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cido flico

Vitamina B12S-Adenosilmetionina

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Se pueden transferir unidades monocarbonadas

de un compuesto a otro.Estas unidades monocarbonadas pueden estar

en diferentes estados de oxidacin.La forma ms oxidada, CO2, es transferida por labiotina en reacciones de carboxilacin.

En otros estados de oxidacin, son transferidospor folato.

Los metilos pueden ser transferidos por vitaminaB12 (cobalamina), folato y S-adenosilmetionina

(SAM).

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BIOTINA

La forma ms oxidada, CO2,es transferida por la biotina.

Participa en reacciones decarboxilacin como molculatransportadora de dixido de

carbono.Acetil-CoA carboxilasa

Piruvato carboxilasa

Propionil-CoA carboxilasa

3-metilcrotonil-CoA carboxilasa

Ojo, no participa en reaccio-nes de descarboxilacin!

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La biotina se une a covalentemente a una lisina de la

enzima, generando un brazo largo.

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La biotina es un nutriente esencial. Las deficiencias enbiotina son raras y ocurren por el consumo de huevoscrudos, que tienen una protena, AVIDINA, que se une ala biotina muy fuertemente (constante de disociacin10-15 M) y previene la absorcin intestinal.

La avidina y su homlogo microbiano streptavidina seutilizan en aplicaciones biotecnolgicas donde semarcan protenas con biotina y se purifican por

cromatografa de afinidad.

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FOLATO

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Folato

Su nombre proviene de su presencia en hojas verdes.Vitamina soluble del complejo B.

Transfiere unidades monocarbonadas en diferentesestados de oxidacin.

El nombre folato refiere en forma genrica a losdiferentes derivados.

El folato se utiliza en diferentes reacciones metablicas,

en el metabolismo de aminocidos, en la sntesis depurinas y en la sntesis de dTMP (desoxitimidilato) apartir de dUMP.

Es requerido por tejidos en crecimiento.

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Folato

Los derivados del folato transportan unidadesmonocarbonadas en diferentes estados de oxidacin

intermedios unidos a N-5 (formil, formimino, metilo), aN-10 (formilo) o a ambos (metileno y metenilo).

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Folato

Consta de:Un anillo pterina.

cido p-aminobenzoico.Cola de poliglutamato formada por varios (hasta 8)glutamatos unidos por enlace amida, por el carboxilo

gama, lo cual confiere carcter de polianin.

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Relacionadas a colorantes. Se descubrieron apartir de un colorante azo con sufanilamida.Tienen un grupo sulfonamida.

Las bacterias necesitan sintetizar folato. Lasulfa es un inhibidor de la enzima encargadade sintetizar folato a partir de PABA ydihidropteroato. Como los humanos nosintetizamos folato sino que lo adquirimos dela dieta, no nos afecta.

Las descubri Gerhald Domagk en 1932 en Alemania. Luego de experimentos conanimales, prueba el colorante rojo Prontosil con su hija, entonces infectada conestreptococo. Patente 1935, publicaciones de resultados en humanos 1935. Nobel1939, otorgado 1947.

Muy importantes en la segunda guerra. Muerte de heridos en ejrcito americano:8.25% en primera guerra, 4.5% en segunda. Bactrim. Penicilina: descubierta 1928 porFleming, disponible 1942.

Ada Matilde, ~1935, sepsis, S. aureus. Dubordier trae lanovedad de Francia, Prontosil, orina roja. Entoncesdesahuciada, sobrevive a 5 mdicos tratantes.

Drogas sulfas antibiticos - una de las primeras drogas milagrosas

Prontosil

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El folato es sintetizado por microorganismos y plantas.

El folato suele ingerirse en forma reducida de la dieta, uoxidada de los suplementos. En el organismo predominareducido.

A nivel del intestino, el folato de la dieta es desconjugado(pierde glutamatos) a la forma monoglutamato. Se absorbe,se transforma en 5-metiltetrahidrofolato a nivel de las clulas

intestinales, entra a la sangre y en el hgado se reconjuga apoliglutamato.

Los poliglutamatos son la forma preferida por las enzimas

dentro de las clulas, y los monoglutamatos son las formasde transporte.

La forma predominante en la sangre es el 5-

metiltetrahidrofolato.

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El folato oxidado provenientede la dieta es reducido a

dihidrofolato primero y luego atetrahidrofolato por la enzimadihidrofolato reductasa.

La forma que lleva lasunidades monocarbonadas esel tetrahidrofolato.

El metotrexato es un inhibidor de la dihidrofolato reductasa. Seutiliza en el tratamiento de cncer y enfermedades autoinmunes.

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Las unidadas monocarbonadas pueden estar endiferentes estados de oxidacin, de 10-formil a 5-metil.

Una vez formado, el 5-metil-tetrahidrofolato no puede reoxidarsefcilmente a 5,10-metilen-tetrahidrofolato, y se acumular en las

clulas. Veremos cmo se reincorpora el 5-metil-tetrahidrofolatoal pool de folato.

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La conversin entre las diferentes formasmonocarbonadas se entremezcla con los rolesmetablicos del folato.

Las fuentes de unidades carbonadas para el poolde folato incluyen:

Serina

Glicina

Histidina (degradacin)

Formaldehdo

Formiato (degradacin de triptofano)

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La serina, cuyos carbonos a su vez pueden obtenersede carbohidratos (3-fosfoglicerato), es la principal fuentede unidades monocarbonadas al pool de folato

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Destinos de las unidades monocarbonadas

1. Interconversin entre serina y glicina

2. Sntesis de desoxitimidilato (dTMP a partir de

dUMP, utiliza 5,10-metilen-tetrahidrofolato, elcual se transforma en dihidrofolato).

3. Sntesis de purinas (10-formil-tetrahidrofolato).4. Remetilacin de la metionina (se transfiere un

metilo de 5-metil-tetrahidrofolato, va cobalamina,a homocistena para formar metionina).

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1. Interconversin entre serina y glicina

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El dTMP se sintetiza por metilacin de dUMP conla timidilato sintasa

2. Sntesis de desoxitimidilato

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Timidilato sintasa

Se introduce un metilo aexpensas de 5,10-metilen-tetrahidrofolato, el

cual es oxidado adihidrofolato.

El 5,10-metilen-

tetrahidrofolato seregenera con ladihidrofolato reductasay

con la serina hidroximetiltransferasa

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El fluorodesoxiuridilato es un inhibidor suicida dela timidilato sintasa.

Se utiliza como agente anticancergeno.

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La dihidrofolato reductasa es necesaria para reducir la formaoxidada de la vitamina, proveniente de la dieta, as como el

dihidrofolato proveniente de la sntesis de timidilato.La inhibicin de la dihidrofolato reductasa hace que todo el poolde folato est como dihidrofolato y que se inhiba la sntesis de

dTMP, y tambin la sntesis de purinas y de algunos aminocidos.

anticancergeno -inhibidor de ladihidrofolato reductasa

La dihidrofolatoreductasa es un

blanco atractivopara laquimioterapia.

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3. Sntesis de purinas (10-formil-FH4)

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4. Remetilacin de la metionina

A su vez, el 5-

metiltetrahidrofolatose forma aexpensas demetilentetrahi-

drofolato y NADPH,con la enzimametilen-tetrahidrofolatoreductasa

N5,N10-methylene-THF

NADPH

NADP

B12

PLPPLP

-

-

Se transfiere un

metilo de 5-metil-tetrahidrofolato, vacobalamina, ahomocistena paraformar metionina.

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Remetilacin

S

NH3+

CH3-O

O

O

NH3+

S+ CH3

OH OH

-O

O N

N

N

N

NH2

O

NH3+

S

OH OH

-O

ON

N

N

N

NH2

SH

O

-O

NH3+

ATP Pi + PPi

methionineadenosyltransferase

methyltransferases

acceptor

CH3-acceptor

methionine

S-adenosylmethionine

(SAM)

S-adenosylhomocysteine (SAH)

adenosine H2O

N5-CH3-H

4

folato

betaine

dimethylglycine

betaine-homocysteinemethyltransferase

H4

folate

methionine

synthase(B12)

homocysteine

N5,N10-CH2-H4folate

N5,N10-CH2-

H4folate

reductase

La metionina forma S-adenosilmetionina (SAM oAdoMet). Al metilar molculas, el SAM se convierte

en S-adenosilhomocistena, que se hidroliza ahomocistena. Participan el folato y la cobalamina.

cobalamin(B12)

folate

(otra imagen)

R il i d h i i i

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Remetilacin de homocistena a metioninaSe transfiere un grupo metilo de 5-metil-tetrahidrofolato a

homocistena para formar metionina, va cobalamina.

Metionina sintasa (B12)

El 5-metil-tetrahidrofolato transfiere elmetilo a la cobalamina, formandotetrahidrofolato y metilcobalamina. Lametilcobalamina transfiere el metilo a

la homocistena.

Metilen-tetrahidrofolato reductasa

El metil-tetrahidrofolato se forma porreduccin del metilen-tetrahidrofolatocon NAD(P)H. 10% de la poblacinpresenta una variante mutada de la

metilen-tetrahidrofolato reductasa.

S

NH3+

CH3-O

O

SHO

-O

NH3+

methionine

N5-CH3-

H4folate

H4folate

methionine

synthase(B12)

homocysteine

N5,N10-CH2-H4folate

N5,N10-CH2-

H4folate

reductase

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En suma:La remetilacin de homocistena a metionina selleva a cabo con la metionina sintasa, enzima queutiliza B12, a expensas del metiltetrahidrofolatoformado por la metilen-tetrahidrofolato reductasa.

(Adems, el hgado tiene una va alternativa en la que la

remetilacin de la metionina se lleva a cabo a expensasde betana.)

N+

O

-O

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Los derivados del tetrahidrofolato seutilizan para la sntesis de aminocidos,purinas y desoxitimidilato.

Por lo tanto, molculas inhibidores delmetabolismo de folato pueden ser usadoscomo drogas anticancergenas y comoagentes antimicrobianos.

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Deficiencias en folato

Anemia megaloblstica. Las clulas precursoras de los glbulos rojosno pueden sintetizar ADN y dividirse. Quedan grandes. Adems, seacumulan errores en el ADN (por incorporacin de dU).

Hiperhomocisteinemia y trastornos vasculares.

Defectos en el desarrollo. Las deficiencias en folato en lasembarazadas estn asociadas a trastornos en el desarrollo del tuboneural del beb. La suplementacin periconcepcional con folato reduce

la incidencia de defectos en el tubo neural.

Se aconseja a las mujeres que van a quedar

embarazadas que tomen 400 microgramos(0.4 miligramos) de folato por da.

S l i f l

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Suplementacin con folato

Varios pases recomiendan la suplementacin de laharina con folato (Estados Unidos desde 1998).

Beneficio: prevencin de defectos en el tubo neural.Riesgos: enmascarar deficiencias en B12.Efectos inciertos: riesgo de cncer de colon.

No hay duda que es bueno consumirmuchas frutas y verduras!

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Cobalamina

Vitamina B12

C b l i

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Es sintetizada exclusivamente por microorganismos (niplantas, ni animales).

Se encuentra solamente en alimentos de origen animal

(ojo vegetarianos estrictos).Coenzimas sensibles a oxidacin y luz.

Su absorcin y transporte es compleja. Depende de lapresencia de una protena en el estmago, el factorintrnseco, entre otras.

El hgado almacena 50% de la B12, pueden pasar tresaos antes de que haya deficiencia.

Cobalamina

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La causa principal de deficiencias en B12 es lafalta de factor intrnseco (protena para laabsorcin de B12 en el estmago).

Causa anemia perniciosa y alteracionesneurolgicas.

La deficiencia en factor intrnseco puede sercausada por defectos hereditarios u otros.

La B12 no puede ser administrada oralmente enesos casos.

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Cobalamina - Estructura compleja

Premio Nobel a Dorothy Hodgkin en 1964 por dilucidar laestructura y a Robert Woodward en 1965 por sintetizarla.

La cobalamina (B12)

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La cobalamina (B12)tiene un cobalto

central rodeado de unanillo corrina plano,con los cuatronitrgenos pirrlicos

coordinados al metal.Un ligando axial es undimetilbenzimidazol.

El otro puede sermetilo odesoxiadenosilo.

La presencia de unenlace cobalto-carbono es rara.

La cobalamina participa en DOS reacciones:

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La cobalamina participa en DOS reacciones:

1. metionina sintasa (metilcobalamina)

convierte la homocistena a metionina a

expensas de metil-tetrahidrofolatotransformndose en tetrahidrofolato

2. metilmalonil-CoA mutasa(desoxiadenosilcobalamina)

convierte el metilmalonil-CoA (formado en elcatabolismo de Val, Ile, Thr, Met y cidos grasosde nmero impar) a succinil-CoA

1 Remetilacin de la

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1. Remetilacin de lametionina con la metioninasintasa

B12

PLP

PLP

El 5-metil-FH4

transfiere elmetilo ahomocistenapara formarmetionina, vacobalamina queforma

metilcobalamina,y sta lotransfiere ahomocistena

N5,N10-methylene-THF

NADPHNADP

L d il

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La trampa de metilo

El reciclaje de 5-metil-tetrahidrofolato a tetrahidrofolatosolo puede hacerse con la reaccin de la metioninasintasa, que requiere B12.

N5,N10-methylene-THF

NADPH

NADP

B12

Si la B12 o la metioninasintasa son deficientes,

todo el pool de folatoquedar como 5-metil-tetrahidrofolato, y habr

una deficienciafuncional de folato.

Diferentes enzimas interconvierten las diferentes formas de folato.

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e e tes e as te co e te as d e e tes o as de o ato

Pero, una vez que se forma el metil-tetrahidrofolato (a travs de lametilen-tetrahidrofolato reductasa), la nica forma que tiene de volver al

pool de folato es a travs de la metionina sintasa, que a su vezdepende de cobalamina (B12).

Por eso, la metionina sintasa no solo remetila la homocistena ametionina sino que tambin retorna el metil-tetrahidrofolato al pool defolato.

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2. Metilmalonil-CoA mutasa

El propionil-CoA proviene

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El propionil CoA provienede la degradacin de la

metionina, isoleucina,valina, treonina, cidosgrasos de cadena impar y

cadena lateral delcolesterol.

Es convertido ensuccinil-CoA por lapropionil-CoA

carboxilasa(biotina) y lametilmalonil-CoA

mutasa (B12)

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La coenzima 5'-desoxiadenosil cobalamina es unabuena generadora de radicales libres va la rupturadel enlace C-Co. Cataliza la ruptura homoltica del

enlace C-H del metilmalonil-CoA.

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Las deficiencias en B12 tienen dos

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manifestaciones clnicas:

1. Hematopoitica. Idntico a lo que se observaen casos de deficiencia de folato. La falta de

B12 causa una deficiencia funcional en elfolato. Trampa de folato.

2. Neurolgica. Probablemente causada porhipometilacin del sistema nervioso.

Las deficiencias en B12 tambin estn asociadasa hiperhomocisteinemia y dao vascular.

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S-adenosilmetionina

S-adenosilmetionina (SAM o AdoMet)

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( )

La metionina reacciona con ATP

formando SAM.El sulfonio es un excelentedonador de metilo a oxgenos o

nitrgenos de diferentesmolculas. Luego de transferirel metilo, el SAM forma

homocistena.

S

NH3+

CH3-O

O

O

NH3+

S+ CH3

OH OH

-O

ON

N

N

N

NH2

O

NH3+

S

OH OH

-O

ON

N

N

N

NH2

ATP Pi + PPi

methionineadenosyltransferase

methyltransferases

acceptor

CH3-acceptor

methionine

S-adenosylmethionine (SAM)

S-adenosylhomocysteine (SAH)

S-adenosilmetionina

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+

Ms de 35 reacciones requieren SAM en humanos. Por ejemplo:

Precursor Producto metiladoGuanidinoacetato Creatina

Nucletidos (ADN y ARN) Nucletidos metiladosNorepinefrina EpinefrinaFosfatidiletanolamina FosfatidilcolinaAcetilserotonina Melatonina

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Adems de ser un agente

metilante, la S-adenosilmetionina esprecursora de poliaminas,luego de decarboxilarse.

+

SAM

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Hiperhomocisteinemia

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Qu causa aumentos en la homocistena plasmtica?- Deficiencias en vitaminas: B12, folato, B6 (PLP).

- Deficiencias hereditarias en cistationina beta-sintasa, o en

metilen-tetrahidrofolato reductasa, o en metionina sintasa.- Alteraciones renales.

Homocistena total normal en plasma: 8-12 M.

La hiperhomocisteinemia es un factor de riesgo deenfermedades cardiovasculares.

Un aumento de 3 M est asociado a un aumento del 11% encardiopata isqumica y de 19% en ataques cerebrovasculares.

Causa o biomarcador???

Hiperhomocisteinemia y suplementacin

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Los aumentos en homocistena plasmtica estn relacionados a daocardiovascular y neurolgico.

La suplementacin con vitaminas (folato, B12, B6) disminuye el nivel

plasmtico de homocistena. Pero, mejora la salud cardiovascular?Varios estudios clnicos han abordado esta pregunta.

Un meta-anlisis de resultados publicados sobre ocho ensayos parabajar la homocistena y prevenir la enfermedad vascular... un total de37,485 individuos.... se comparaban los efectos de vitaminas delcomplejo B.. 5 years... NO hay evidencia que el uso de vitaminas Bprevenga la enfermedad vascular.

Clarke, 2011, J Inher Metab Dis