Diapositivas Bioquimica IV segmento, Metabolismo de aminoácidos

BIOQUIMICA Y NUTRICIÓN

Degradación de aminoácidos

Aminoácidos glucogénicos y cetogénicos

MEDICINA HUMANA

2016-I

CECILIA ROJAS GUERRERO

Biosíntesis de aminoácidos no esenciales

Cecilia K. Rojas Guerrero

2Bioquímica y Nutrición

No se excretan No se almacenan

AMINOÁCIDOS

Producción de energía

α-amino

Excreción

Esqueleto carbonado

Intermediarios del ciclo de Krebs

AA Glucogénicos

AA Cetogénicos

Cuando se han eliminado los grupos amino de los aminoácidos, quedan las cadenas carbonadas, que se degradan siguiendo rutas específicas que convergen en el ciclo de krebs.En los aminoácidos glucogénicos la cadena carbonada se oxida a piruvato o alguno de los intermediarios del ciclo de Krebs. A partir de estas moléculas se puede sintetizar glucosa por la vía de la gluconeogénesis.En los aminoácidos cetogénicos la cadena carbonada se oxida a acetil CoA, que se integra al ciclo de krebs o se utiliza para la síntesis de ácidos grasos.

Oxidación de las cadenas carbonadas

GLUCOGÉNICOS

Los que forman: - piruvato

- intermediarios del ciclo de Krebs:• Alfa cetogluatarato• Succinil-CoA• Fumarato• Oxalacetato

(precursores de glucosa)

CETOGÉNICOS

Son los que generan:

acetil-CoA o aceto-acetatopueden convertirse en ácidos grasos o cuerpos cetónicos

Algunos aa son precursores tanto de hidratos de carbono como de cuerpos cetónicos.

Glucogénicos Glucogénicos y Cetogénicos

Cetogénicos

Glicina, Isoleucina Leucina

Alanina, Serina, Cisteina Fenilalanina, Tirosina

Aspartato, Asparragina Triptófano, Treonina

Glutamato, Glutamina Lisina

Prolina, Histidina, Arginina

Metionina

Valina

CLASIFICACIÓN METABOLICA DE LOS AMINOACIDOS:

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

Cecilia K. Rojas GuerreroBioquímica y Nutrición

AMINOACIDOS QUE FORMAN PIRUVATO

TREONINA

TRIPTOFANO

ALANINA

GLICINA

ACETALDEHIDO

SERINA

CISTEINAPIRUVATO

ACETIL-CoA

Serina hidroximetil transferasa

Serina hidroxi metil transferasa

Serina deshidratasa

ALT ó GPT

N5N10-Met FH4

ACETO -ACETIL CoA

Oxidación y transaminaciónGluconeogénesis

Varias vias

Alanina, cisteína, glicina, serina y treonina se degradan a piruvato

Bioquímica y Nutrición

Una deficiencia hereditaria en el sistema de degradación de la glicina causa la enfermedad conocida como hiperglicinemia no cetónica, que se caracteriza por retraso mental y acumulación de grandes cantidades de glicina en los líquidos corporales.

HIPERGLICINEMIA NO CETÓSICA

GLICINA

• La glicina es un a.a. no esencial.

• Tiene como fin: - CO2 + NH3 - SERINA (que a su vez lleva a Piruvato)

• Su catabolismo depende de una enzima en el: - Sistema de degradación de la glicina

METABOLISMO GLICINA

Hiperglicinemia

• Conocida también como encefalopatía por glicina.

• Niveles elevados de glicina en el cuerpo

• Dos tipos: - Cetósica: 1 / 400.000 RNV

- No Cetósica (NKH): 1/250.000 RNV

Hiperglicinemia

• Acumulación de glicina en SNC activa dos receptores diferentes:

- Receptor clásico (médula espinal): normalmente tiene funciones inhibitorias. Niveles altos Apnea e Hipotonía. - Receptor en Corteza cerebral : funciones excitatorias. Niveles altos Daño cerebral y Convulsiones.

Hiperglicinemia Cetósica

• Ocurre por “bloqueo” de la Enzima en el sistema de degradación de la glicina

• Se da por inhibición externa: la inhiben las acidemias (acidemia

propiónica, acidemia metilmalónica)

• Produce gran acidosis y cetosis.

Hiperglicinemia No Cetósica

• Más común de las Hiperglicinemias.

• 1/250.000 nacidos vivos;

• Déficit congénito de la enzima en el sistema de degradación de la glicina

• Trastorno autosómico recesivo

Hiperglicinemia No Cetósica

• Se han identificado cuatro formas o presentaciones:

1. Neonatal2. Infantil3. Presentación tardía4. Transitoria

Hiperglicinemia No Cetósica: Neonatal

• Forma más común.

• Clínica: - Se manifiesta entra el 6-8º día de vida. - Déficit en la succión, pobre alimentación. - Letargia - Hipotonía profunda: puede progresar rápidamente a coma y muerte. - Convulsiones: especialmente las mioclonías.

• Manifestaciones cerebrales:

- Hipogenesia o agenesia de cuerpo calloso. - Malformación de circunvoluciones. - Crecimiento de ventrículos laterales. - Hipoplasia de cerebelo.

• Laboratorio:

- Índice LCR/ plasma de glicina: normal: < 0.04 NKH: >0.09

- EEG: Patrón de supresión característico en el primer mes.

• Pronóstico:

- Cerca del 30 % de los infantes mueren - Aquellos que sobreviven desarrollan: 1. Retardo psicomotor grave 2. Convulsiones (mioclónicas o tónico- clónicas)

Hiperglicinemia No Cetósica: Infantil

• Se presenta de la misma forma que la neonatal pero a los 6 meses de edad o más.

• Se presenta inicialmente como convulsiones.

• Presentación más leve que la neonatal.

• Mayor sobrevida, menos retardo psicomotor.

• Los hallazgos de laboratorio son idénticos a los de la forma neonatal

DEGRADACION DE LA TREONINA

AMINOACIDOS QUE RINDEN OXALACETATO

ASPARTATO

ASPARRAGINA

OXALACETATO

Asparraginasa

a-cetoglutarato Glutamato

Asparagina y aspartato se degradan a oxalacetato

• La L-asparaginasa es un agente quimioterápico efectivo que se emplea en el tratamiento de cánceres que deben obtener asparagina de la sangre, particularmente la leucemia linfoblástica aguda

AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN a-CETOGLUTARATO

Arginina

GlutaminaGlutamatoHistidina

Prolina

a-cetoglutarato

g-semialdehído GlutámicoOrnitina

4 pasos

FH4 N5FormiminoFH4

Ureaaminotransferasa

Glu-semialdheído deshidrogenasa

Glutamato deshidrogenasa

Arginasa Oxidasa

GlutaminasaNH4+

Arginina, glutamato, glutamina, histidina y prolina se degradan a α-cetoglutarato

Isoleucina Propionil-CoA Metil malonil-Co A Succinil-CoA

Valinaa-cetobutirato

Treonina Metionina

AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN SUCCINIL- CoA

Metionina

a-Cetobutirato

Propionil-CoA

Metilmalonil-CoA

Isoleucina

Acetil-CoA

Treonina

Valina

Succinil-CoA

Homocisteína

Serina

Cisteína

NH3 + H2O

Treonina

deshidratasa

3 pasos

6 pasos5 pasos

a-cetoácido deshidrogenasa

Mutasa B12

Isoleucina, metionina y valina se degradan a succinil-CoA

Isoleucina, metionina y valina poseen vías de degradación complejas que originan propionil-CoA, que también es un producto de la degradación de los acidos grasos de cadena impar.

El propionil-CoA se transforma en succinil-CoA por una serie de reacciones que requieren biotina y coenzima B12

La degradación de la metionina comprende la síntesis de S-

adenosilmetionina y cisteína

La homocisteína un marcador de enfermedad

• Un aumento en los niveles de homocisteinemia conduce a la hiperhomocisteinemia, asociada con enfermedad cardiovascular

• La hiperhomocisteinemia también esta asociada con defectos en el tubo neural, espina bífida y anencefalia

• La ingestión de vitamina B6, B12 y folato controlan la hiperhomocisteinemia.

Isoleucina y valina inician con tres reacciones que

emplean enzimas comunes

Isoleucina y valina

1. Transminación al α-cetoácido correspondiente

2. Descarboxilación oxidativa para generar el acil-CoA correspondiente

3. Deshidrogenación por FAD para formar un doble enlace

AMINOACIDOS QUE PRODUCEN ACETOACETIL-CoA

Lisina Triptofano

Fenilalanina

Tirosina

LeucinaGlutaril-CoA

ACETOACETIL-CoA

Acetil-CoA

ACETOACETATO

Fumarato

Acetil-CoA

Alanina

La leucina genera acetoacetato en lugar

de propionil-CoA

La lisina también forma un cuerpo cetónico

(acetoacetato) y 2CO2

Se cree que la vía de la sacaropina predomina en mamíferos, porque un defecto genético en la enzima que cataliza la reacción 1 de la secuencia provoca hiperlisinemia e hiperlisinuria lo que conlleva a retraso mental y físico.

Catabolismo de los Aminoácidos aromáticosReacción de la Fenilalanina Hidroxilasa

Fenilalanina Tirosina

Fenilalanina Hidroxilasa

Dihidropterina reductasa

REACCION DE TRANSAMINACION DE FENILALANINA

Segunda ruta del metabolismo de fenilalanina, muy poco utilizada: FENILCETONURIA.

Fenilalanina + Piruvato Fenilpiruvato + Alanina

Fenilpiruvato

Fenilacetato Fenilactato

aminotransferasa

CO2 O=

Fenilcetonuria

Metabolismo de la Fenilalanina

• La fenilcetonuria es consecuencia de la incapacidad de hidroxilar la fenilalanina, debido a una deficiencia de fenilalanina hidroxilasa, y por consiguiente provoca hiperfenilalaninemia. El exceso de fenilalanina se transamina para generar fenilpiruvato (una fenilcetona)

• La fenilcetonuria produce retardo mental severo si no se detecta y trata inmediatamente.

• El aspartamo (Nutrasweet) es una fuente de fenilalanina en la dieta.

• La alcaptonuria una enfermedad debido a la deficiencia de la homogentisato oxidasa lo que provoca una acumulación de grandes cantidades de ácido homogentísico

Alcaptonuria

La Alcaptonuria es un trastorno autosómico recesivo del metabolismo, en el cuál el ácido homogentísico, un producto intermediario en el metabolismo de la fenilalanina y la tirosina, no pude llegar a ser metabolizado, por lo tanto se acumula y es excretado en la orina.

Este defecto metabólico causa una triada característica: Aciduria homogentísica

Ocronosis Artritis

La causa de este trastorno es una falta constitucional de la enzima oxidasa del ácido homogentísico; la cuál normalmente existe en el hígado y el riñón.

Qué es…?

Biosíntesis…

Orina café oscura después de exponerse al ambiente.

Un paciente excreta alrededor de 7g de ácido homogentísico por día.

Cambios UrinariosCaracterísticas Clínicas

OcronosisLa ocronosis es un trastorno caracterizado por el depósito de un pigmento marrón-negruzco en el tejido conectivo y en el cartílago, como resultado de la acumulación de ácido homogentísico.

Generalmente, el primer cambio que se presenta es una ligera pigmentación de las escleróticas o los oídos.

ArtritisLa artritis es la inflamación de las articulaciones, caracterizada por dolor y tumefacción.

Los síntomas que se presentan de manera temprana, incluyen cierto grado de limitación en el movimiento de la cadera, las rodillas y ocasionalmente los hombros.

Conforme avanza, puede existir una marcada limitación en el movimiento, así como anquilosis de la región lumbosacra.

ALBINISMO OCULO-CUTÁNEO

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