Síntesis de novo
Síntesis de moléculas complejas a partir de precursores simples

En química , la síntesis de novo (del latín  'de lo nuevo') es la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas simples como azúcares o aminoácidos , en oposición al reciclaje después de una degradación parcial . Por ejemplo, los nucleótidos no son necesarios en la dieta, ya que pueden construirse a partir de pequeñas moléculas precursoras como el formato y el aspartato . La metionina , por otro lado, es necesaria en la dieta porque, si bien puede degradarse y luego regenerarse a partir de homocisteína , no puede sintetizarse de novo .

Nucleótido

Las vías de novo de nucleótidos no utilizan bases libres: adenina (abreviada como A), guanina (G), citosina (C), timina (T) o uracilo (U). El anillo de purina se construye un átomo o unos pocos átomos a la vez y se une a la ribosa durante todo el proceso. [1] El anillo de pirimidina se sintetiza como orotato y se une al fosfato de ribosa y luego se convierte en nucleótidos de pirimidina comunes .

Colesterol

El colesterol es un componente estructural esencial de las membranas celulares animales . El colesterol también sirve como precursor para la biosíntesis de hormonas esteroides , ácido biliar [2] y vitamina D. En los mamíferos, el colesterol se absorbe a partir de fuentes dietéticas o se sintetiza de novo . Hasta el 70-80% de la síntesis de colesterol de novo ocurre en el hígado , y aproximadamente el 10% de la síntesis de colesterol de novo ocurre en el intestino delgado . [3] Las células cancerosas requieren colesterol para las membranas celulares, por lo que las células cancerosas contienen muchas enzimas para la síntesis de colesterol de novo a partir de acetil-CoA . [3]

Ácido graso (De nuevolipogénesis)

La lipogénesis de novo (DNL) es el proceso por el cual el exceso de carbohidratos [4] de la circulación se convierte en ácidos grasos , que pueden convertirse a su vez en triglicéridos u otros lípidos. [5] El acetato y algunos aminoácidos (especialmente la leucina y la isoleucina ) también pueden ser fuentes de carbono para la DNL. [6]

Normalmente, la lipogénesis de novo ocurre principalmente en el tejido adiposo . Pero en condiciones de obesidad , resistencia a la insulina o diabetes tipo 2, la lipogénesis de novo se reduce en el tejido adiposo (donde la proteína de unión al elemento sensible a los carbohidratos (ChREBP) es el principal factor de transcripción ) y aumenta en el hígado (donde la proteína de unión al elemento regulador de esteroles 1 (SREBP-1c) es el principal factor de transcripción). [5] La ChREBP normalmente se activa en el hígado por la glucosa (independientemente de la insulina). [7] La ​​obesidad y las dietas ricas en grasas hacen que se reduzcan los niveles de proteína de unión al elemento sensible a los carbohidratos en el tejido adiposo. [5] Por el contrario, los altos niveles de insulina en sangre, debido a una comida alta en carbohidratos o resistencia a la insulina, inducen fuertemente la expresión de SREBP-1c en el hígado. [7] La ​​reducción de la lipogénesis de novo del tejido adiposo y el aumento de la lipogénesis de novo del hígado debido a la obesidad y la resistencia a la insulina conduce a la enfermedad del hígado graso .

El consumo de fructosa (a diferencia de la glucosa) activa tanto SREBP-1c como ChREBP de manera independiente de la insulina. [8] Aunque la glucosa se puede convertir en glucógeno en el hígado, la fructosa aumenta invariablemente la lipogénesis de novo en el hígado, elevando los triglicéridos plasmáticos, más que la glucosa. [8] Además, cuando se consumen cantidades iguales de bebidas endulzadas con glucosa o fructosa, la bebida de fructosa no solo causa un mayor aumento de los triglicéridos plasmáticos, sino que causa un mayor aumento de la grasa abdominal . [8]

La DNL está elevada en la enfermedad del hígado graso no alcohólico (NAFLD) y es un sello distintivo de la enfermedad. [9] En comparación con los controles sanos, los pacientes con NAFLD tienen un aumento promedio de 3,5 veces en la DNL. [9]

La síntesis de ácidos grasos de novo está regulada por dos enzimas importantes, a saber, la acetil-CoA carboxilasa y la sintetasa de ácidos grasos . [6] La enzima acetil-CoA carboxilasa es responsable de introducir un grupo carboxilo en la acetil-CoA, lo que produce malonil-CoA. Luego, la enzima sintetasa de ácidos grasos es responsable de convertir la malonil-CoA en una cadena de ácidos grasos. La síntesis de ácidos grasos de novo no es activa principalmente en las células humanas, ya que la dieta es la principal fuente de la misma. [10] Por lo tanto, se considera que es un contribuyente menor a la homeostasis de lípidos séricos. [4] En ratones, la síntesis de AG de novo aumenta en el tejido adiposo blanco con la exposición a temperaturas frías, lo que podría ser importante para el mantenimiento de los niveles de TAG circulantes en el torrente sanguíneo y para suministrar AG para la termogénesis durante exposiciones prolongadas al frío. [11]

ADN

La síntesis de ADN de novo se refiere a la creación sintética de ADN en lugar del ensamblaje o modificación de secuencias de ADN precursoras naturales. [12] La síntesis inicial de oligonucleótidos es seguida por la síntesis artificial de genes y, finalmente, por un proceso de clonación , corrección de errores y verificación, que a menudo implica la clonación de los genes en plásmidos en Escherichia coli o levadura . [12]

La primasa es una ARN polimerasa y puede agregar un cebador a una cadena existente que espera replicarse. La ADN polimerasa no puede agregar cebadores y, por lo tanto, necesita que la primasa agregue el cebador de novo .

Referencias

  1. ^ Ali, Eunus S.; Sahu, Umakant; Villa, Elodie; O'Hara, Brendan P.; Gao, Peng; Beaudet, Cynthia; Madera, Antonio W.; Asara, John M.; Ben-Sahra, Issam (1 de junio de 2020). "ERK2 fosforila PFAS para mediar el control postraduccional de la síntesis de purinas de novo". Célula molecular . 78 (6): 1178–1191.e6. doi :10.1016/j.molcel.2020.05.001. ISSN  1097-2765. PMC  7306006 . PMID  32485148.
  2. ^ Hanukoglu I (diciembre de 1992). "Enzimas esteroidogénicas: estructura, función y papel en la regulación de la biosíntesis de hormonas esteroides". J Steroid Biochem Mol Biol . 43 (8): 779–804. doi :10.1016/0960-0760(92)90307-5. PMID  22217824. S2CID  112729.
  3. ^ ab Yang J, Wang L, Jia R (2020). "El papel de las enzimas de síntesis de colesterol de novo en el cáncer". Journal of Cancer . 11 (7): 1761–1767. doi :10.7150/jca.38598. PMC 7052851 . PMID  32194787. 
  4. ^ ab Ameer, Fatima; Scandiuzzi, Lisa. "Lipogénesis de novo en la salud y la enfermedad". NCBI . Epub . Consultado el 12 de abril de 2014 .
  5. ^ abc Song Z, Xiaoli AM, Yang F (2018). "Regulación y significado metabólico de la lipogénesis de novo en los tejidos adiposos". Nutrients . 10 (10): E1383. doi : 10.3390/nu10101383 . PMC 6213738 . PMID  30274245. 
  6. ^ ab Wallace M, Metallo CM (2020). "Rastreando conocimientos sobre la lipogénesis de novo en el hígado y los tejidos adiposos". Seminarios en biología celular y del desarrollo . 41 (1): 65–71. doi :10.1016/j.semcdb.2020.02.012. PMID  32201132. S2CID  214617840.
  7. ^ ab Xu X, So JS, Park JG, Lee AH (2013). "Control transcripcional del metabolismo lipídico hepático por SREBP y ChREBP". Seminarios sobre enfermedades hepáticas . 33 (4): 301–311. doi :10.1055/s-0033-1358523. PMC 4035704. PMID  24222088 . 
  8. ^ abc Herman MA, Samuel VT (2016). "El dulce camino hacia la desaparición metabólica: síntesis de fructosa y lípidos". Tendencias en endocrinología y metabolismo . 27 (10): 719–730. doi :10.1016/j.tem.2016.06.005. PMC 5035631 . PMID  27387598. 
  9. ^ ab Marjot T, Moolla A, Cobbold JF, Hodson L, Tomlinson JW (2020). "Enfermedad del hígado graso no alcohólico en adultos: conceptos actuales en etiología, resultados y tratamiento". Endocrine Reviews . 41 (1): 66–117. doi : 10.1210/endrev/bnz009 . PMID  31629366.
  10. ^ Mashima T, Seimiya H, Tsuruo T (mayo de 2009). "Síntesis de ácidos grasos de novo y vías relacionadas como objetivos moleculares para la terapia del cáncer". British Journal of Cancer . 100 (9): 1369–72. doi :10.1038/sj.bjc.6605007. PMC 2694429 . PMID  19352381. 
  11. ^ Flachs, P; Adamcova, K; Zouhar, P; Marqués, C; Janovska, P; Viegas, yo; Jones, JG; Bardova, K; Svobodova, M; Hansikova, J; Kuda, O (marzo de 2017). "Inducción de lipogénesis en grasa blanca durante la exposición al frío en ratones: vínculo con el fenotipo magro". Revista Internacional de Obesidad . 41 (3): 372–380. doi :10.1038/ijo.2016.228. ISSN  0307-0565. PMID  28008171. S2CID  4111899.
  12. ^ ab Kosuri S, Church GM (2014). "Síntesis de ADN de novo a gran escala: tecnologías y aplicaciones". Nature Methods . 11 (5): 499–507. doi :10.1038/nmeth.2918. PMC 7098426 . PMID  24781323. 

Lectura adicional

  • Bioquímica ilustrada de Harper, 26.ª edición: Robert K. Murray, Darryl K. Granner, Peter A. Mayes y Victor W. Rodwell
  • Principios de bioquímica de Lehninger, cuarta edición - David L. Nelson, Michael M. Cox
  • Bioquímica 5.a ed. - Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer
  • Bioquímica - Garrett y Grisham (segunda edición)
  • Bioquímica, 2.ª edición, de Reiginald y Charles Grisham
  • Bioquímica para principiantes por John T Moore, EdD y Richard Langley, PhD
  • Stryer L (2007). Bioquímica. Sexta edición. WH Freeman and Company. Nueva York. EE. UU.
  • Metabolismo de purinas y pirimidinas
  • Síntesis de novo de nucleótidos de purina
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