PROTEINAS Y AMINOACIDOS (2)
Digestión de Proteínas y Absorción de aminoácidosMETABOLISMO
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
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
Glutamato Glutamina
NH4++
ATP ADP + Pi
Glutamina sintetasa
REGULACION DE LA ACTIVIDAD DE LA ENZIMA GLUTAMINA SINTETASA
• Regulación alostéricaGlutamato + H2O + NAD(P)
-Cetoglutarato + NH4+ + NAD(P)H + 2 H+
• Regulación Covalente
(+) -cetoglutarato, ATP
(-) Carbamilfosfato,
Glutamina, Pi
(+) Desadenilación
(-) Adenilación GS AMP
GS
INACTIVA
ACTIVA
REACCION DE LA GLUTAMINASA
GlutaminaGlutamato
Glutaminasa
NH4+++ H2O
Enzima Mitocondrial
Muy activa en hígado y riñón
TRANSPORTA EL AMONÍACO POR EL TORRENTE SANGUÍNEO
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.
Por un mecanismo cíclico, el AMONÍACO resultante de la desaminación oxidativa del glutamato (proceso que ocurre en casi todos los tejidos), se convierte en el hígado en UREA que luego por vía sanguínea llega a los riñones y se excreta por orina.
1932 – Hans Krebs
El carbamilfosfato es utilizado en la síntesis de las bases pirimidínicas que intervienen en la formación de los nucleótidos pirimidínicos
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 fosfatoTranslocasas
Entra el 2° grupo amino
El carbamilfosfato es utilizado en la síntesis de las bases pirimidínicas que intervienen en la formación de los nucleótidos pirimidínicos
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 fosfatoTranslocasas
Entra el 2° grupo amino
REGULACION DEL CICLO DE LA UREA
Regulación a corto plazo
Regulación a largo plazo
Carbamil fosfato sintetasa I
(+) N-Acetil glutamato
Biosíntesis de las enzimas del ciclo
(+) 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 2 Pi
EN TOTAL: 3 ATP
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 KrebsEl ciclo que conecta a ambos se llama: Desviación del aspartato-argininosuccinato
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 Hígado Músculo
Ciclo de la Glucosa Alanina
Glutamato
Glutamina
Glutamina sintetasa
Glutamato
Glutamina
Aminoácidos
Glutamato deshidrogenasa
AlaninaPiruvato
Glucosa Glucosa
Alanina Piruvato
Glutaminasa
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 -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.
ORIGEN UTILIZACION
Absorción en intestino
Degradación de proteínas
Síntesis de aminoácidos
Síntesis de proteínas
Síntesis de Compuestos no nitrogenados
Producción de Energía
NH3Urea
cetoácidos glucosa
Cuerpos cetónicos
AMINOACIDOS
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 Mitocondria
Producto de la degradación de AG de n° impar, junto con acetil.CoA
Treonina Aldolasa(Microorganismos)
AMINOACIDOS QUE FORMAN PIRUVATO
TREONINA
TRIPTOFANO
ALANINA
GLICINA
ACETALDEHIDO
SERINA
CISTEINA
PIRUVATO
ACETIL-CoA
Treonina aldolasa
Serina hidroxi metil transferasa
Serina deshidratasa
ALT ó GPT
PDH
N5N10-Met FH4
FH4
PPL
PPL
ACETO -ACETIL CoA
PPL
Oxidación y transaminaciónGluconeogénesis
2 pasos
AMINOACIDOS QUE RINDEN OXALACETATO
ASPARTATO
ASPARRAGINA
OXALACETATO
Asparraginasa
GOT
NH4+
H2O
PPL
-cetoglutarato Glutamato
AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN -CETOGLUTARATO
Arginina
GlutaminaGlutamatoHistidina
Prolina
-cetoglutarato
-semialdehído Glutámico
Ornitina
4 pasos
FH4 N5FormiminoFH4
H2O
Ureaaminotransferasa
Glu-semialdheído deshidrogenasa
Glutamato deshidrogenasa
Arginasa Oxidasa
GlutaminasaNH4+
AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN SUCCINIL- CoA
Metionina
-Cetobutirato
Propionil-CoA
Metilmalonil-CoA
Isoleucina
Acetil-CoA
Treonina
Valina
Succinil-CoA
Homocisteína
Serina
Cisteína
PPL
PPL
NH3 + H2O
Treonina
deshidratasa
3 pasos
7 pasos
6 pasos
-cetoácido deshidrogenasa
CO2
CO2
Mutasa B12
CO2
IsoleucinaIsoleucina Propionil-CoAPropionil-CoA Metil Metil malonil-Comalonil-Co AA Succinil-CoASuccinil-CoA
ValinaValinacetobutiratocetobutirato
TreoninaTreonina MetioninaMetionina
AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN SUCCINIL- CoA
AMINOACIDOS QUE PRODUCEN ACETOACETIL-CoA
Lisina Triptofano
Fenilalanina
Tirosina
LeucinaGlutaril-CoA
ACETOACETIL-CoA
Acetil-CoA
ACETOACETATO
Fumarato
Acetil-CoA
Alanina