comite de bioetica

Anal. Real Acad. Nal. Farm. 2003,

Artículo Original
Deficiencias en piruvato quinasa y anemias hemolíticas*
AMANDO GARRIDO PERTIERRA Y
JOSÉ MANUEL BAUTISTA SANTA CRUZ
Departamento de Bioquímica y Biología Molecular IV de la Universidad
Complutense de Madrid
RESUMEN
La piruvato quinasa cataliza la transformación de fosfoenolpiruvato y ADP en piruvato y ATP. La enzima, que aparece en todalas células vivas, es clave en la ruta central del
metabolismo de carbohidratos. La deficiencia en piruvato quinasa, debida a una mutación en
el gen PK-LR, origina alteraciones únicamente, en los eritrocitos, porque estas células no
son capaces de compensar el defecto enzimático. Por ello, la deficiencia de esta enzima es
causa principal de la anemia hemolítica no esferocítica que puedeprovocar incluso la muerte
de los pacientes.
Las dificultades en la caracterización bioquímica de la PK nos ha llevado a
estudiar la enzimopatia mediante técnicas de Biología Molecular. El trabajo se realizó sobre
10 pacientes con deficiencia en piruvato quinasa eritrocitaria. Mediante análisis molecular
se han encontrado 11 mutaciones diferentes en los 17 alelos mutados: tres de estasmutaciones, G694A, A1150G y G1154A, no habían sido previamente descritas.
A las mutaciones que originan fuertes modificaciones en la estructura local de la
molécula, observadas mediante estudios de modelización molecular, como consecuencia de
*

Premio de la Real Academia Nacional de Farmacia 2002

A. GARRIDO, J.M BAUTISTA

ANAL. REAL ACAD. NAL. FARM.

un desajuste en el balance de las cargaseléctricas o por impedimento estérico, corresponden
valores disminuidos de la actividad de la enzima en aquellos pacientes portadores de dichas
mutaciones.
Palabras Clave: Enzimopatía eritrocitos.

Anemias hemolíticas.

Mutaciones PK

SUMMARY
Pyruvate kinase deficiencies and hemolytic anemias
The enzyme pyruvate kinase (PK) catalyses the transformation of phosphoenolpyruvate and ADP topyruvate and ATP. The activity of this ubiquitous enzyme is essential for
the central carbohydrate metabolism. Deficiency in PK activity causes non-espherocitic
haemolytic anaemia, due to alterations in the metabolism of erythrocytes. The red cell lacks
alternate metabolic pathways for pyruvate, and can not cope with the enzymatic fault by
increasing the synthesis of the protein. Clinicalsymptoms in patients harbouring a PK
deficiency with anaemia, which may lead to death.
Several difficulties appear in the biochemistry caracterization of the enzyme, which
led to the application of molecular biology tools. The present work was performed on 10 PK
deficient patients. By means of molecular analysis, we have found 11 different mutations in
the 17 alleles analysed, three of which, G694A,A1150G y G1154A, have not been
previously reported.
Changes in the protein structure caused by mutations which introduce steric hindrance or substitutions in charged residues, analised by molecular modeling, showed a clear
correlation with the reduction in PK activity in the patients studied.
Key words: Erythrocyte enzymopathies.

Haemolytic anemias.

Mutations PK

Introducción
Loshematíes, eritrocitos o glóbulos rojos son células sanguíneas, que
además de transportar el oxígeno desde los pulmones a los tejidos, realizan
también otras funciones importantes y por ello contienen varios catabolitos y
enzimas. Aunque los eritrocitos maduros no tienen núcleo, mitocondrias, ni
retículo endoplásmico y por ello no puede sintetizar proteínas, glucógeno,
lípidos, ni llevar a cabola fosforilación oxidativa son capaces de metabolizar
la glucosa y otros monosacáridos. En consecuencia, su metabolismo, muy
reducido, queda limitado a la glucolisis, ruta de las pentosas fosfato, ciclo del
104

VOL. 69 (1) ,

DEFICIENCIAS EN PIRUVATO QUINASA

2,3-bisfosfoglicerato, reacciones de oxidorreducción para la desintoxicación
de sustancias oxidantes y ciertos aspectos del...