Salvamento de nucleótidos

Una vía de rescate es una vía en la que un producto biológico se produce a partir de intermediarios en la vía de degradación de su propia sustancia o de una similar. El término a menudo se refiere a la rescate de nucleótidos en particular, en el que los nucleótidos (purina y pirimidina) se sintetizan a partir de intermediarios en su ruta degradativa.

Las vías 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 sufrir una síntesis de novo. Los productos recuperados pueden luego 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 recuperación de nucleótidos requiere sustratos distintos:

Pirimidinas

La uridina fosforilasa o pirimidina-nucleósido fosforilasa sustituye la base libre uracilo por el fosfato anomérico unido a carbono de la ribosa 1-fosfato, formando el nucleósido uridina. La uridina quinasa (también conocida como uridina-citidina quinasa) puede luego fosforilar el carbono 5' de este nucleósido en uridina monofosfato (UMP). La UMP/CMP quinasa (EC 2.7.4.14) puede fosforilar la UMP en uridina difosfato, mientras que la nucleósido difosfato quinasa puede fosforilar en uridina trifosfato.

La timidina fosforilasa o pirimidina-nucleósido fosforilasa agrega 2-desoxi-alfa-D-ribosa 1-fosfato a la timina, con la timina uniéndose al carbono anomérico de la desoxirribosa, formando el desoxinucleósido timidina. Luego, la timidina quinasa puede fosforilar el carbono 5' de este compuesto en monofosfato de timidina (TMP). La timidilato quinasa puede fosforilar TMP en timidina difosfato, mientras que la nucleósido difosfato quinasa puede fosforilar en timidina trifosfato.

Los nucleósidos citidina y desoxicitidina pueden recuperarse a lo largo de la vía del uracilo mediante la 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 quinasa UMP/CMP puede fosforilar (d)CMP en citidina difosfato o desoxicitidina difosfato, mientras que la nucleósido difosfato quinasa puede fosforilar en citidina trifosfato o desoxicitidina trifosfato.

Purinas

Las fosforribosiltransferasas añaden ribosa-5-fosfato activado (fosforribosilpirofosfato, PRPP) a las bases, creando nucleósidos monofosfato. Hay dos tipos de fosforribosiltransferasas: adenina fosforribosiltransferasa (APRT) y hipoxantina-guanina fosforribosiltransferasa (HGPRT). 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.

Biosíntesis de folato

El ácido tetrahidrofólico y sus derivados se producen mediante vías de recuperación a partir de GTP.

Otras vías de salvamento

La recuperación de L-metionina es la vía que regenera la metionina a partir de sus productos derivados. Una versión de la vía utiliza metiltioadenosina (MTA), formando el llamado ciclo de 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.

Recuperación de nicotinato es el proceso de regeneración de nicotinamida adenina dinucleótido a partir de 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 requisitos de NAD, tienden a regular positivamente la vía.

También existen vías de recuperación para la ceramida, la cobalamina, los componentes de la pared celular y la tetrahidrobiopterina en varios organismos.