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PROTEINAS Y AMINOACIDOS (2)
Digestión de Proteínas y Absorción de aminoácidos
METABOLISMO
Catabolismo del nitrógeno de aminoácidos. Transaminación.
Desaminación oxidativa del glutamato. Desaminación no oxidativa.
Vías metabólicas del amoníaco. Formación de glutamina. Glutaminasa.
Formas de excreción del nitrógeno (amoniotélicos, ureotélicos y
uricotélicos). FORMACIÓN DE UREA: Ciclo de la ornitina.
Costo energético. Interconexión con el ciclo de Krebs.
Ciclo de la glucosa-alanina.
Catabolismo del esqueleto carbonado de los aminoácidos.
Aminoácidos cetogénicos y glucogénicos. Vías metabólicas a piruvato.
Vías del alfa-cetoglutarato, del oxalacetato, de fumarato y acetoacetil
CoA.
Gluconeogénesis a partir de aminoácidos.
Biosíntesis de aminoácidos no esenciales. Funciones precursoras de los
aminoácidos. Biosíntesis de aminas biógenas: histamina, triptamina,
tiramina, ácido gamma aminobutírico. Síntesis de creatina y creatinina.
Origen del amoníaco
• Reacciones de desaminación: oxidativa y no
oxidativas
• Bacterias intestinales y posterior absorción.
EL AMONIACO Ó ION AMONIO ES TOXICO
DEBE SER ELIMINADO
Mecanismos de toxicidad del NH3
• Acumulación de Glutamina: en astrocitos produce edema por
efecto osmótico, aumento de presión intracraneal e hipoxia
cerebral
• Inhibición de la lanzadera malato-aspartato: aumenta la
síntesis de glutamina, disminuye la disponibilidad de
glutamato y se inhibe el transporte de aspartato, aumenta el
pH cerebral por acumulación de lactato.
• Activación de la glicólisis: NH3 estimula la fosfofructoquinasa,
aumenta la producción de lactato.
• Inhibición del ciclo de Krebs: NH3 se une a alfa-cetoglutarato
para dar glutamato (GDH), disminuye la concentración del
intermediario del ciclo y, por lo tanto, la velocidad del ciclo.
• Otras: Alteración de las funciones de neurotransmisores,
receptores y propiedades electrofisiológicas de las neuronas.
Transporte de los grupos amino de los
aminoácidos
• El amoníaco producido permanentemente en los
tejidos, es transportado hacia el hígado bajo la forma
de un compuesto no tóxico, la GLUTAMINA, que
puede atravesar con facilidad las membranas
celulares por ser una molécula neutra.
• La reacción es catalizada por una enzima
mitocondrial, muy abundante en tejido renal,
denominada GLUTAMINA SINTETASA la cual
requiere energía en forma de ATP.
REACCION DE LA GLUTAMINA
SINTETASA
ATP
ADP + Pi
Mg2+
+
NH4+
Glutamina sintetasa
Glutamato
Reacción
irreversible
Glutamina
Síntesis de
glutamina
REGULACION DE LA ACTIVIDAD DE LA ENZIMA
GLUTAMINA SINTETASA
• Regulación alostérica
(+) a-cetoglutarato, ATP
(-) Carbamilfosfato,
Glutamina, Pi
Otros aminoácidos
• Regulación Covalente
(E.coli)
(+) Desadenilación
Sólo en
bacterias
GS
ACTIVA
(-) Adenilación
GS AMP
INACTIVA
REACCION DE LA GLUTAMINASA
+
H2O
+
Glutaminasa
Glutamina
Glutamato
TRANSPORTA EL AMONÍACO
POR EL TORRENTE SANGUÍNEO
Enzima Mitocondrial
Muy activa en hígado y riñón
NH4+
ELIMINACION DEL AMONIACO
• AMONIOTELICOS: Especies acuáticas
como peces óseos.
• URICOTELICOS: Aves y reptiles
• UREOTELICOS: Animales terrestres
NH3
Acido úrico
Urea
En el hombre:
Urea compuesto no tóxico y muy soluble.
A nivel renal parte del amoníaco se excreta como ión amonio siendo muy importante
este mecanismo para el mantenimiento del equilibrio ácido-base.
• Además del amoníaco formado en los tejidos, una cantidad
considerable es producida por las bacterias intestinales a partir
de las proteínas de la dieta.
• Este amoníaco se absorbe y pasa a la sangre portal.
• Normalmente el hígado elimina el amoníaco de la sangre portal,
de tal manera que la sangre periférica está exenta del mismo.
• Esto es esencial ya que cantidades muy pequeñas de amoníaco
son tóxicas para el SNC, produciendo temblor, visión borrosa y
en los casos mas graves, coma y muerte.
Mitocondria
hepática
1932 – Hans Krebs
CPS-I
Translocasas
El grupo amino
proveniente de la
desaminación
oxidativa del
glutamato en la
mitocondria, y el
CO3H- de las
oxidaciones
biológicas, forman un
compuesto inestable,
el Carbamil fosfato
Entra el 2° grupo amino
El carbamilfosfato
utilizado en la síntesis de
las bases pirimidínicas
que intervienen en la
formación de los
nucleótidos pirimidínicos
es sintetizado por una
isoenzima citosólica
(CPS-II)
REGULACION DEL CICLO DE LA UREA
Regulación a corto plazo
Regulación a largo plazo
Carbamil fosfato
sintetasa I
Biosíntesis de las
enzimas del ciclo
(+) N-Acetil
glutamato
(+) Aumento proteínas de
la dieta
Aumento degradación
proteínas endógenas
(Inanición )
GASTO ENERGETICO DEL CICLO DE LA UREA
• Formación de Carbamil fosfato: 2 ATP
• Ingreso de Aspartato: 1 ATP
AMP + PPi
EN TOTAL: 3 ATP
2 Pi
PROPIEDADES DE LA UREA
• Molécula pequeña, sin carga.
• Difusible
• Soluble
• Atóxica
• El 50% de su peso es nitrógeno.
• Permite la eliminación de 2 productos de desecho: CO2 y NH3
• Valores Normales: 25-30 gr de urea diarios
Doble ciclo de Krebs
El ciclo que conecta a
ambos se llama:
Desviación del
aspartatoargininosuccinato
Estas rutas conectan en forma efectiva los destinos de los grupos amino y los
esqueletos carbonados de los aminoácidos
TRANSPORTE Y DESTINO DEL AMONÍACO
La mayoría de los tejidos
Glutamato
Glutamina
sintetasa
Glutamina
Hígado
Músculo
Aminoácidos
Glutamato
Glutaminasa
Glutamato
deshidrogenasa
Glutamina
Piruvato
Alanina
Alanina
Piruvato
Ciclo de la Glucosa
Alanina
Glucosa
Glucosa
Ciclo de la Glucosa- Alanina
• Existen defectos genéticos en diferentes enzimas del ciclo de
la Urea que llevan a una incapacidad para convertir amoníaco
en urea 
• Hiperamoniemias, Citrulinemia, Argininemia y otras.
• Los pacientes que tienen esta patología no pueden tolerar
dietas ricas en proteínas.
• En estos casos para suplementar los aminoácidos esenciales
se incluyen en la dieta los a-cetoácidos análogos que
constituyen la parte esencial de estos aminoácidos.
Catabolismo de los esqueletos carbonados de los
aminoácidos
 La primera etapa en la degradación de los
aminoácidos comprende la eliminación del nitrógeno.
 Esto generalmente se realiza por reacciones de
transaminación y por reacciones de desaminación.
 El nitrógeno, una vez removido, entra en la reserva
metabólica general y dependiendo de las necesidades
de la célula, puede ser utilizado de nuevo para
procesos anabólicos (ej. síntesis proteica)
 O si está en exceso, convertido en urea y excretado
como tal.
UTILIZACION
ORIGEN
Absorción en intestino
Degradación de
proteínas
Síntesis de
aminoácidos
Síntesis de
proteínas
Síntesis de
Compuestos no
nitrogenados
AMINOACIDOS
Producción de
Energía
NH3
a - cetoácidos
Urea
glucosa
Cuerpos
cetónicos
Clasificación de los aminoácidos de acuerdo al destino de sus
esqueletos carbonados
• Aminoácidos Glucogénicos: Los esqueletos carbonados
pueden utilizarse para la síntesis de glucosa (aa. no
esenciales)
• Aminoácidos Cetogénicos: Los esqueletos carbonados
pueden ser convertidos en cuerpos cetónicos (Leucina y
Lisina)
• Aminoácidos glucogénicos y cetogénicos: Fenilalanina,
Tirosina, Isoleucina y Triptofano
GLUCOGÉNICOS
Los que forman:
# piruvato
# intermediarios del ciclo de Krebs.
CETOGÉNICOS
Son los que generan:
acetil-CoA o aceto-acetato
COFACTORES UTILIZADOS EN REACCIONES DE
DEGRADACION DE ESQUELETOS CARBONADOS
• TETRAHIDROFOLATO (FH4): Transferencia de unidades de un
carbono (metilo, formilo, metileno, etc.)
• S-ADENOSILMETIONINA (SAM): Transferencia de metilos.
• TETRAHIDROBIOPTERINA (BH4): Transportador de electrones
REDUCTASA
TRANSFERASA
Principal vía de degradación de glicina en mamífero  Mitocondria
Treonina Aldolasa
(Microorganismos)
Producto de la degradación
de AG de n° impar, junto con
acetil.CoA
AMINOACIDOS QUE FORMAN PIRUVATO
TREONINA
Treonina
aldolasa
TRIPTOFANO
ACETALDEHIDO
GLICINA
N5N10-Met
FH4
PPL
FH4
Serina hidroxi
metil
transferasa
SERINA
PPL
CISTEINA
2 pasos
Oxidación y transaminación
Gluconeogénesis
ACETO ACETIL CoA
PPL
ALANINA
Serina
deshidratasa
ALT ó GPT
PIRUVATO
PDH
ACETIL-CoA
AMINOACIDOS QUE RINDEN
OXALACETATO
ASPARRAGINA
H2O
Asparraginasa
NH4+
ASPARTATO
GOT
a-cetoglutarato
PPL
OXALACETATO
Glutamato
AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN aCETOGLUTARATO
Arginina
H2O
Prolina
Oxidasa
Arginasa
Urea
aminotransferasa
Ornitina
g-semialdehído
Glutámico
Glu-semialdheído
deshidrogenasa
NH4+
FH4
N5FormiminoFH4
Glutaminasa
Glutamato
Histidina
4 pasos
Glutamina
Glutamato
deshidrogenasa
a-cetoglutarato
AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN
SUCCINIL- CoA
Metionina
Homocisteína
3 pasos
PPL
Serina
Cisteína
PPL
a-Cetobutirato
a-cetoácido
CO2 deshidrogenasa
Isoleucina
CO2
Propionil-CoA
6 pasos
HCO-3
Metilmalonil-CoA
Acetil-CoA
B12
Mutasa
Succinil-CoA
Treonina
NH3 + H2O
2 CO2
Valina
AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN
EN SUCCINIL- CoA
Treonina
Metionina
a-cetobutirato
Valina
Isoleucina
Propionil-CoA
Metil malonil-Co A
Succinil-CoA
AMINOACIDOS QUE PRODUCEN ACETOACETILCoA
Fenilalanina
Lisina
Triptofano
Alanina
Tirosina
Fumarato
Leucina
Glutaril-CoA
ACETOACETATO
Acetil-CoA
ACETOACETIL-CoA
Acetil-CoA