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Articulo de referencia

Queuine

La queuina ( / k j uː iː n / ) ( Q ) es una nucleobase hipermodificada que se encuentra en la primera posición (o de balanceo ) del anticodón de los ARNt específicos para Asn, A...

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La queuina ( / k j uː iː n / ) ( Q ) es una nucleobase hipermodificada que se encuentra en la primera posición (o de balanceo ) del anticodón de los ARNt específicos para Asn, Asp, His y Tyr, en la mayoría de los eucariotas y procariotas . [ 1 ] Debido a que es utilizada por todos los eucariotas pero producida exclusivamente por bacterias, es una vitamina putativa. [ 2 ]

El nucleósido de la queuina es la queuosina . La queuina no se encuentra en el ARNt de las arqueas; sin embargo, un derivado relacionado de la 7-deazaguanina, cuyo nucleósido es la arqueosina , aparece en una posición diferente del ARNt, el bucle de dihidrouridina, y en ARNt con mayor especificidad.

Historia y denominación

En 1967, se descubrió que los cuatro ARNt mencionados anteriormente contenían un nucleósido hasta entonces desconocido, al que se denominó "Nucleósido Q". Este nombre se mantuvo durante gran parte del trabajo de caracterización del compuesto, tras lo cual se propuso que su nombre común se basara en el sonido de la letra Q, dando lugar a "queuina" por analogía con la guanina y otras nucleobases, y a "queuosina" por analogía con la guanosina y otros nucleósidos. [ 3 ]

Biosíntesis y función

La presencia de queuina en ciertos ARNt es una característica casi ubicua de la vida eucariota, lo que significa que se encuentra en todas las células sanas del cuerpo humano. También se encuentra en todos los demás animales, plantas y hongos. La única excepción conocida es la levadura de cerveza, Saccharomyces cerevisiae . Sin embargo, la queuosina solo puede ser producida por bacterias; los organismos superiores deben obtenerla de la dieta o recuperarla de microbios simbióticos: un proceso para el cual existe maquinaria enzimática específica. [ 4 ] Debido a que la queuina es necesaria para el buen funcionamiento celular en los animales, pero es producida exclusivamente por microbios, puede considerarse una vitamina, similar a las vitaminas B , muchas de las cuales también son producidas principal o exclusivamente por bacterias. [ 2 ]

La vía de biosíntesis de la queuina comparte un paso inicial enzimático común con el folato . Debido a que la queuosina en el ARN de la dieta o de las bacterias intestinales puede ser recuperada y convertida en queuina por el cuerpo humano, la queuosina podría considerarse un vitámero de la queuina. Hasta 2019, los requerimientos humanos de queuina no se comprenden bien y se desconoce la prevalencia de la deficiencia de queuina en humanos. [ 5 ] Las plantas obtienen queuina del ARNt de bacterias simbióticas en y alrededor de sus raíces.

Una vez recuperada, la queuosina reemplaza una base de guanina en el anticodón de ciertos ARNt, donde parece desempeñar un papel en asegurar el reconocimiento rápido y preciso de los codones de los ARNm correspondientes . En ausencia de la modificación por queuosina, la traducción en los codones decodificados por Q se ralentiza hasta el punto de que muchas proteínas no pueden plegarse correctamente. [ 6 ]

En experimentos con animales, utilizando ratones libres de gérmenes, incluso la ausencia total de queuina en la dieta no resulta letal en presencia de un aporte adecuado del aminoácido tirosina . Sin embargo, la privación de tirosina en la dieta provoca un rápido deterioro físico y la muerte en un plazo de dos semanas. La tirosina no suele ser un nutriente esencial para los animales que reciben fenilalanina en su dieta, lo que sugiere que la deficiencia de queuina afecta la actividad de la fenilalanina hidroxilasa .

Investigación sobre enzimas

BH4 es un cofactor de las enzimas hidroxilasas de aminoácidos aromáticos dependientes de biopterina , que catalizan la conversión de fenilalanina a tirosina , tirosina a L-DOPA y triptófano a 5-HTP , oxidando BH4 a dihidrobiopterina ( BH2 ) en el proceso. BH2 debe ser reconvertida a BH4 por la enzima dihidropteridina reductasa antes de poder ser utilizada nuevamente. El agotamiento de queuina parece afectar este proceso de "reciclaje", lo que resulta en un déficit de BH4 y un exceso de BH2 , lo cual a su vez afecta la actividad de las enzimas hidroxilasas de aminoácidos aromáticos. [ 7 ]

Debido a que las enzimas hidroxilasas de aminoácidos aromáticos son los pasos limitantes de la velocidad en la biosíntesis de serotonina y dopamina en el cuerpo (y metabolitos subsiguientes como melatonina , norepinefrina y adrenalina ), la deficiencia de queuina está siendo investigada como una posible causa de enfermedades humanas vinculadas a un déficit de estos neurotransmisores. [ 8 ]

Referencias

  1. ↑ Farkas, Walter R. (1983). "Queuina, los ARNt que contienen Q y las enzimas responsables de su formación". Nucleósidos y nucleótidos . 2 : 1–20 . doi : 10.1080/07328318308078845 .
  2. 1 2 Björk, Glenn R.; Rasmuson, Torgny (2014). "Vínculos entre la modificación del ARNt y el metabolismo y los nucleósidos modificados como marcadores tumorales". Modificación y edición del ARN . págs. 471–491 . doi : 10.1128/9781555818296.ch26 . ISBN  978-1-68367-268-5Mientras que las bacterias pueden sintetizar el precursor preQ0, los organismos eucariotas son incapaces de producir queuina y dependen de la presencia de esta base en su dieta. Por lo tanto, la queuina puede considerarse una vitamina.
  3. ↑ Nishimura, Susumu; et al. (1983). Cohn, Waldo (ed.). Avances en la investigación de ácidos nucleicos y biología molecular . Vol. 28. Nueva York: Academic Press, Inc. pp. 50–80 . ISBN    0-12-540028-4.
  4. ↑ Zallot, Rémi; et al. (15 de agosto de 2014). "La queuosina, un micronutriente vegetal, animal y fúngico, es recuperada por miembros de la familia de proteínas DUF2419" . ACS Chemical Biology . 9 (8): 1812– 1825. doi : 10.1021/cb500278k . PMC 4136680. PMID 24911101 .   
  5. ↑ Skolnick, Stephen ; Greig, Nigel (1 de marzo de 2019). "Microbios y monoaminas: posibles consecuencias neuropsiquiátricas de la disbiosis" . Trends in Neurosciences . 42 (3): 151– 163. doi : 10.1016/j.tins.2018.12.005 . PMID 30795845. S2CID 72335336. Recuperado el 6 de mayo de 2020 .  
  6. ↑ Tuorto, Francesca; et al. (14 de septiembre de 2018). "Los ARNt modificados con queuosina confieren control nutricional de la traducción de proteínas" . EMBO J. 37 ( 18) e99777. doi : 10.15252/embj.201899777 . PMC 6138434. PMID 30093495 .   
  7. ↑ Rakovich, Tatsiana; et al. (12 de abril de 2011). "La deficiencia de queuosina en eucariotas compromete la producción de tirosina a través de una mayor oxidación de tetrahidrobiopterina" . Journal of Biological Chemistry . 286 (22): 19354– 19363. doi : 10.1074/jbc.M111.219576 . PMC 3103313. PMID 9016755 .   
  8. ↑ Pennisi, Elizabeth (2020). "Conociendo el psicobioma" . Science . 368 (6491): 570– 573. Bibcode : 2020Sci...368..570P . doi : 10.1126/science.368.6491.570 . PMID 32381701. S2CID 218555010. Recuperado el 23 de noviembre de 2022 .  
  • Base de datos del metaboloma humano: Queuine (HMDB01495)