Metabolismo das purinas: 7 fatos para a fisiologia humana

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Leia detalhes sobre Estrutura Purina e também Leia mais sobre Exemplos de Purina

Ciclo de nucleotídeo de purina

É uma via metabólica que utiliza (IMP) monofosfato de inosina e aspartato para produzir fumarato e amônia. A purina ciclo de nucleotídeos regula adenina níveis de nucleotídeos e promove a liberação de aminoácidos e amônia. O ciclo de nucleotídeos de purina foi explicado pela primeira vez por John Lowenstein por seu papel na glicólise, ciclo de Kreb e catabolismo de aminoácidos.

A ciclo de nucleotídeo purina tem três etapas básicas catalisadas por enzimas.

- O nucleotídeo purina (Ex. AMP; Monofosfato de adenosina) sofre uma reação de desaminação para produzir (IMP) monofosfato de inosina. Esta reação ocorre na presença de uma enzima chamada AMP desaminase.

AMP + H2O -> IMP + NH4+

- O IMP (monofosfato de inosina) formado na etapa anterior combina-se com o aspartato para formar o adenilossuccinato. Esta etapa é operada à custa de energia (GTP). A enzima adenilosuccinato sintase catalisa esta etapa.

Aspartato + IMP + GTP -> Adenilossuccinato + GDP + Pi (fosfato inorgânico)

- O adenilosuccinato formado na etapa 2 se decompõe para formar monofosfato de adenosina (AMP; o substrato da etapa 1) e fumarato. Essa etapa é catalisada pela enzima conhecida como adenilosuccinato liase.

Nota importante: A fumarato formado nesta etapa é frequentemente utilizado por tumor / câncer células no lugar de oxigênio como um aceptor de elétrons terminal.

Adenilossuccinato -> Fumarato + AMP

Degradação de purina

Em nossos corpos, as purinas são continuamente sintetizadas e degradadas nas diferentes vias bioquímicas. Degradação de purina ocorre em um processo de várias etapas:

- Os ácidos nucleicos são digeridos para produzir mononucleotídeos (purinas monoméricas). As enzimas que catalisam esse tipo de reação são conhecidas como nucleases. 

DNA / RNA (contendo purinas ligadas) -> Mononucleotídeos (uma forma solitária e monomérica de purina

- mononucleotídeos são convertidos em nucleotídeos como AMP (monofosfato de adenosina). Essa reação ocorre em uma enzima conhecida como 5 ′ nucleotidase. 

Mononucleotídeos -> Nucleotídeos

- Os nucleotídeos são então convertidos em bases nitrogenadas livres na presença da enzima nucleosídeo fosforilase.

Nucleotídeos -> Bases nitrogenadas livres.

Metabolismo de purina
Figura (metabolismo da purina): Degradação da purina https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nuc_acid_deg.png

Aminoácido purina

As bases nitrogenadas livres formadas na etapa de degradação da purina passam então pelo processo de desaminação para formar xantina e hipoxantina em uma série de reações bioquímicas. Esses xantina e hipoxantina são geralmente conhecidos como aminoácidos purina. Mais tarde, esses aminoácidos purínicos são convertidos em ácido úrico e posteriormente convertidos em uréia. A via completa de degradação da purina consiste nas seguintes etapas:

- Conversão de AMP (monofosfato de adenosina) em inosina

Essa conversão pode ser concluída com duas vias possíveis dentro do corpo.

Caminho 1: O AMP é convertido em IMP (monofosfato de inosina) pela enzima AMP amino-hidrolase. Posteriormente, este IMP é convertido em Inosina pela enzima 5'-Nucleosidase.

AMP–> IMP -> Inosina

Caminho 2: O AMP é convertido em adenosina pela enzima 5'-nucleotidase. A adenosina é então transformada em inosina pela ação da enzima Adenosina desaminase.

AMP -> Adenosina -> Inosina

- conversão de Inosina em Hipoxantina. A enzima nucleosídeo fosforilase catalisa essa reação. 

Inosina -> Hipoxantina

- Conversão de hipoxantina em xantina. Esta reação é catalisada pela enzima Xantina Oxidase.

Hipoxantina -> Xantina

- Conversão de Xantina em Ácido Úrico. Essa reação também é catalisada pela enzima Xantina Oxidase. este enzima está presente na maioria dos animais tecidos, mas está presente em maior quantidade no fígado.

Xantina -> Ácido Úrico

- Conversão de ácido úrico em alantoína. Essa reação é catalisada pela enzima Uricase. A uricase não está presente em todos os tecidos do corpo.

Ácido úrico -> Alantoína

Esta alantoína pode ser posteriormente convertida em ureia pelo seguinte processo:

Alantoína -> Ácido alantóico -> Ácido glioxílico -> Ureia

Mesa de purinas

A tabela de purinas fornece informações sobre o total conteúdo de purina em uma substância alimentar. O conteúdo total de purinas é geralmente relatado em mg de ácido úrico produzido por 100 gramas de uma substância alimentar.

Substância AlimentarTeor de purina (mg de ácido úrico / 100 g de substância alimentar)
Substâncias alimentares com alto teor de purina
Baço de ovelha773
Fígado de Boi554
Cogumelo488
Substâncias alimentares com teor moderado de purinas
Truta297
Peito de Frango (com pele)175
Grãos de soja190
Substâncias alimentares com baixo teor de purina
Damasco73
Amêndoa37
Apple14
Tabela (metabolismo das purinas): conteúdo de purinas em vários itens alimentares

Mutação de purina para purina

Quando um nucleotídeo de purina é deslocado ou substituído por outro nucleotídeo de purina em uma fita de DNA, digamos, por exemplo, se a adenina é substituída por guanina (A -> G) ou a guanina é substituída por adenina (G -> A). Este fenômeno será conhecido como purina em purina mutação. Será muito mais preciso dizer que é uma purina para purina transição. Embora tais transições também ocorram em pirimidinas, quando a timina é substituída por citosina (T -> C) ou uma citosina é substituída por timina (C -> T), este fenômeno será conhecido como mutação / transição de pirimidina para pirimidina. Geralmente, 2/3 de todos os polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) são transições.

As principais causas de tais transições são tautomerização e desaminação oxidativa. Por exemplo, a possibilidade de transição na 5-metilcitosina é maior do que na citosina não metilada porque a 5-metil citosina tem maior probabilidade de sofrer desaminação oxidativa espontânea. 

Outro fenômeno conhecido como transversão ocorre no DNA. Nesse fenômeno, uma purina pode ser substituída por pirimidina e vice-versa. Por exemplo, um adenina pode ser substituída por timina ou citosina. As transições são mais comuns no genoma em comparação com a transversão.

transições jpg
Figura (metabolismo das purinas): esquema de transição e transversão
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:All_transitions_and_transversions.svg

Desordem do metabolismo da purina

Como discutimos no artigo, as purinas e seus derivados desempenham um papel fundamental em várias vias e processos bioquímicos como sinalização celular, respiração celular, síntese de proteínas e produção de DNA/RNA. Prejuízos e deficiências na produção de purinas resultam em vários distúrbios metabólicos, tais como:

Deficiência de adenosina desaminase: A adenosina desaminase é a enzima envolvida na conversão de adenosina em inosina e desoxiadenosina em desoxiinosina. A deficiência de adenosina desaminase causa retenção de adenosina dentro do corpo em maiores quantidades. Como resultado, as quinases presentes no interior da célula convertem esse excesso de adenosina em desoxirribonucleotídeo (dATP) e ribonucleotídeo (ATP). Níveis aumentados de dATP inibem a enzima ribonucleotídeo redutase, o que acaba resultando na menor produção de desoxirribonucleotídeos e, portanto, retarda a Processo de replicação do DNA. As células imunes são mais propensas a serem afetadas pela deficiência de adenosina desaminase e, portanto, compromete a imunidade do nosso corpo e torna o indivíduo imunodeficiente.

Deficiência de fosforilase de nucleosídeo de purina: É uma condição autossômica recessiva extremamente incomum para o gene que codifica a enzima purina nucleosídeo fosforilase. A deficiência dessa enzima acarreta disfunções das células T, condições neurológicas adversas e imunodeficiência. A maioria dos indivíduos desenvolve ataxia e também retardo no desenvolvimento.

Deficiência de mioadenilato desaminase: a conversão de AMP em inosina e amônia ocorre na presença de uma enzima conhecida como mioadenilato desaminase. Essa deficiência não tem sintomas específicos, mas é reconhecida e diagnosticada por cãibras musculares frequentes durante o exercício. A frequência das cólicas varia de pessoa para pessoa devido às variações nos fenótipos musculares de diferentes indivíduos. 

DNA de purina

No sistema genético universal, uma purina sempre forma pares de bases com a pirimidina. Ainda assim, em condições excepcionais, os cientistas também encontraram vários derivados de purinas emparelhados entre si para formar hélices de DNA curtas. Por exemplo, guanina e 2,6-diamino purina podem emparelhar com isoguanina e xantina. 

Conclusões

Neste artigo sobre o metabolismo das purinas, discutimos sobre os aspectos importantes do metabolismo das purinas, seus precursores e produtos de degradação. Para obter mais informações sobre purinas clique aqui

Perguntas Frequentes:

T1. como os nucleotídeos de purina são degradados

Responda: As purinas são degradadas em uma via bioquímica contendo as seguintes etapas básicas:

-  

AMP (monofosfato de adenosina) -> Adenosina

GMP (monofosfato de guanosina) -> Guanosina

-  

Adenosina -> Hipoxantina (forma ceto)

Guanosina -> Guanina

-  

Hipoxantina -> Xantina

Guanina -> Xantina

Depois disso, todas as etapas são comuns.

-

Xantina -> ácido úrico

-

Ácido úrico -> íons uréia / alantoína / uréia / amônio

2º trimestre. A proteína de soja em pó é rica em purinas?

Responda: Proteína de soja (obtida a partir de grãos de soja, nome botânico: Glicina max) é considerada uma fonte de proteína completa, pois contém todos os aminoácidos essenciais em quantidades significativas. Os aminoácidos essenciais são necessários para o crescimento e desenvolvimento normais de crianças e bebês. A proteína de soja em pó possui entidades nutricionais bastante semelhantes às entidades nutricionais do leite.

As proteínas da soja são isentas de colesterol, gorduras saturadas e o teor total de gordura é muito menor. As proteínas de soja são geralmente ingeridas como suplementos alimentares para aumentar a densidade de nutrientes da dieta.

As proteínas de soja entram na categoria de alimentos moderadamente contendo purinas. Contém 190 mg de ácido úrico / 100 g de substância alimentar (unidade padrão para medir o teor de purina).

3º trimestre. Exemplo de alimentos ricos em purinas -

Responda: Alimentos ricos em purinas são como lentilhas, feijão, couve-flor, ervilha, espinafre, cogumelos, aspargos, sardinha, cordeiro, porco, vaca, dal, feijão, etc. 

alta purina 1
Figura (metabolismo de purina): alimentos ricos em purina https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Various_legumes.jpg

Q4. Por que a hidroxiureia é listada como inibidora da síntese de pirimidina e purina?

Responda: A hidroxiureia inibe a etapa de limitação da taxa da biossíntese de novo de purina e pirimidina ao inibir uma enzima chave conhecida como ribonucleotídeo redutase. 

Q5. Como os átomos são numerados na purina e na pirimidina?

Responda: Os átomos na purina e na pirimidina são numerados dessa forma.

purina
Figura (metabolismo da purina): numeração do átomo na purina (A) e na pirimidina (B)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Purin_num2.svg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pyrimidine_2D_numbers.svg

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