METABOLISMO DE LAS PROTEINAS · metabolismo proteico. •Todos los aminoácidos (excepto serina y...

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METABOLISMO METABOLISMO METABOLISMO METABOLISMO DE LAS DE LAS DE LAS DE LAS PROTEINAS PROTEINAS PROTEINAS PROTEINAS 1

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METABOLISMO METABOLISMO METABOLISMO METABOLISMO

DE LAS DE LAS DE LAS DE LAS

PROTEINASPROTEINASPROTEINASPROTEINAS

1

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DIGESTION DE LAS PROTEINASDIGESTION DE LAS PROTEINAS::

ETAPAS:

Física

Química

Digestión enzimática:

•Luminal

• Superficie

• Intracitosólica

2

Cocción y

masticación

Rompen estructura terciaria y cuaternaria

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FASES DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA

Raquídeo

A

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FASES DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA

B

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FASES DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA

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Pepsinógeno

DIGESTION DE PROTEINASI) En el estómago

pH 1,5-2,5Proenzima

-NH2

GASTRINA

Células Parietales

Células Principales

HCl

Pepsinógeno

Pepsina + resto de 42 Aa.HCl

Enzima activa

-NH2-NH2

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DigestiDigesti óónn de de proteprote íínasnas en el en el estest óómagomagoporpor acciacci óónn de la de la PepsinaPepsina

COOCOO--

NHNH33++

Arg

Phe

Leu

PepsinaPepsina

PPééptidosptidos de alto PMde alto PM

COOCOO --

Phe

Leu

NHNH33

++

NHNH33++

Arg

COOCOO--

• ES UNA ENDOPEPTIDASA.

• HIDROLIZA UNIONES PEPTIDICAS.

• ACTUA SOBRE GRUPOS AMINO DE AMINOACIDOS AROMATICOS HIDROLIZANDO LAS PROTEINAS A POLIPEPTIDOS DE ALTO PM.

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Extraído de Lehninger, 2008.

Secretina

CO3H-

Colecistoquinina

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SECRECION PANCREATICA

Secretina

Colecistoquinina

Contenido estomacal ácido

HCO3-

Aumento de la secreción enzimática pancreática

Contracción de la vesícula biliar

Aumento de la evacuación gástrica

pH

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DIGESTION DE PROTEINASII) En Duodeno e Intestino

Tripsinógeno

Tripsina

Quimotripsinógeno

Procarboxipeptidasas A y B

Enteroquinasa (enzima del

borde en cepillo)

Proelastasa

Quimotripsina

Carboxipeptidasas A y B

Elastasa

TRIPSINA

INACTIVOS ACTIVOS

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¿Qué tipo de enlace peptídico hidrolizan?

• Tripsina (endopeptidasa) : grupos carbonilo de lisina y arginina

• Quimotripsina (endopeptidasa) grupos carboxilo de fenilalanina, tirosina, triptofano

• Elastasa (endopeptidasa): aminoácidos de cadenas alifáticas

• Las carboxipeptidasas (exopeptidasas) eliminan restos carboxilos terminales .

• La aminopeptidasa (exopeptidasa): cataliza la ruptura de la unión peptídica adyacente al extremo N-terminal de oligopéptidos . ENZIMA DEL BORDE EN CEPILLO

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DigestiDigesti óónn intraluminalintraluminal de de proteprote íínasnasporpor acciacci óónn de de proteasasproteasas pancrepancre ááticasticas

COOCOO--

NHNH33++

Arg

Phe

Leu

TripsinaTripsina

QuimotripsinaQuimotripsina

ElastasaElastasa

NHNH33++

Arg

COOCOO--

Phe

NHNH33++

COOCOO--

Leu

NHNH33++

COOCOO--

NHNH33++

COOCOO--

NHNH33++

COOCOO--

OligopOligop ééptidosptidos

Arg COOCOO--NHNH22

AA AA BBáásicossicos

Leu COOCOO--NHNH22

Phe COOCOO--NHNH22

AA AA NeutrosNeutros

CarboxiCarboxi --PeptidasaPeptidasa BB

CarboxiCarboxi --PeptidasaPeptidasa AA

PeptidasasPeptidasas

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ETAPAS DIGESTIVAS:Se realizan en tres cavidades:

CAVIDAD BUCAL:Se produce la masticación, que al reducir los alimentos a partículas más pequeñas, facilita su posterior degradación enzimática.

CAVIDAD GÁSTRICA:GASTRINA ACIDO CLOHIDRICOPEPSINAPEPSINA

CAVIDAD INTESTINAL:Enzimas pancreáticasTRIPSINA, QUIMOTRIPSINA, ELASTASA (ENDOPEPTIDASAS)CARBOXIPEPTIDASAS A y B, (EXOPEPTIDASAS)Enzimas entéricasAMINOPEPTIDASAS, DI Y TRIPEPTIDASAS (EXOPEPTIDASAS)ENTEROQUINASA (ENDOPEPTIDASA)

RESUMEN:RESUMEN:

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TransporteTransporte intestinal de intestinal de aminoamino áácidoscidos

OcurreOcurre porpor variosvarios mecanismosmecanismos ::% % RelativoRelativo parapara

AlaninaAlaninaT. T. activoactivo dependientedependiente de Nade Na++ 75%75%T. T. facilitadofacilitado independienteindependiente de Nade Na++ 20%20%DifusiDifusi óónn pasivapasiva < 5%< 5%

AminoAmino áácidoscidosLUMENLUMENINTESTINALINTESTINAL

ENTEROCITOENTEROCITO

SANGRE SANGRE PORTALPORTAL

AminoAmino áácidoscidos

AminoAmino áácidoscidos

NaNa++

NaNa++

AminoAmino áácidoscidos

NaNa++ KK++

KK++ATP →→→→ ADP+Pi

AminoAmino áácidoscidos AminoAmino áácidoscidos

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PPééptidosptidosLUMENLUMENINTESTINALINTESTINAL

ENTEROCITOENTEROCITO

SANGRE SANGRE PORTALPORTAL

PeptidasasPeptidasascitoscitos óólicaslicas

AminoAmino áácidoscidos

TransporteTransporte intestinal de intestinal de ppééptidosptidos pequepeque ññosos

AminoAmino áácidoscidosPPééptidosptidos

Transporte activo de di- y tripéptidos acoplado a hidrogeniones

2H2H++

PPééptidosptidos HH++

NaNa++

NaNa++

NaNa++KK++

ATP →→→→ ADP+Pi

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Distribución de los aminoácidos en el período Distribución de los aminoácidos en el período postpost --prandialprandial

• La mayor parte de los aminoácidos: Hígado.• Glutamina y Asparragina: Intestino y riñón. • Aminoácidos de cadena ramificada: Músculo y cerebro.

¿Cómo son incorporados los aminoácidos en las células de los distintos tejidos?

Difusión facilitada

-Los transportadores se encuentran en todas las células.- Son específicos para grupos de aminoácidos (neutros, catiónicos y de glutamato).

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AMINOACIDOS (fondo metabólico

común)

UTILIZACION

Síntesis de proteínas

Síntesis de compuestos nitrogenados no proteicos

Degradación y producción de Energía

ORIGENORIGEN

Absorción en intestino

Degradación de proteínas endógenas (Proteasas)

Síntesis de aminoácidos (principalmente en hígado)

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DESTINO DE LOS AMINOACIDOS:

• Biosíntesis: Proteínas, Compuestos no proteicos, etc.

• Gluconeogénesis

• Obtención de Energía

Los aminoácidos deben degradarse

1º) Pérdida del grupo amino

2º) Degradación de la cadena carbonada

αααα

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DESTINO DEL GRUPO AMINO DE AA:

TRANSDESAMINACION

Síntesis de GLUTAMATO

Síntesis de L-ALANINA

Síntesis de L-GLUTAMINA

Síntesis de UREA

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• Las reacciones de transaminación son fácilmente reversiblesreversibles y son muy importantes en el metabolismo proteico.

• Todos los aminoácidos (excepto serina y treonina) participan en reacciones de transaminación con los αααααααα--cetocetoáácidoscidos:

piruvato alanina oxalacetato aspartato αααα-cetoglutarato glutamato

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GPT (Glutámico Pirúvico Transaminasa)

GOT (Glutámico Oxalacetico Transaminasa)

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TRANSAMINASAS DE INTERES CLINICO

• Infarto de Miocardio ���� Glutámico Oxalacetico Transaminasa (GOT) o Aspartato aminotransferasa (AST)

Aumentada en afecciones cardíacas y hepáticas (principalmente hepatitis con necrosis)

• Afecciones Hepáticas ���� Glutámico Pirúvico Transaminasa (GPT) o Alanina aminotransferasa (ALT)

Los mayores aumentos se producen como consecuencia de alteraciones hepáticas: colestasis, hepatitis tóxicas o virales.

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DESAMINACION OXIDATIVA:

Glutamato + H2O + NAD(P) αααα-Cetoglutarato + NH4+ + NAD(P)H + 2 H+

Glutamato Deshidrogenasa

NADPH + H+

NADP+

+ GDH

L-glutamato que contiene los grupos aminos provenientes de las reacciones anteriormente descriptas ingresa a la mitocondria a través de transportadores y puede eliminar el grupo amino proveniente del aminoácido inicial a través de una reacción de desaminación oxidativa, que se considera como la principal vía de salida del amoníaco.

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El grupo amino del glutamato, puede ser separado por

desaminacion oxidativa catalizada por la glutamato

deshidrogenasa , utilizando NAD + y NADP+ como coenzimas.

Se forma ααααcetoglutarato y NH3

La mayoría del NH3 producido en el organismo se genera

por esta reacción

A pH fisiológico el NH3 capta un H + y se convierte en ión NH4+

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REGULACION DE LA GLUTAMATO DESHIDROGENASA

• Regulación alostérica

( + ) ADP Y GDP

( - ) ATP Y GTP

• Cuando se acumula ATP y GTP en la mitocondria, como consecuencia de una

actividad elevada del ciclo de Krebs, se inhibe la desaminación del glutamato

para no incorporar más αααα-cetoglutarato al ciclo.

• Por el contrario, cuando aumentan los niveles de ADP y GDP se activa la

enzima y de esa forma se produce NADH que es utilizado para la síntesis de

ATP e ingresa el αααα-cetoglutarato al Ciclo de Krebs.

Es una enzima mitocondrial (hígado y riñón)

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La alanina transporta amonio desde el músculo hasta el hígadoLa alanina sirve como un transportador de amonio y del esqueleto carbonado del piruvato desde el músculo al hígado.El amonio es excretado y el piruvato es utilizado para producir glucosa, la cual regresa al músculo.

Síntesis de L-ALANINA

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La glutamina transporta temporariamente amonio en sangre.Por acción de la glutaminasa se hidroliza a glutamato y amonio en Riñón, hepatocitos y otras células.

Síntesis de L-GLUTAMINA

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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

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Se sintetiza en el HIGADO por las enzimas del

ciclo de la urea. Localización: MATRIZ MITOCONDRIAL y CITOSOL.

Luego es secretada al torrente sanguíneo y

filtrada en los riñones para excretarse en la

orina.

UREA

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CO2 del Krebs O = C - NH2

lNH2 ASPARTATO

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Rx

Reactantes Productos Enzima Localización

1 2 ATP + HCO3− +

NH4+

Carbamoil fosfato +

2 ADP + Pi

Carbamoil fosfato

sintetasa I

Mitocondria

2 Carbamoil fosfato +

Ornitina

Citrulina + Pi Ornitina carbamoil

transferasa

Mitocondria

3 Citrulina +

Aspartato + ATP

Argininosuccinato

+ AMP + PPi

Argininosuccinato

sintetasa

Citosol

4 Argininosuccinato Arginina +

Fumarato

Argininosuccinato

liasa

Citosol

5 Arginina + H2O Ornitina + UREA Arginasa Citosol

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• NH4: Proviene de desminación de aminoácidos.

• HCO3 -: Proviene del CO2 de la respiración celular.

• Aspartato: generado en la mitocondria por

transaminación.

BALANCE ENERGETICOBALANCE ENERGETICO ::

NH3 + CO2 + 3 ATP + H2O + Aspartato

UREA + 2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi + Fumarato

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Regulación a corto plazo

Regulación a largo plazo

Carbamil fosfato sintetasa I (Reacción 1)

(+) N-Acetil glutamato

Biosíntesis de las enzimas del ciclo

(+) Aumento proteínas de la dieta

Aumento degradación proteínas endógenas (Inanición )

Regulación

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DESTINO DEL ESQUELETO CARBONADO DE LOS AA

� En la degradación de los aminoácidos, los esqueletos carbonados siguen distintas vías.

� Algunos se transforman en piruvato o en intermediarios del ciclo de Krebs.

� Tienen el potencial de producir glucosa vía fosfoenol-piruvato (Gluconeogénicos).

� Los aa que producen acetil-coA, o acetoacetil-coA son clasificados como cetogénicos

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GLUCOGÉNICOSGLUCOGÉNICOS Y

CETOGÉNICOSCETOGÉNICOS

Asparagina Arginina Isoleucina Leucina

Cisteína Aspartato Fenilalanina Lisina

Glutamina Glutamato Triptofano

Histidina Glicina Tirosina

Prolina Metionina

Treonina Serina

Alanina Valina

CLASIFICACION DE LOS AMINOACIDOS

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Destino de los esqueletos carbonados de los AA

Stryer, 198838