósido difosfato cinasa puede fosforilar en trifosfato de citidina o trifosfato de desoxicitidina .
Purinas
Las fosforribosiltransferasas agregan ribosa-5-fosfato activada ( pirofosfato de fosforribosilo , PRPP) a las bases, creando nucleósidos monofosfatos. Hay dos tipos de fosforribosiltransferasas: adenina fosforribosiltransferasa (APRT) e hipoxantina-guanina fosforribosiltransferasa (HGPRT). La HGPRT es una enzima importante en el metabolismo de la vía de las purinas y su deficiencia está implicada en el síndrome de Lesch-Nyhan .
El parásito Plasmodium falciparum depende exclusivamente de la vía de recuperación de purina para sus requerimientos de nucleótidos de purina. Por tanto, las enzimas que constituyen la vía de recuperación de purinas en el parásito son objetivos potenciales para el descubrimiento de fármacos. Las 5´nucleotidasas catalizan la hidrólisis de los mononucleótidos de purina a sus respectivos nucleósidos y fosfato. Los nucleósidos son captados en la célula por transportadores y canalizados a través de la vía de rescate. Si el nucleósido es adenosina, las adenosina desaminasas actúan sobre él para convertirlo en inosina. Este metabolito, a su vez, es actuado por la purina nucleósido fosforilasa y se convierte en hipoxantina. La hipoxantina actúa sobre la HGXPRT (hipoxantina guanina xantina fosforribosil transferasa) en el parásito para convertir la nucleobase respectiva en su nucleótido monofosfato, respectivamente (es decir, IMP, GMP o XMP). Si es IMP, posteriormente la adenilosuccinato sintasa y la adenilosuccinato liasa actúan sobre este, en un proceso de dos pasos, para convertirlo en sAMP y AMP, respectivamente. Por el contrario, la IMP deshidrogenasa y la GMP sintetasa también pueden actuar sobre IMP para convertirla en GMP.
| Nucleobase | Enzima | Nucleótido |
| hipoxantina | hipoxantina / guanina fosforribosil transferasa (HGPRT) | DIABLILLO |
| guanina | hipoxantina / guanina fosforribosil transferasa (HGPRT) | GMP |
| adenina | adenina fosforribosiltransferasa (APRT) | AMPERIO |
Biosíntesis de folato
El ácido tetrahidrofólico y sus derivados se producen por vías de rescate de GTP.
Otras vías de salvamento
El rescate de L-metionina es la vía que regenera la metionina a partir de sus productos posteriores. Una versión de la vía usa metiltioadenosina (MTA), formando el llamado ciclo MTA con su reacción de síntesis. Esta acción de reciclaje de azufre se encuentra en los humanos y parece ser universal entre la vida aeróbica.
El rescate 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. Las células cancerosas, que tienen mayores necesidades de NAD, tienden a regular al alza la vía.
También existen vías de rescate para ceramida , cobalamina , componentes de la pared celular y tetrahidrobiopterina en varios organismos.