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METABOLISMO DE AMINOACIDOS - IIB-INTECH - Instituto de ... · La regulación de la glutamina...
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METABOLISMO DE AMINOACIDOS
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METABOLISMO DE AMINOACIDOS
BIOSÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS
El ion amonio se incorpora a los aminoácidos a través
de glutamato y de glutamina
El glutamato y la glutamina desempeñan un papel crucial en la la etapa de
incorporación de nitrógeno a las biomoléculas a partir del ión NH4+. El grupo -
amino de la mayoría de los aminoácidos proviene del -amino grupo del
glutamato por una reacción de transaminación. La glutamina, otro dador
importante de nitrógeno, aporta el nitrógeno de su cadena lateral a la biosíntesis
de una amplia gama de compuestos biológicos.
El glutamato se sintetiza a partir de NH4+ y -cetoglutarato, un intermediario del
ciclo del ácido tricarboxílico por acción de la glutamato deshidrogenasa.
NH4+ + -cetoglutarato + NADPH + H+ L-glutamato + NADP+ + H2O
La enzima glutamina sintetasa incorpora un segundo ión amonio al glutamato
para dar la glutamina. Esta amidación está dirigida por la hidrólisis del ATP.
Glutamato + NH4+ + ATP glutamina + ADP + Pi + H+
La regulación de la glutamina sintetasa juega un rol crucial en el metabolismo del
nitrógeno.
Todos los organismos tienen glutamato deshidrogenasa y glutamino sintetasa.
La cadena carbonada del resto de los aminoácidos se sintetiza a partir de
intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxílicos y de otros importantes
intermediarios metabólicos, y el grupo amino se les agrega finalmente, a partir del
glutamato, en una reacción de transaminación.
AMINOACIDOS ESENCIALES Y NO ESENCIALES.
Como en el caso de las vitaminas, el organismo en cuestión carece de una o más de las
enzimas de la vía metabólica que lleva a la producción del compuesto esencial. En el caso de los
aminoácidos, en general no se sintetiza el -oxoácido correspondiente. Los que se originan a partir de
algún otro compuesto disponible en el organismo, no serán esenciales.
Fenilalanina: No se sintetiza en los animales superiores. Por lo tanto, es esencial.
Tirosina: Se sintetiza, en cambio, a partir de la fenilalanina por una única reacción. Por lo tanto, no es
esencial, si hay una provisión suficiente de fenilalanina.
Alanina: Se sintetiza por transaminación del piruvato glicolítico. No es esencial.
Aspartato y glutamato: Se sintetizan por transaminación del oxaloacetato y del -oxoglutarato del
Ciclo de Krebs. No son esenciales.
Biosíntesis de Fenilalanina y Tirosina a partir del Corismato.
Biosintesis del Triptofano a partir del Corismato.
LOS AMINOACIDOS SON PRECURSORES DE MUCHAS MOLECULAS IMPORTANTES.
Adenina: Gly y Asp. Citosina: Asp. Esfingosina: Ser. Histamina: His. Tiroxina: Tyr.
Adrenalina: Tyr. Serotonina: Trp. Nicotinamida: Trp y Gln.
Creatina: Arg y Gly.
Glutation: Glu, Cys y Gly.
Oxido nítrico: Arg.
Hemo: Gly.
Metabolites
NH3 -KGMedium
L-Glu
-keto acids ProteinsBiosynthetic
ProductsTCA cycle
PROTEINS
AMINO ACIDS
Energy
Origen y utilización de los
aminoácidos
PEPTIDASAS
PEPTIDASAS
Peptidasas: Hidrolizan la unión entre el carboxilo de un aminoácido y
el -amino del siguiente (unión peptídica) en una proteína.
Pueden ser exopeptidasas, si hidrolizan a partir del extremo N-
terminal (aminopeptidasas) o del extremo C-terminal
(carboxipeptidasas), o endopeptidasas, si hidrolizan en cualquier
unión peptídica (según su especificidad).
Existen también dipeptidasas, dipeptidil-peptidasas, etc.
El término peptidasas suele reservarse para las enzimas que cortan
péptidos pequeños, en tanto que el de proteasas o proteinasas se
aplica más frecuentemente a las endopeptidasas capaces de
hidrolizar péptidos grandes y proteínas.
FUNCIONES DE LAS PROTEINASAS.
1) Función digestiva.
a) Extracelular.
b) Intracelular.
2) Turnover proteico.
3) Procesamiento post-traduccional de proteínas.
a) Proteasas del péptido señal.
b) Proteasas de procesamiento de pro-Hormonas
y otras proteínas.
c) Dominio pro- en muchas proteinasas.
4) Invasión de tejidos (parásitos, metástasis tumorales).
CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
La reacción anterior es solamente la mitad de la reacción
completa de transaminación:
Aminoácido 1 + E-PLP -cetoácido 1 + E-PMP
La segunda mitad de la reacción es un proceso contrario al
anterior:
-cetoácido 2 + E-PMP Aminoácido 2 + E-PLP
Las transaminasas son un excelente ejemplo como un
mecanismo cinético ping-pong.
La forma protonada del PLP actúa como
un sumidero de electrones que estabiliza
los intermediarios catalíticos con carga
negativa.
Una enzima determina selectivamente la
ruptura de uno de estos tres enlaces; el
enlace a escindir debe ser perpendicular a
los orbitales p del sumidero de electrones,
y eso dependerá de la forma de unión del
sustrato a la enzima. En el caso de una
aminotransferasa, el enlace C – H es el
que quedará perpendicular al plano del
anillo del PLP.
La que decide qué reacción se llevará a
cabo es la apoenzima, dado que la
coenzima (PLP) es la misma en todos los
casos.
Enzimas:
1. Carbamil fosfato
sintetasa.
2. Ornitina
transcarbamilasa.
3. Argininsuccinato
sintetasa.
4. Argininsuccinasa
5. Arginasa.
La síntesis de una
molécula de urea
requiere 4 moléculas de
ATP: 2 en la síntesis del
carbamil fosfato y dos
en la síntesis del arginin
succinato, porque se
obtiene como producto
PPi, que se hidroliza
por una pirofosfatasa a
2 Pi y para volver a ATP
el AMP requiere
requiere 2 ATP.
DISPOSICION DEL NITROGENO AMINICO:
- Como NH4+: amonotélicos. - Como ácido úrico: uricotélicos. - Como urea: ureotélicos.
De los 20 aminoácidos, sólo dos, la leucina y la lisina, son exclusivamente cetogénicos.
Varios aminoácidos son tanto cetogénicos como glucogénicos; dos ejemplos son la
fenilalanina y el triptofano.
Aminoácidos
Cetogénicos y
Glucogénicos.
Fenilalanina y tirosina
son glucogénicos y
cetogénicos, pues su
catabolismo produce
acetoacetato y
fumarato
La fenilalanina es esencial,
pero la tirosina no, si hay
buena provisión de fenil
alanina. La primera
reacción del catabolismo de
fenilalanina es la formación
de tirosina por la
fenilalanina hidroxilasa.
El triptofano es tambien glucogénico y cetogénico, pues su catabolismo da
alanina, aminoácido glucogénico, y acetoacetato.
PHENYL ALANINE, TYROSINE, TRYPTOPHAN
Phenyl pyruvate, p-OH-phenyl pyruvate,
Indolyl pyruvate
Phenyl lactate, p-OH-phenyl lactate,
Indolyl lactate
Pyruvate, oxaloacetate, -ketoglutarate
alanine, aspartate, glutamate
TAT
AHADH
NADH
NAD
Metabolismo de aminoácidos aromáticos en Trypanosoma cruzi.
