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Metabolismo de aminoácidos
Proteínas de la ingesta – ENZIMAS
PROTEOLÍTICAS: hidrólisis de proteínas
hasta sus AAs.
Se mezclan con los sintetizados en las
células, son transportados por la sangre a
los tejidos.
pueden ser usados como tales, o formar
otros compuestos, o ser degradados.
¿ CÓMO PASAN LOS AAs POR LA BICAPA LIPÍDICA?
(“SYMPORT” + BOMBA de NA+)
HAY TRANSPORTADORES ESPECIFICOS SEGÚN LA
CATEGORIA DE LOS AMINOACIDOS (NEUTROS,
BASICOS, ACIDOS…)
Ciclo del glutation y transporte de aminoácidos
γ-glutamylcysteinylglycine
EXTRACELLULAR amino acid
γ-glutamyl -amino acid
GGT
cys
gly
cysteinylglycine
dipeptidase
GSH
transporter
Amino acid
transporters
INTRACELLULAR
γ-glu -amino acid
amino acid
5-oxoproline
ATP
γ-glutamylcysteinylglycine
ADP
glycine
GSH
synthase
ATP
γ-glutamylcysteine cysteine
ADP
GCL
ADP
glutamate
ATP
 SE ALMACENAN LOS AAs?
HC ?
o
Grasas?
Cuando faltan los hidratos de carbono y
ácidos grasos, los AAs (provenientes de la
dieta y de la degradación de proteínas
intracelulares) se oxidan para contribuir de
modo significativo a la generación de
energía metabólica
Por lo tanto, la función energética de los
AAs es secundaria
Degradación de aminoácidos
DESAMINACIÓN OXIDATIVA:
GLUTAMATO DESHIDROGENASA (matriz
mitocondrial)
ENZIMA ALOSTÉRICA, 6 SUBUNIDADES
=
la reacción es reversible (NAD/NADP
reacción directa/inversa)
Glutamato + NAD(P)+ + H2O
α-cetoglutarato + NH4+ +
NAD(P)H
DESAMINACIÓN OXIDATIVA:
GLUTAMATO DESHIDROGENASA (matriz mitocondrial)
ENZIMA ALOSTÉRICA, 6 SUBUNIDADES
Su actividad puede ser: INHIBIDA POR ATP Y GTP; ESTIMULADA POR ADP Y GDP.
La reacción es reversible (NAD/NADP reacción directa/inversa)
CUANDO OCURRE LA DESAMINACIÓN DE AAs?
NO TODOS LOS AAs PUEDEN DESAMINARSE DE MODO
DIRECTO. SE VALEN DE LA
TRANSAMINACIÓN:
ESTA CONSISTE EN LA TRANSFERENCIA DEL GRUPO
AMINO AL αCETOGLUTARATO PARA FORMAR
GLUTAMATO Y EL CORRESPONDIENTE a-CETO ÁCIDO
LA TRANSAMINACIÓN ES REVERSIBLE
EXISTEN FORMAS SOLUBLES: CITOPLASMÁTICA Y
MITOCONDRIAL
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.
La segunda mitad de la transaminación consiste
en que se acerca un segundo a-cetoácido,
reacciona con el complejo E-fosfato de
piridoxamina para producir un segundo AA, y se
regenera el complejo (E-PLP)
AA1 + E-PLP <=> a-ceto ácido1 + E-PMP
A-ceto ácido2 + E-PMP  AA2 + E-PLP
Las aminotransferasas aceptan principalmente
α−cetoglutarato y en menor medida oxalacetato
para formar glutamato y aspartato
DESAMINACIÓN: POR DESHIDRATASAS
En este mecanismo, la deshidratación precede a la
desaminación.
Por ejemplo:
Serina deshidratasa (grupo prostético: PLP)
Serina  piruvato + NH4+ + H2O
Otro ejemplo:
Thr deshidratasa (grupo prostético: PLP )
Treonina  a-ceto butirato + NH4+ + H2O
Serina deshidratasa
El sitio de degradación de los AAs en los
mamíferos es el hígado.
El proceso comienza con la separación del
grupo amino del esqueleto carbonado.
Degradación de los AAs
Ciclo de la urea
Acetilglutamato
Enzimas:
1: carbamoyl phosphate synthetase-I (CPS-I)
2: ornithine transcarbamoylase (OTC)
3: argininosuccinate synthetase
4: argininosuccinase
5: arginase
Regulación
Regulación
aspartato
fumarato
El ciclo de la urea convierte dos grupos amino, uno del NH3 y otro
del aspartato y un C del carbonato, en urea, producto de excresión no
tóxico con un costo de 2 ATPs.
La regulación principal es la activación de la carbamoil fosfato
sintasa por acetilglutamato.
Cuando la degradación de aa aumenta,
aumenta la concentración de glutamato por transaminación,
que causa un aumento de acetilglutamato
que activa la carbamoil fosfato sintasa.
Degradación: AAs glucogénicos
Degradación: AAs cetogénicos
Aminoácidos como precursores biosintéticos
Biosíntesis del grupo hemo
Deriva de la
glicina y el
acetato,
experimentos de
Rittemberg y
Shemin en 1945
en humanos.
Dedujeron que el
metabolito
intermediario es
el succinil-CoA
que se marca
con acetato.
Enfermedad
asociada:
porfirias
Neurotransmisores y hormonas derivados de aminoácidos
Se sintetizan a partir de
aminoacidos producto de su
descarboxilación.
La adrenalina activa la
degradación de glucógeno y
lípidos.
La histamina relacionada a
procesos alergénicos.
La dopamina, el GABA, la
serotonina, neurotransmisores
Síntesis de aminoácidos
El hombre no puede sintetizar todos los 20 AAs
necesarios para sintetizar sus proteínas.
Debe incorporar con la dieta 10 AAs denominados
esenciales
Qué pasa en una dieta deficiente en AAs
Dietas que suplementan esas necesidades?
VEGETAL?
ANIMAL?
Muchos aminoácidos se sintetizan por vías que estan presentes sólo en
las plantas o microorganismos. Para humanos son esenciales. Otros los
obtenemos por transaminación a partir del glutamato, pero el glutamato
también es esencial
No Esenciales
Esenciales
ALANINA
ARGININA
(Adultos: no)
ASPARAGINA
HISTIDINA
(Adultos: no)
ASPARTATO
ISOLEUCINA
CISTEÍNA
LEUCINA
GLUTAMATO*
LISINA
GLUTAMINA
METIONINA
GLICINA
FENILALANINA
PROLINA
TREONINA
SERINA
TRIPTOFANO
TIROSINA*
VALINA
Esta reacción podría no ser reversible en mamíferos convirtiendo
al glutamato en esencial
Resumen de
las vías de
síntesis de
AAs en plantas
Inhibida por
glifosato
Esquema de la síntesis de AAs y de su regulación
Resumen de la biosíntesis de AAs en células animales
AA
Precursor
Ala
Glu
Piruvato
Transaminacion
α-Cetoglutarato
Transaminacion
α-Cetoglutarato
Aminacion reductora
Glu
Requiere ATP
Oxaloacetato
Transaminacion
Asp
Requiere ATP
3-Fosfo-D-Glicerato Via fosfoserina
3-Fosfo-D-Glicerato Via hidroxipiruvato
Gly
+ 5,10-metilen+THF
Ser
Requiere THF
Ser
Via glioxalato *
Homocisteina
Requiere 5-metil-THF
Homocisteina
Requiere betaina
Ser y Homocisteina
Via cistationina
Phe
Coenzima biopterina
Arg
Via Glu γ-semialdehido
Glu
Via ornitina
Gln
Asp
Asn
Ser
Gly
Met
Cys
Tyr
Pro
Arg
Mecanismo________
Fijación de Nitrógeno
Nódulos de Rhizobium sp
Nitrogenasa
N2 + 16 ATP + 8e- + 8H+
2NH3+ 8H2 + 16ADP + 16 Pi
La nitrogesasa es fuertemente inhibida por O2, de modo que las
leguminosas poseen una leghemoglobina que une O2 y mantiene
las concentraciones bajas para que la nitrogenasa pueda
funcionar
La reducción del N2 es realizada por bacterias y algas
verde-azules.
La simbiosis de bacterias con las raíces vegetales
permiten que éstos incorporen el N a aminoácidos
y otros compuestos nitrogenados.
Los animales en tanto, tienen en la dieta su más
importante fuente de nitrógeno.