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