Metabolismo de aminoácidos
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XI. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Y SU RELACION CON OTRAS VIAS METABOLICAS.
Mecanismos gales. de degradación de aa.
Desaminación oxidativa y no oxidativa.
Transaminación. Descarboxilación.
Formación de aminas biógenas.
Mecanismo de acción del fosfato de piridoxal.
Metabolismo del fragmento C.
Metilación. Metionina activa. Transferencia de metilos.
Papel del ácido tetrahidrofólico.
XI. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Y SU RELACION CON OTRAS VIAS METABOLICAS.
Mecanismo de biosíntesis de aa.
aa esenciales y no esenciales.
Destino de los aa. Destino del amoníaco.
Arginina y ciclo de la urea.
Destino del residuo no nitrogenado de aa.
aa cetogénicos y glucogénicos.
aa como precursores de otras sustancias: hemoproteínas, porfirinas y clorofilas; nucleótidos úricos y pirimidínicos; poliaminas.
NO HACER INCAPIÉ EN LAS ESTRUCTURAS SINO EN LOS
CONCEPTOS GENERALES
Los aa (de proteínas de la dieta o degradación de proteínas
intracelulares) constituyen la última clase de biomoléculas cuya oxidación contribuye de manera significativa a la generación de
energía metabólica
La función energética de los aa es secundaria y reemplazable por la participación en síntesis de otros
componentes celulares, de hormonas y de otras sustancias celulares que se desempeñan en
funciones insustituibles.
TODOS LOS ORGANISMOS VIVOS REQUIEREN UNA FUENTE DE
NITRÓGENO (aa., nucleótidos, ... )
QUE PASA CUANDO LAS SUSTANCIAS NITROGENADAS SON
OFRECIDAS EN EXCESO? * FUENTE DE ENERGIA
SE ALMACENAN LOS aa?
HC ? o Grasas?
BIOSINTESIS
Requieren aporte de Energía
FASE DEGRADORA DEL METABOLISMOProducen Energía ATP, NADH Y
NADPH
Metabolismo de aa / proteínas :
+ o -: ingesta / excreta.
Proteínas muscular degradada?
Proteínas de la ingesta – ENZIMAS PROTEOLÍTICAS:
hidrólisis de proteínas hasta sus aa.
Se confunden con los sintetizados en las células, son
transportados por la sangre a los tejidos pueden ser usados o formar
otros comp. o ser degradados.
Adultos? Niños? embarazadas? Desnutrición?
20 aa: el hombre debe suplementar en su dieta 10 aa.
Qué pasa en una dieta deficiente en aa
Dietas que suplementan esas necesidades?
VEGETAL? ANIMAL?
AMINOACIDOS NO ESENCIALES Y ESENCIALES PARA EL HOMBRE Y RATA ALBINA
No Esenciales Esenciales
ALANINA ARGININA (ADULTOS: NO)
ASPARAGINA HISTIDINA
ASPARTATO ISOLEUCINA
CISTEÍNA LEUCINA
GLUTAMATO LISINA ----------------
GLUTAMINA METIONINA
GLICINA FENILALANINA
PROLINA TREONINA
SERINA TRIPTOFANO ------------------
TIROSINA VALINA
aa NO ESENCIALES SE SINTETIZAN A PARTIR DE LOS ESENCIALES
DIETA NORMAL SUPLEMENTA 20 aa.
ARREGLO TETRAHÉDRICO DE GRUPOS DEL C: isomero L(PROT), isómero
D
aa: pH 1? pH 7? pH 11? LA IONIZACIÓN DEL aa VARÍA CON EL pH
GLICINA pK GRUPO AMINO ES 9,6 Y –PARA EL CARBOXILO ES 2,3
IONIZADOS (DIPOLO) NO DIFUNDEN POR BICAPA LIPÍDICA.
¿ CÓMO PASAN LOS aa POR LA BICAPA LIPÍDICA? (“SYMPORT” + BOMBA de NA+)?
METABOLISMO (algunos aspectos)
Cómo sale el grupo amino?
Cuál es el destino del esqueleto no nitrogenado?
Cómo el nitrogeno se convierte en urea?
Cómo se sintetizan los aminoácidos?
Degradación de aa
Cómo se separa el grupo amino?
En dónde ocurre ppalmente. (órgano)?
El sitio de degradación de los aa en los mamiféros es el hígado.
La pérdida del grupo amino la vamos a considerar primero y luego el esqueleto carbonado.
El grupo amino de muchos aa es transferito al glutamato, el cual,
por desaminación oxidativa llega a la formación de amonio.
Desaminación oxidativa
DESAMINACIÓN OXIDATIVA:
GLUTAMATO DESHIDROGENASA (matriz mitocondrial)
ENZIMA ALOSTÉRICA, 6 SUBUNIDADES = -la reacción es reversible (NAD/NADP reacción directa/inversa)
DESAMINACIÓN OXIDATIVA: GLUTAMATO DESHIDROGENASA (matriz mitocondrial)
ENZIMA ALOSTÉRICA, 6 SUBUNIDADES =
-la actividad puede ser: -INHIBIDA POR ATP Y GTP
- ESTIMULADA POR ADP Y GDPCUANDO OCURRE LA DESAMINACIÓN DE aa?
DESAMINACIÓN OXIDATIVA
-INHIBIDA POR ATP Y GTP
- ESTIMULADA POR ADP Y GDPCUANDO: [ADP] >
Cuando [ATP] > (ej.: ciclo ácido cítrico(por acción de: succinato tioquinasa)
Ciclo de Krebs y se genera ATP
DESAMINACION OXIDATIVA: NO TODOS LOS
aa PUEDEN DESAMINARSE DIRECTAMENTE
SE VALEN DE LA TRANSAMINACIÓN:
* SE TRANSFIERE EL AMINO GRUPO AL
CETO ÁCIDO FORMANDO GLUTAMATO
Y EL CORRESPONDIENTE CETO ÁCIDO
LA TRANSAMINACIÓN esREVERSIBLE , EXISTEN FORMAS SOLUBLES:
CITOPLASMÁTICA Y MITOCONDRIALES
a) TODOS LOS aa PUEDEN TRANSAMINARSE? L-lisina y L-treonina? Y
b) si la célula no dispone de alfa-ceto ácidos?
TRANSAMINACIÓN
TRANSAMINACIÓN
El grupo prostético (coenzima) de todas las aminotransferasas es el
FOSFATO DE PIRIDOXAL: acepta un grupo amino (base de Schiff) el cual es transferido a un aceptor.
PLP
Aspartato aminotransferasas (2 Sub. Identicas)
La segunda mitad de la transaminación consiste: en el sitio activo) se acerca un segundo - cetoácido reacciona con el
complejo E-fosfato de piridoxamina
(E-PMP), para producir un segundo aa y se regenera el complejo (PLP-E)
aa1 + E-PLP < => ceto ácido1 + E-PMP
ceto ácido2 + E-PMP <= > aa2 + E-PLP
aa1 + E-PLP <=> ceto ácido1 + E-PMP
ceto ácido2 + E-PMP aa2 + E-PLP
aa1 + E-PLP Alfa ceto ácido1 + E-PMP
Primera mitad de la transaminación: mecanismo.
Segunda mitad:
E- PMP + cetoacido2 aa2 + E-PLP
TRANSAMINACION
aa1 + E-PLP ceto ácido1 + E-PMP
ceto ácido2 + E-PMP aa2 + E-PLP
Aspartato aminotransferasa tridimensional dos subunidades idénticas (color azul y verde, PLP rojo)y verde)
ASPARTATO + CETOGLUTARATO
OXALACETATO + GLUTAMATO
Mecanismos generales de degradación de aa. Aminotransferasas catalizan la
transferencia de un aminogrupo de un aa a un ceto ácido.
Desaminación oxidativa + Transaminación
Valor diagnóstico y pronóstico: Aspartato aminotransferasa
(GOT glutámico – oxalacético transaminasa) y Glutamato aminotransferasa
(GPT glutámico – pirúvico transaminasa)
Son abundantes en hígado y corazón. En insuficiencia hepática o cardíaca: aumento
concentración sanguínea.
Son solubles (citoplasma) aunque pueden encontarse particuladas (mitocondrias)
Otras DESAMINACIÓN
POR DESHIDRATASAS
Porque la deshidratación precede a la desaminación
Serina deshidratasa (PLP grupo prostético)
Serina piruvato + NH4+ + H2O
Ser deshidratasa
Thr deshidratasa (PLP grupo prostético)
Treonina ceto butirato + NH4+ + H2O
Los aa esenciales cómo llegan a la dieta?
Flujo del nitrógeno en los aa. Reducción del N2
atmosférico a NH3
Sólo algunas bacterias y cyanobacteria pueden
convertir N2 atmosférico en NH3.
Esta conversión se llama fijación de nitrógeno El proceso industrial (Harper, 1910) empleado en
la producción de fertilizantes
N2 + 3 H2 <=> 2 NH3
CICLO DEL NITRÓGENO
Org. Heterótrofos
Obtienen el C y N de otras moléculas
Org. Autótrofos
(CO2 del ambiente):
u-organismos fotosintéticos,
plantas superiores (NH3 , NO3-,...)
Org. Autótrofos
Algunos como las CIANOBACTERIAS
Pueden usar el N y CO2 del ambiente:
u-organismos fotosintéticos,
autosuficientes