Metabolismo dei nucleotidi - Schemi riassuntivi di Biochimica

Metabolismo nucleotidi

I nucleotidi ricoprono diversi ruoli:

• Informazione acidi nucleici (DNA, RNA)
• Sintesi proteica e regolazione acidi nucleici (mRNA, tRNA, smRNA)
• Trasporto di energia: ATP, GTP, ADP, AMP
• Metabolismo: UTP, ATP
• Segnali intracellulari: cAMP, cGMP
• Trasporto di equivalenti ridotti: NADH, NADP⁺, NADPH, FAD/FADH₂
• Trasporto di acili CoA

A differenza degli zuccheri, degli acidi grassi e degli amminoacidi, i nucleotidi non rappresentano un’importante fonte di energia metabolica. Aspartato e glutammina sono i donatori del gruppo NH nella via di formazione dei nucleotidi. Tutti gli organismi possono sintetizzare nucleotidi sia mediante vie de novo (da precursori semplici), sia recuperando i prodotti di degradazione degli acidi nucleici. Entrambe queste vie producono ribonucleotidi. I deossiribonucleotidi vengono prodotti a partire dai ribonucleotidi corrispondenti.

Sintesi de novo

Sintesi de novo dei nucleotidi purinici (A e G)

La sintesi de novo dei nucleotidi purinici avviene attraverso la costruzione dell’anello purinico sul ribosio-5P per formare inosina monofosfato (IMP).

Sintesi de novo dei nucleotidi pirimidinici (T, C e U)

La sintesi de novo dei nucleotidi pirimidinici avviene attraverso la sintesi di una pirimidina, l’orotato, legato poi al ribosio-5P con conseguente conversione in uridina monofosfato (UMP).

Ribonucleotidi purinici

Sintesi de novo dei ribonucleotidi purinici

Le basi puriniche vengono costruite sull’anello di ribosio fosfato: sono prodotte non nella forma di basi libere, ma direttamente come ribonucleotidi. Questa sintesi avviene principalmente nel fegato. I tessuti nei quali è meno rappresentata (cervello) o del tutto assente (globuli rossi), dipendono dal fegato per il fabbisogno di purine e si riforniscono di nucleotidi purinici attraverso le vie di recupero.

• Reazioni: sul ribosio e formazione di PRPP, forma
• Trasferimento di un gruppo PPi attivata del ribosio
• Un gruppo amidico proveniente dalla glutammina sostituisce il gruppo pirofosforico (inversione di configurazione)
• Aggiunta di una glicina e formazione di GAR
• Formilazione del gruppo aminico di GAR e formazione di FGAR
• Aggiunta di un altro gruppo aminico, da glutammina, e formazione di FGAM
• Chiusura dell’anello imidazolico (AIR)
• Formazione del secondo anello mediante l’aggiunta degli ultimi 3 atomi, N da aspartato, e C da formile, C da CO₂

L’enzima IMP sintasi catalizza la chiusura del secondo anello.

Sintesi AMP dall’IMP

Il gruppo amminico dell’aspartato si lega all’IMP, reazione favorita dall’idrolisi del GTP.