La biosntesis de aminocidos consiste en crear nuevos aminocidos a partir de otros intermediarios metablicos.

aminocidos esenciales y los aminocidos no esenciales

No esenciales Alanina cido asprtico Asparagina cido Glutmico(Glutamato) Glutamina Glicina Prolina Serina Cistena** Tirosina**

Esenciales Triptofano Fenilalanina Valina Leucina Isoleucina Treonina Metionina Lisina Arginina* Histidina*

Catabolismo De AminoacidosCatabolismo de los aminocidos Catabolismo de Glutamina/Glutamato y de Asparragina/Aspartato La glutaminasa es una importante enzima del tbulo renal implicada en la conversin de glutamina (del hgado y de otros tejidos) a glutamato y NH3+, siendo el NH3+ excretado en la orina. La actividad de la glutaminasa est presente en muchos otros tejidos tambin, aunque su actividad no es tan prominente como en el rin. El glutamato producido de la glutamina es convertido a -cetoglutarato, haciendo que la glutamina sea un aminocido glucognico. [pic] La asparaginasa tambin se distribuye extensamente dentro del cuerpo, donde convierte la asparragina a amonaco y aspartato. El aspartato se transamina a oxalacetato, que sigue el camino gluconeognico a glucosa. El glutamato y el aspartato son importantes en recoger y eliminar el nitrgeno amino va la glutamina sintetasa y el ciclo de la urea, respectivamente. La trayectoria catablica de los esqueletos de carbono implica reacciones de aminotransferasa simples de 1 paso que producen directamente cantidades netas de un intermediario del Ciclo del TCA. La reaccin de la glutamato deshidrogenasa que funciona en la direccin de la produccin de -cetoglutarato proporciona una segunda ruta que conduce del glutamato a la gluconeognesis. Regreso al inicio [pic] Catabolismo de Alanina La alanina es tambin importante en el transporte del nitrgeno entre tejidos como parte del ciclo de la glucosa-alanina (vase arriba). La va catablica de la alanina implica una reaccin simple de aminotransferasa que produce directamente piruvato. Generalmente el piruvato producido por esta va resultar en la formacin del oxaloacetato, aunque cuando la carga de energa de una clula es baja el

piruvato ser oxidado a CO2 y H2O por va del complejo PDH y del Ciclo del TCA. Esto hace que la alanina sea un aminocido glucognico.

Sntesis de aminocidosAntes de abordar el tema completamente se recomienda consultar el artculo aminocido y metabolismo. Tambin es necesario comprender completamente la diferencia entreaminocidos esenciales y los aminocidos no esenciales La biosntesis de aminocidos consiste en crear nuevos aminocidos a partir de otros intermediarios metablicos. Todos los aminocidos pueden ser sintetizados, como en el caso de plantas leguminosas y la bacteria E. coli, pero la mayora de los organismos no pueden sintetizar todos los aminocidos, tal es el caso de los humanos que junto con la rata albina slo son capaces de sintetizar 10 de los 20 aminocidos, a los que se les llama esenciales, stos que cumplen importantes funciones en el cuerpo, pero deben ser consumidos en la dieta. Las vas de sntesis estn sujetas a inhibicin alostrica de sus enzimas. La sntesis de aminocidos ocurre en caso de que el organismo no tenga suficiente ingesta de protenas para degradar en aminocidos durante un periodo extendido de tiempo. Esta va es el ltimo recurso ya que hay un gran costo energtico y no es conveniente a menos que el organismo se encuentre bajo situaciones de ayuno extremo.

No esenciales Alanina cido asprtico Asparagina cido Glutmico(Glutamato) Glutamina Glicina Prolina Serina Cistena** Tirosina**

Esenciales Triptofano Fenilalanina Valina Leucina Isoleucina Treonina Metionina Lisina Arginina* Histidina*

Tabla 1. Clasificacin de los aminocidos segn su sntesis. *Aminocidos esenciales slo para los nios. **Aminocidos semiesenciales (Los necesitan infantes prematuros y adultos con enfermedades especficas). Los aminocidos tambin pueden ser clasificados en familias segn precursores metablicos del que provengan tal como lo muestra la siguiente tabla.

Precursor metablico

Aminocidos

-cetoglutarato Glutamina, Arginina Oxalacetato Lisina, Metionina, Isoleucina 3-fosfoglicerato Serina,Cistena Piruvato Fosfoenolpiruvato y eritrosa 4-fosfato Fenilalanina Ribosa 5-fosfato

Glutamato, Prolina, Aspartato, Treonina, Asparagina, Glicerato, Glicina, Alanina, Leucina, Valina Triptofano, Tirosina, Histidina

Tabla 2. Familias biosintticas de aminocidos segn su precursor metablico (Tomada de Lehninger, 2003). Para ms clasificaciones consultar aminocidos. Como podemos observar los precursores metablicos de los aminocidos tambin son intermediarios metablicos de otros procesos importantes del metabolismo. La ribosa 5 fosfato es un intermediario del metabolismo de las pentosas; el 3-fosfoglicerato que a su vez es el precursor de la eritrosa 4-fosfato es un importante intermediario de la gluclisis; el fosfoenolpiruvato uno de los ltimos intermediarios de la gluclisis es tambin precursor de aminocidos cuando se combina con eritrosa 4-fosfato; el piruvato es el compuesto resultante de la gluclisis. As mismo dos intermediarios del ciclo de Krebs, el -cetoglutarato y el oxalacetato, son tambin los dos ms importantes precursores metablicos de los aminocidos. [editar]Aminocidos

derivados del -cetoglutarato

De los cuatro aminocidos provenientes del cetoglutarato slo se tratar de la biosntesis de los aminocidos en los humanos, es decir, de los aminocidos no esenciales. Los aminocidos derivados del -cetoglutarato son el glutamato y ste a su vez de la glutamina, prolina y arginina. Sin embargo por el momento slo se considerar al glutamato, glutamina y prolina, por ser los que el ser humano puede sintetizar. Como primer paso para la sntesis de los aminocidos derivados del -cetoglutarato, se necesita sintetizar glutamato como se muestra en la siguiente reaccin, catalizada por la glutamato-deshidrogenasa: NH3 + -cetoglutarato + NAD(P)H + H+ --> L-glutamato+NAD(P)++ H2O La glutamina se forma a partir del glutamato por medio de dos reacciones catalizadas por la glutamina sintetasa, como se describe en seguida: ATP + cido glutmico ADP + -glutamil-fosfato -glutamil-fosfato + NH3 Glutamina + Pi La glutamina tambin se forma a partir del glutamato por medio de una serie de 5 reacciones descritas en la figura 1.

Imagen Tomada de Lehninger: Principios de Bioqumica

La prolina es otro aminocido no esencial que puede ser sintetizado a partir de -cetoglutarato, por medio de las reacciones que aparecen en la figura 2.

Imagen Tomada de Lehninger: Principios de Bioqumica [editar]Aminocidos

derivados del oxalacetato

La primera reaccin necesaria para la sntesis de asparagina, metionina, lisina y treonina, es la sntesis de aspartato. Para este primer paso es necesario tener dos de los intermediarios del ciclo de Krebs y as obtener aspartato. Glutamato + oxalacetato -cetoglutarato + aspartato

El aspartato es el primer aminocido que puede ser producido a partir de oxalacetato, sin embargo, ste es el punto de partida para los siguientes aminocidos. La asparagina, es producida bajo el esquema de la siguiente reaccin catalizada por la asparagina sintetasa: NH3 + aspartato + ATP --> asparagina + ADP + Pi Los otros derivados del oxalacetato, la metionina, la treonina, la lisina y la isoleucina no pueden ser sintetizadas por el ser humano.

[editar]Aminocidos

derivados del 3-Fosfoglicerato

A partir del 3-fosfoglicerato, se pueden sintetizar serina, glicina y cistena. La serina, se forma a travs de varios procesos, en los cuales el 3-fosfoglicerato es transformado. La glicina es un producto directo de la serina. Para la formacin de la cistena, se requiere de dos aminocidos, la serina y la metionina. La principal funcin de la metionina, es de proporcionar el S(azufre) que tiene en su estructura, y la serina proporciona el esqueleto de carbonos. [editar]Aminocidos

derivados del piruvato

Del piruvato se obtienen alanina, valina, leucina e isoleucina. La alanina se obtiene a travs de la transaminacin acoplada al piruvato. La valina se obtiene a travs de cuatro reacciones a las cuales se somete al piruvato: comparte cuatro enzimas con la isoleucina. La isoleucina, se obtiene a travs de cinco reacciones a las que entra el piruvato. La leucina, se obtiene a travs de la sntesis de valina, cuando en el -cetoisovalerato, toma una va alterna y se produce leucina. [editar]Aminocidos

derivados del Fosfoenolpiruvato y eritrosa-4-

fosfatoEl triptofano, la fenilalanina, y la tirosina, tienen una sntesis bastante similar, ya que comparten el origen, que es el siquimato. Este ltimo, se sintetiza hasta formar corismato, donde se divide la sntesis de cada aminocido, es decir, el triptofano toma una ruta metablica diferente al de la fenilalanina y la tirosina. [editar]Aminocidos

derivados de la ribosa-5-fosfato

De esta familia solo se puede encontrar a la histidina. La sntesis de ste aminocido, sigue la va de las pentosas fosfato.

Biosntesis de los aminocidosCada organismo vivo sintetiza sus propias protenas a partir de los aminocidos. Las plantas superiores sintetizan a su vez todos los aminocidos necesarios. Hay que destacar que los animales carecen de esa capacidad. Cada especie animal puede sintetizar slo algunos aminocidos que necesita y, por lo tanto, depende de la dieta para incorporar aquellos aminocidos que debe sintetizar para formar protenas. Esos aminocidos se los considera esenciales y no porque sean los nicos necesarios para la vida de la especie, sino porque deben estar incluidos en la dieta. Cada especie, tiene su grupo de aminocidos esenciales propios.

La mayora de los aminocidos que ingerimos se encuentran en forma de protenas, sin embargo slo los aminocidos pueden incorporarse a las diferentes rutas metablicas. Para ello, las protenas y pptidos ingeridos sufren un proceso de hidrolizacin por medio de enzimas proteolticas (secretadas por el estmago, pncreas e intestino delgado) en el tracto gastrointestinal. Despus de la accin de las enzimas los aminocidos quedan libres y son absorbidos y transportados a la corriente sangunea por medio de la que llegan al hgado donde ocurre su metabolismo y distribucin. Las protenas endgenas tambin se degradan despus de un tiempo y adquieren unas seales que van a indicar a las enzimas de degradacin cuando deben comenzar su proceso. Los aminocidos libres que provienen de este proceso de digestin de las protenas son absorbidos por las paredes del intestino y conducidos por medio del sistema porta-heptico. Una vez que llegan al hgado, a travs de la corriente sangunea, son distribuidos por las clulas para su posterior utilizacin.