Tanto los nucleótidos purínicos como pirimidínicos en su biosíntesis, parten de un compuesto activado intermediario, denominado fosforribosil pirofosfato o PRPP (5-fosfo-a-D-ribosa difosfato), que ayuda a formar un enlace b-N-glicosídico entre una ribosa y un átomo de nitrógeno; a partir de la ribosa-5-fosfato, que proviene de la ruta de las pentosas, y un resto de pirofosfato que proviene del ATP.

Los nucleótidos purínicos reciben este nombre porque poseen un anillo púrico que procede de precursores como aminoácidos, CO₂ y unidades de un átomo de C, el primero que se determinó fue la inosina-5´-fosfato (IMP) que sirve para formar AMP y GMP.

Figura 6: Síntesis del anillo imidazólico de las purinas. Tomado de Herrera, E. (Ed). Bioquímica.

En la secuencia de formación del anillo púrico se encuentra desde el principio la ribosa-5´-fosfato; entonces un grupo g-amino de la glutamina se desplaza al grupo pirofosfato del PRPP y se forma la 5-fosfo-b-D-ribosilamina.

Después de cuatro etapas que se detallan en la figura anterior, se formará el primer compuesto cíclico, llamado imidazol .

Una vez que se ha formado el anillo de cinco eslabones del imidazol, se comienza a formar el anillo púrico en cinco fases que se describen en las siguientes figuras, cuyo producto final es un nucleótido purínico, la inosina-5´-fosfato (IMP), que, como ya se ha comentado es el precursor de AMP y del GMP.

Figura 7: Síntesis de inosina-5´-fosfato (IMP). Tomado de Herrera, E. (Ed). Bioquímica.

El AMP y el GMP pueden sufrir una fosforilación para dar lugar a los compuestos difosfatos (ADP y GDP) y, finalmente, a los trifosfatos (ATP y GTP). El ADP se fosforila a ATP en las reacciones de la glucolisis o de la cadena respiratoria.

Figura 8: Formación de AMP y GMP a partir del punto de ramificación del IMP. Tomada de Devlin, T. M. "Bioquímica".

Todos los enzimas implicados en la síntesis y en la degradación de los nucleótidos purínicos se encuentran en el citosol de la célula. No obstante, no todas las células son capaces de realizar la síntesis de novo de los nucleótidos purínicos. Las reacciones que conducen a la síntesis de novo de este tipo de nucleótidos son las siguientes. Estos pasos son los siguientes:

1.  Formación del enlace N-glucosídico

2.  Adición de glicina

3.  Introducción del grupo formilo vía H₄ folato

4.  Adición de nitrógeno a partir de la glutamina

5.  Cierre del anillo para la formación del anillo de imidazol

6.  Adición de CO₂

7.  Adición del grupo NH₂ del aspartato

8.  Rotura del enlace N-C del aspartato

9.  Introducción del formato vía H₄ folato

10.  Cierre del anillo para formar IMP

Regulación de la síntesis de novo de los nucleótidos purínicos

La síntesis de los nucleótidos purínicos es muy importante puesto que van a formar los ácidos nucleicos, por tanto la regulación será muy estrecha. En la siguiente figura aparece representada dicha síntesis. Las flechas continuas indican reacciones catolizadas enzimáticamente. Las flechas a trazos indican los pasos regulados por medio del feedback (+, activación; -, inhibición).

Figura 9: Regulación de la síntesis de los nucleótidos purínicos. Tomado de Devlin, T. M. "Bioquímica".

Degradación de los nucleótidos purínicos

Después de la formación de los ácidos nucleicos y su utilización para las diferentes funciones, éstos se degradan por medio de hidrólisis recuperándose los nucleótidos y nucleósidos para reutilizarse. En este proceso es fundamental el PRPP como donador del grupo ribosa-5´-fosfato.

En la siguiente figura queda representada la degradación de los nucleótidos purínicos:

Figura 10: Degradación de los nucleótidos purínicos. Tomada de Devlin, T. M. "Bioquímica".

Hay otras posibilidades de recuperación, como la transglicosilación con ribosa-1-fosfato, dando lugar al nucleósido correspondiente.

La degradación de los nucleótidos purínicos que provienen de los ácidos nucleicos internos o de la dieta, primero pasa por un proceso de hidrólisis que da lugar a los nucleósidos y por último a las bases púricas libres. Las interrelaciones que hay entre ellos se detallan en la siguiente figura:

Figura 11: Degradación de los nucleótidos purínicos a sus bases correspondientes. Tomado de Herrera, E. (Ed). Bioquímica.

Como producto final de la degradación de las purinas aparece el ácido úrico que es excretado en forma de urato en la orina junto con alguna cantidad de hipoxantina y xantina.