Metabolismo das purinas

O metabolismo das purinas comprende as súas vías de síntese e degradación. As purinas máis importantes son as bases nitroxenadas adenina e a guanina dos ácidos nucleicos. Os trastornos xenéticos destas vías poden orixinar doenzas con síntomas como a gota, anemia e outros. Moitos organismos teñen vías metabólicas para sintetizar e degradar purinas. Biosíntese
As purinas son sintetizadas bioloxicamente como nucleótidos e en concreto como ribótidos, é dicir, bases unidas á ribosa 5-fosfato. Un paso regulador fundamental é a produciión de 5-fosfo-α-D-ribosil 1-pirofosfato (PRPP) pola PRPP sintetase, a cal é activada polo fosfato inorgánico e inactivada polos ribonucleótidos purínicos. O PRPP utilízase tamén na síntese de pirimidinas e nas vías de salvamento ou reciclaxe. O primeiro paso obrigado é a reacción do PRPP, glutamina e auga para formar 5'-fosforribosilamina, glutamato, e pirofosfato, reacción catalizada pola pirofosfato amidotransferase, a cal é activada polo PRPP e inhibida polo AMP, GMP e IMP.
Tanto a adenina coma a guanina derivan do nucleótido inosina monofosfato (IMP), o cal é o primeiro composto da ruta que ten completamente formado o anel de purina.
A inosina monofosfato sintetízase a partir dunha ribosa-fosfato por unha complexa ruta, que se mostra na imaxe. A fonte de átomos de carbono e nitróxeno do anel de purina, concretamente dos que están nas posicións 5 e 4 respectivamente, pode ser diversa. O aminoácido glicina contribúe con todos os seus átomos de carbono (2) e nitróxeno (1), e outros nitróxenos adicionais veñen da glutamina (2) e ácido aspártico (1), e outros carbonos proceden de grupos formilo (2), que se transfiren desde o coencima tetrahidrofolato como 10-formiltetrahidrofolato, e, finalmente, un átomo de carbono procede do bicarbonato (1). Os grupos formilo fornecen os carbonos 2 e 8 do anel de purina, que son os que actúan como pontes entre os dous átomos de nitróxeno.
A partir da IMP xa se pode formar AMP e GMP, no cal interveñen os seguintes encimas:
GMP
A IMP deshidroxenase converte a inosina monofosfato (IMP) en xantosina monofosfato (XMP).
A GMP sintase converte a XMP en GMP.
A GMP redutase converte a GMP de novo en IMP.
AMP
A adenilosuccinato sintase converte a IMP en adenilosuccinato.
A adenilosuccinato liase converte o adenilosuccinato en AMP.
A AMP desaminase converte o AMP de novo en IMP. Degradación
As purinas son metabolizadas orixinando ácido úrico pola acción de diversos encimas, que son:
Guanina
Unha nuclease libera o nucleótido do ácido nucleico.
Unha nucleotidase produce guanosina.
A purina nucleósido fosforilase converte a guanosina en guanina.
A guanase converte a guanina en xantina.
A xantina oxidase (unha forma de xantina oxidorredutase) cataliza a oxidación da xantina a ácido úrico.
Adenina
Unha nuclease libera o nucleótido do ácido nucleico.
Unha nucleotidase xera a adenosina, e despois a adenosina desaminase xera inosina.
Alternativamente, a AMP desaminase pode crear ácido inosínico, despois unha nucleotidase forma a inosina.
A purina nucleósido fosforilase actúa sobre a inosina para formar hipoxantina.
A xantina oxidorredutase cataliza a biotransformación da hipoxantina en xantina.
A xantina oxidorredutase actúa sobre a xantina para crear ácido úrico. Vía de salvamento
As purinas resultantes da degradación dos ácidos nucleicos na célula (ou procedentes dos alimentos) poden ser recicladas (salvadas) para volver ser utilizadas na síntese de novos nucleótidos. O encima adenina fosforribosiltransferase (APRT) recupera a adenina.
O encima hipoxantina-guanina fosforribosiltransferase (HGPRT) recupera a guanina e a hipoxantina. A deficiencia xenética de HGPRT causa a síndrome de Lesch-Nyhan. Trastornos
Cando un xene defectuoso causa fallos no proceso de reciclaxe metabólica das purinas e pirimidinas, estes compostos non poden ser metabolizados axeitadamente, e os adultos e nenos poden sufrir algúns dos 28 trastornos hereditarios relacionados (posiblemente hai máis aínda descoñecidos). Os síntomas destes trastornos xenéticos poden incluír gota, anemia, epilepsia, retardo no crecemento, xordeira, auto-mordedelas compulsivas, insuficiencia renal ou cálculos renais, ou perda de inmunidade. [Cómpre referencia] Farmacoterapia
A modulación do metabolismo das purinas ten un valor farmacoterapéutico.
Os inhibidores da síntese das purinas inhiben a proliferación de células, especialmente leucocitos. Entre estes inhibidores están a azatioprina, un inmunosupresor utilizado no transplante de órganos, enfermidades autoimmunes como a artrite reumatoide ou enfermidades intestinais inflamatorias como a enfermidade de Crohn e a colite ulcerosa.
O micofenolato mofetil é unha droga inmunosupresora utilizada para impedir o rexeitamento de órganos trasplantados, que inhibe a síntese de purinas ao bloquear a inositol monofosfato deshidroxenase.
Tamén o metotrexato inhibe indirectamente a síntese de purinas ao bloquear o metabolismo do ácido fólico, e é un inhibidor da dihidrofolato redutase.
O alopurinol é unha droga que inhibe o encima xantina oxidorredutase e, deste xeito, diminúe o nivel de ácido úrico no corpo. Isto pode ser útil no tratamento da gota, que é unha doenza causada por un exceso de ácido úrico, que forma cristais nas articulacións e outras partes.