CATABOLSIMO DE LAS PROTEINAS
CICLO DEL GAMA GLUTAMILO- DESTINO DE LOS AMINOACIDOS
IMPORTANCIA
CATABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS
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 en menor medida 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.
DESTINO DE LOS AMINOACIDOS
Una vez absorbidos, los aminoácidos tienen diferentes alternativas metabólicas:
a) Utilización (sin modificación) en síntesis de nuevas proteínas especificas.
b) Transformación en compuestos no proteicos de importancia fisiológica.
c) Degradación con fines energéticos.
Todos los aminoácidos, cualquiera sea su procedencia, pasan a la sangre y se distribuyen a los tejidos, sin distinción de su origen.
Este conjunto de a.a. libres constituye un “fondo común” o “pool”, al cual se recurre para la síntesis de nuevas proteínas o compuestos derivados.
ORIGEN UTILIZACION
Absorción en intestino
Degradación de proteínas
Síntesis de aminoácidos
Síntesis de proteínas
Síntesis de Compuestos no nitrogenados
Producción de Energía
NH3Urea
acetoácidos glucosa
Cuerpos cetónicos
AMINOACIDOS
METABOLISMO DE AMINOACIDOS
Los aminoácidos, no se almacenan en el organismo.
Sus niveles dependen del equilibrio entre biosíntesis y degradación de proteínas corporales, es decir el balance entre anabolismo y catabolismo (balance nitrogenado).
El N se excreta por orina y heces
CATABOLISMO DE AMINOACIDOS
La degradación se inicia por procesos que separan el grupo aamino.
Estos procesos pueden ser reacciones de transferencia (transaminación) o de separación del grupo amino (desaminación)
TRANSAMINACIÓNEs la transferencia reversible de un
grupo amino a un acetoacido, catalizada por una aminotransferasa, utilizando piridoxal fosfato como cofactor
El a.a. se convierte en acetoácido y el acetoácido en el aminoácido correspondiente.
Es decir, el grupo amino no se elimina sino se transfiere a un acetoácido para formar otro aminoácido.
Todos los a.a. excepto lisina y treonina, participan en reacciones de “transaminacion” con piruvato, oxalacetato o acetoglutarato.
a.a.(1) + acetoácido(2) a.a.(2) + acetoácido (1)
Alanina + acetoglutarato piruvato + glutamato
A su vez, la alanina y el aspartato reaccionan con acetoglutarato, obteniéndose glutamato como producto
La Aspartato aminotransferasa cataliza en ambos sentidos la reaccion.
El acetoglutarato es el aceptor del grupo amino, cedido por el aspartato.
DESAMINACIÓNEl grupo amino del glutamato, puede
ser separado por desaminacion oxidativa catalizada por la glutamato deshidrogenasa, utilizando NAD y NADP como coenzimas.
Se forma acetoglutarato y NH3La mayoría del NH3 producido en el
organismo se genera por esta reacción
La glutamato deshidrogenasa se encuentra en la matriz mitocondrial.
Es una enzima alosterica activada por ADP y GDP e inhibida por ATP y GTP.
Cuando el nivel de ADP o GDP en la célula es alto, se activa la enzima y la producción de acetoglutarato, alimentará el ciclo de Krebs y se generará ATP
VIAS METABOLICAS DEL NH3
Fuentes de NH3 en el organismo:
a) Desaminación oxidativa de glutamato
b) Acción de bacterias de la flora intestinal
VÍAS DE ELIMINACION DEL NH3
La vía mas importante de eliminación es la síntesis de urea en hígado
También se elimina NH3, por la formación de glutamina
ORIGEN UTILIZACION
Absorción en intestino
Degradación de proteínas
Síntesis de aminoácidos
Síntesis de proteínas
Síntesis de Compuestos no nitrogenados
Producción de Energía
NH3Urea
a - cetoácidos glucosa
Cuerpos cetónicos
AMINOACIDOS
Rutas de entrada de los esqueletos de los aminoácidos
AlaninaCisteínaSerinaTreoninaGlicina
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
AMINOACIDOS QUE FORMAN PIRUVATO
TREONINA
TRIPTOFANO
ALANINA
GLICINA
ACETALDEHIDO
SERINA
CISTEINAPIRUVATO
ACETIL-CoA
Treonina aldolasa
Serina hidroxi metil transferasa
Serina deshidratasa
ALT ó GPT
PDH
N5N10-Met FH4
FH4
PPL
PPL
ACETOACETIL CoAPPL
Oxidación y transaminaciónGluconeogénesis
2 pasos
AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN a-CETOGLUTARATO
Arginina
GlutaminaGlutamatoHistidina
Prolina
a-cetoglutarato
g-semialdehído GlutámicoOrnitina
4 pasos
FH4 N5FormiminoFH4
H2O
Ureaaminotransferasa
Glu-semialdheído deshidrogenasa
Glutamato deshidrogenasa
Arginasa Oxidasa
GlutaminasaNH4+
AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN SUCCINIL- CoA
Metionina
a-Cetobutirato
Propionil-CoA
Metilmalonil-CoA
Isoleucina
Acetil-CoA
Treonina
Valina
Succinil-CoA
Homocisteína
Serina
Cisteína
PPL
PPL
NH3 + H2O
Treonina
deshidratasa
3 pasos
7 pasos6 pasos
a-cetoácido deshidrogenasa
CO2CO2
Mutasa B12
CO2
Isoleucina Propionil-CoA Metil malonil-Co A Succinil-CoA
Valinaa-cetobutirato
Treonina Metionina
AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN SUCCINIL- CoA
AMINOACIDO QUE RINDEN OXALACETATO
ASPARTATO
ASPARRAGINA
OXALACETATO
Asparraginasa
GOT
NH4+
H2O
PPL
a-cetoglutarato
Glutamato
AMINOACIDOS QUE RINDEN ACETOACETIL-CoA
Lisina Triptofano
Fenilalanina
Tirosina
LeucinaGlutaril-CoA
ACETOACETIL-CoA
Acetil-CoA
ACETOACETATO
Fumarato
Acetil-CoA
Alanina
Transaminación
a-cetoácido deshidrogenasa
DEGRADACION DE AMINOACIDOS RAMIFICADOS EN TEJIDOS EXTRAHEPATICOS
Aminoácido ramificado aminotransferasa
• Esta degradación tiene lugar en riñón, músculo, corazón y tejido adiposo.
• Hígado no posee la aminotransferasa específica
a-cetoácidos derivados de acil-CoA
Catabolismo de los Aminoácidos aromáticosReacción de la Fenilalanina Hidroxilasa
Fenilalanina Tirosina
Fenilalanina Hidroxilasa
Dihidropterina reductasa
Descarboxilación de aminoácidos
• Microorganismos del intestino y ciertas bacterias presentes en productos de fermentación, poseen enzimas que catalizan la descarboxilación de aminoácidos.
• Estas reacciones dan lugar a la formación de POLIAMINAS con gran actividad fisiológica denominadas en general “AMINAS BIÓGENAS”.
• Este tipo de proceso forma parte de la putrefacción de proteínas por acción de enzimas bacterianas. Por ejemplo a partir de lisina se obtiene cadaverina y a partir de ornitina se obtiene putrescina. Estos compuestos sirven de marcadores para medir la calidad de la carne y de su estado de conservación.
• En tejidos animales también existen enzimas que catalizan este tipo de reacciones y las aminas biógenas formadas por este mecanismo son sustancias de importancia funcional. Por ej.: histamina, serotonina, triptamina y dopamina.
Mecanismos generales de la
descarboxilación
lisina cadaverinaornitina putrescinahistidina histaminatirosina tiramina triptófano triptaminaácido glutámico amino-butírico
Las poliaminas: espermidina y espermina, seforman a partir de putrescina
REACCIONES DE DESCARBOXILACION
HISTIDINA
TIROSINA
GLUTAMATO
TRIPTOFANO
DOPA
DESCARBOXILASA
PPL
HISTAMINA
TIRAMINA
SEROTONINA
GABA
DOPAMINA
VC
VC
PA HCl
(-) SN
(-) SN
FUNCIONES PRECURSORASDE LOS AMINOÁCIDOS
• Las monoaminas constituyen el grupo principal de NEUROTRANSMISORES del sistema nervioso (SN).
• La característica diferencial de estas sustancias es la presencia de un grupo amino (-NH2), por lo que también se denominan AMINAS BIÓGENAS.
• Proceden de aminoácidos precursores definiendo así dos grupos: LAS CATECOLAMINAS, derivadas de la tirosina y
LAS INDOLAMINAS, que derivan del triptófano.
• Las catecolaminas incluyen a la dopamina, la noradrenalina y la adrenalina.
• Las indolaminas son la serotonina y la melatonina.
• La serotonina se sintetiza a partir del triptófano.