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METABOLISMO DE AMINOACIDOS
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El ion amonio se incorpora a los aminoácidos a través
de glutamato y de glutamina
El glutamato y la glutamina desempeñan un papel crucial en la la etapa de
incorporación de nitrógeno a las biomoléculas a partir del ión NH4+. El grupo αamino de la mayoría de los aminoácidos proviene del α-amino grupo del
glutamato por una reacción de transaminación. La glutamina, otro dador
importante de nitrógeno, aporta el nitrógeno de su cadena lateral a la biosíntesis
de una amplia gama de compuestos biológicos.
El glutamato se sintetiza a partir de NH4+ y α-cetoglutarato, un intermediario del
ciclo del ácido tricarboxílico por acción de la glutamato deshidrogenasa.
NH4+ + α-cetoglutarato + NADPH + H+
L-glutamato + NADP+ + H2O
La enzima glutamina sintetasa incorpora un segundo ión amonio al glutamato
para dar la glutamina. Esta amidación está dirigida por la hidrólisis del ATP.
Glutamato + NH4+ + ATP
glutamina + ADP + Pi + H+
La regulación de la glutamina sintetasa juega un rol crucial en el metabolismo del
nitrógeno.
Todos los organismos tienen glutamato deshidrogenasa y glutamino sintetasa.
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La mayoría de los procariotas tienen también una enzima que no está
emparentada evolutivamente con las anteriores, la glutamato sintasa, que
cataliza la amidación reductiva del α-cetoglutarato. El dador de nitrógeno en esta
reacción es la glutamina. Se forman dos moléculas de glutamato.
α-cetoglutarato + glutamina + NADPH + H+
2 glutamato + NADP+
Cuando el NH4+ es el factor limitante, la mayor parte del glutamato se produce
por la acción secuencial de la glutamina sintetasa y la glutamato sintasa.
La suma de estas reacciones es:
NH4+ + α-cetoglutarato + NADPH + ATP
glutamato + NADP+ + ADP + Pi
Esta vía es más costosa porque usa ATP. Sin embargo a veces los procariotas
utilizan esta vía porque el valor del Km de la glutamato deshidrogenasa para el
NH4+ es elevado (aproximadamente 1mM) y, por lo tanto esta enzima no esta
saturada cuando el NH4+ escasea. Por el contrario la afinidad de la glutamina
sintetasa hacia el NH4+ es muy elevada. Por lo tanto, para captar el amoniaco
cuando éste escasea, es necesaria la hidrólisis del ATP.
La cadena carbonada del resto de los aminoácidos se sintetiza a partir de
intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxílicos y de otros importantes
intermediarios metabólicos, y el grupo amino se les agrega finalmente, a partir
del glutamato, en una reacción de transaminación.
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AMINOACIDOS ESENCIALES Y NO ESENCIALES.
Como en el caso de las vitaminas, el organismo en cuestión carece de una o más de las
enzimas de la vía metabólica que lleva a la producción del compuesto esencial. En el caso de los
aminoácidos, en general no se sintetiza el α-oxoácido correspondiente. Los que se originan a partir de
algún otro compuesto disponible en el organismo, no serán esenciales.
Fenilalanina: No se sintetiza en los animales superiores. Por lo tanto, es esencial.
Tirosina: Se sintetiza, en cambio, a partir de la fenilalanina por una única reacción. Por lo tanto, no es
esencial, si hay una provisión suficiente de fenilalanina.
Alanina: Se sintetiza por transaminación del piruvato glicolítico. No es esencial.
Aspartato y glutamato: Se sintetizan por transaminación del oxaloacetato y del α-oxoglutarato del
Ciclo de Krebs. No son esenciales.
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LOS AMINOACIDOS SON PRECURSORES DE MUCHAS MOLECULAS IMPORTANTES.
Adenina: Gly y Asp. Citosina: Asp. Esfingosina: Ser. Histamina: His. Tiroxina: Tyr. Adrenalina:
Tyr. Serotonina: Trp. Nicotinamida: Trp y Gln.
Creatina: Arg y Gly.
Glutation: Glu, Cys y Gly.
Oxido nítrico: Arg.
Hemo: Gly.
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PROTEINS
NH3
α-KG
AMINO ACIDS
Metabolites
Medium
L-Glu
α-keto acids
TCA cycle
Proteins
Biosynthetic
Products
Energy
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DISPOSICION DEL NITROGENO AMINICO:
- Como NH4+: amonotélicos. - Como ácido úrico: uricotélicos. - Como urea: ureotélicos.
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Metabolismo de aminoácidos aromáticos en Trypanosoma cruzi.
PHENYL ALANINE, TYROSINE, TRYPTOPHAN
Pyruvate, oxaloacetate, α-ketoglutarate
TAT
alanine, aspartate, glutamate
Phenyl pyruvate, p-OH-phenyl pyruvate,
Indolyl pyruvate
NADH
AHADH
NAD
Phenyl lactate, p-OH-phenyl lactate,
Indolyl lactate
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