Biossíntese de pirimidina

A biossíntese da pirimidina é um processo que ocorre tanto no corpo como na síntese orgânica.

Biossíntese de novo da pirimidina

Passos	Enzimas	Produtos
1	carbamil fosfato sintetase II[1]	fosfato de carbamoílo	Este é o passo regulado na biossíntese de pirimidina em animais.
2	transcarbamolase aspártica (aspartato carbamoil transferase)[1]	ácido aspártico de carbamoílo	O grupo fosfato é substituído por aspartato. Este é o passo regulado na biossíntese de pirimidina em bactérias.
3	diidroorotase[1]	diidroorotato	Formação de anéis e desidratação.
4	dihidroorotato desidrogenase[2] (a única enzima mitocondrial)	orotate	O diidroorotato entra então na mitocôndria, onde é oxidado através da remoção de hidrogênios. Este é o único passo mitocondrial na biossíntese de anéis nucleotídicos.
5	orotato fosforibosiltransferase[3]	OMP	O PRPP doa um grupo Ribose.
6	OMP descarboxilase[3]	UMP	Descarboxilação
	uridina-citidina quinase 2[4]	UDP	Fosforilação. ATP é usado.
	nucleosídeo difosfato quinase	UTP	Fosforilação. ATP é usado.
	CTP sintase	CTP	Glutamina e ATP são usados.

A biossíntese De Novo de uma pirimidina é catalisada por 3 produtos gênicos CAD, DHODH e UMPS. As três primeiras enzimas do processo são todas codificadas pelo mesmo gene em DAC, que consiste em carbamoilfosfato sintetase II, aspartato carbamoiltransferase e diihidroorotase. Desidrogenase de diidroorotato (DHODH) ao contrário de CAD e UMPS é uma enzima mono-funcional e está localizada na mitocôndria. A UMPS é uma enzima bifuncional que consiste em orotato fosforibosiltransferase (OPRT) e orotidina monofosfato descarboxilase (OMPDC). Ambos, CAD e UMPS estão localizados ao redor das mitocôndrias, no citosol.[5] Em Fungi, existe uma proteína semelhante, mas não tem a função de diidroorotase: outra proteína catalisa o segundo passo.

Em outros organismos (Bactérias, Archaea e os outros Eucariotos), os três primeiros passos são feitos por três enzimas diferentes.[6]

Catabolismo da pirimidina

As pirimidinas são finalmente catabolizadas (degradadas) em CO₂, H₂O e ureia. A citosina pode ser decomposta em uracila, que pode ser subdividida em N-carbamoil-β-alanina e depois em beta-alanina, CO ₂ e amônia por beta-ureidopropionase. A timina é decomposta em β-aminoisobutirato, que pode ser subdividido em intermediários que eventualmente levam ao ciclo do ácido cítrico.

O β-aminoisobutirato atua como um indicador aproximado da taxa de renovação do DNA.[7]

Regulamentos da biossíntese de nucleotídeos de pirimidina

Através da inibição do feedback negativo, os produtos finais UTP e UDP impedem que a enzima CAD catalise a reação em animais. Por outro lado, o PRPP e o ATP atuam como efetores positivos que aumentam a atividade da enzima.[8]

Referências

1. «Entrez Gene: CAD carbamoyl-phosphate synthetase 2, aspartate transcarbamylase, and dihydroorotase» 
2. «Entrez Gene: DHODH dihydroorotate dehydrogenase» 
3. «Entrez Gene: UMPS uridine monophosphate synthetase» 
4. «Entrez Gene: UCK2 uridine-cytidine kinase 2» 
5. «Higher order structures in purine and pyrimidine metabolism». Journal of Structural Biology. 197. doi:10.1016/j.jsb.2017.01.003 
6. «Pyrimidine Metabolism: Dynamic and Versatile Pathways in Pathogens and Cellular Development». Journal of Genetics and Genomics. 42. doi:10.1016/j.jgg.2015.04.004 
7. «Beta-aminoisobutyric acid, a new probe for the metabolism of DNA and RNA in normal and tumorous tissue». Cancer Research. 34. PMID 4363656 
8. «Pyrimidine Nucleotide Biosynthesis in Animals: Genes, Enzymes, and Regulation of UMP Biosynthesis». Annual Review of Biochemistry. 49. ISSN 0066-4154. doi:10.1146/annurev.bi.49.070180.001345 

Ligações externas

• Visão geral na Queen Mary Universidade de Londres.

• Portal da bioquímica