PROTEINAS Y AMINOACIDOS (2)

Digestión de Proteínas y Absorción de aminoácidosMETABOLISMO

Catabolismo del nitrógeno de aminoácidos. Transaminación. Desaminación oxidativa del glutamato. Desaminación no oxidativa.

Vías metabólicas del amoníaco. Formación de glutamina. Glutaminasa. Formas de excreción del nitrógeno (amoniotélicos, ureotélicos y

uricotélicos). FORMACIÓN DE UREA: Ciclo de la ornitina. Costo energético. Interconexión con el ciclo de Krebs.

Ciclo de la glucosa-alanina. Catabolismo del esqueleto carbonado de los aminoácidos.

Aminoácidos cetogénicos y glucogénicos. Vías metabólicas a piruvato. Vías del alfa-cetoglutarato, del oxalacetato, de fumarato y acetoacetil

CoA. Gluconeogénesis a partir de aminoácidos.

Biosíntesis de aminoácidos no esenciales. Funciones precursoras de los aminoácidos. Biosíntesis de aminas biógenas: histamina, triptamina,

tiramina, ácido gamma aminobutírico. Síntesis de creatina y creatinina.

Origen del amoníaco

• Reacciones de desaminación: oxidativa y no oxidativas

• Bacterias intestinales y posterior absorción.

EL AMONIACO Ó ION AMONIO ES TOXICO

DEBE SER ELIMINADO

Transporte de los grupos amino de los aminoácidos

•El amoníaco producido permanentemente en los tejidos, es transportado hacia el hígado bajo la forma de un compuesto no tóxico, la GLUTAMINA, que puede atravesar con facilidad las membranas celulares por ser una molécula neutra.

•La reacción es catalizada por una enzima mitocondrial, muy abundante en tejido renal, denominada GLUTAMINA SINTETASA la cual requiere energía en forma de ATP.

REACCION DE LA GLUTAMINA SINTETASA

Glutamato Glutamina

NH4++

ATP ADP + Pi

Glutamina sintetasa

REGULACION DE LA ACTIVIDAD DE LA ENZIMA GLUTAMINA SINTETASA

• Regulación alostéricaGlutamato + H2O + NAD(P)

-Cetoglutarato + NH4+ + NAD(P)H + 2 H+

• Regulación Covalente

(+) -cetoglutarato, ATP

(-) Carbamilfosfato,

Glutamina, Pi

(+) Desadenilación

(-) Adenilación GS AMP

GS

INACTIVA

ACTIVA

REACCION DE LA GLUTAMINASA

GlutaminaGlutamato

Glutaminasa

NH4+++ H2O

Enzima Mitocondrial

Muy activa en hígado y riñón

TRANSPORTA EL AMONÍACO POR EL TORRENTE SANGUÍNEO

ELIMINACION DEL AMONIACO

• AMONIOTELICOS: Especies acuáticas como peces óseos.

• URICOTELICOS: Aves y reptiles

• UREOTELICOS: Animales terrestres

NH3

Acido úrico

Urea

En el hombre:Urea compuesto no tóxico y muy soluble. A nivel renal parte del amoníaco se excreta como ión amonio siendo muy importante este mecanismo para el mantenimiento del equilibrio ácido-base.

• Además del amoníaco formado en los tejidos, una cantidad considerable es producida por las bacterias intestinales a partir de las proteínas de la dieta.

• Este amoníaco se absorbe y pasa a la sangre portal.

• Normalmente el hígado elimina el amoníaco de la sangre portal, de tal manera que la sangre periférica está exenta del mismo.

• Esto es esencial ya que cantidades muy pequeñas de amoníaco son tóxicas para el SNC, produciendo temblor, visión borrosa y en los casos mas graves, coma y muerte.

Por un mecanismo cíclico, el AMONÍACO resultante de la desaminación oxidativa del glutamato (proceso que ocurre en casi todos los tejidos), se convierte en el hígado en UREA que luego por vía sanguínea llega a los riñones y se excreta por orina.

1932 – Hans Krebs

El carbamilfosfato es utilizado en la síntesis de las bases pirimidínicas que intervienen en la formación de los nucleótidos pirimidínicos

El grupo amino proveniente de la desaminación oxidativa del glutamato en la mitocondria, y el CO3H- de las oxidaciones biológicas, forman un compuesto inestable, el Carbamil fosfatoTranslocasas

Entra el 2° grupo amino

El carbamilfosfato es utilizado en la síntesis de las bases pirimidínicas que intervienen en la formación de los nucleótidos pirimidínicos

El grupo amino proveniente de la desaminación oxidativa del glutamato en la mitocondria, y el CO3H- de las oxidaciones biológicas, forman un compuesto inestable, el Carbamil fosfatoTranslocasas

Entra el 2° grupo amino

REGULACION DEL CICLO DE LA UREA

Regulación a corto plazo

Regulación a largo plazo

Carbamil fosfato sintetasa I

(+) N-Acetil glutamato

Biosíntesis de las enzimas del ciclo

(+) Aumento proteínas de la dieta

Aumento degradación proteínas endógenas (Inanición )

GASTO ENERGETICO DEL CICLO DE LA UREA

•Formación de Carbamil fosfato: 2 ATP

•Ingreso de Aspartato: 1 ATP AMP + PPi 2 Pi

EN TOTAL: 3 ATP

PROPIEDADES DE LA UREA

• Molécula pequeña, sin carga.

• Difusible

• Soluble

• Atóxica

• El 50% de su peso es nitrógeno.

• Permite la eliminación de 2 productos de desecho: CO2 y NH3

• Valores Normales: 25-30 gr de urea diarios

Doble ciclo de KrebsEl ciclo que conecta a ambos se llama: Desviación del aspartato-argininosuccinato

Estas rutas conectan en forma efectiva los destinos de los grupos amino y los esqueletos carbonados de los aminoácidos

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

Ciclo de la Glucosa- Alanina

• Existen defectos genéticos en diferentes enzimas del ciclo de

la Urea que llevan a una incapacidad para convertir amoníaco

en urea

• Hiperamoniemias, Citrulinemia, Argininemia y otras.

• Los pacientes que tienen esta patología no pueden tolerar

dietas ricas en proteínas.

• En estos casos para suplementar los aminoácidos esenciales

se incluyen en la dieta los -cetoácidos análogos que

constituyen la parte esencial de estos aminoácidos.

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 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.

ORIGEN UTILIZACION

Absorción en intestino

Degradación de proteínas

Síntesis de aminoácidos

Síntesis de proteínas

Síntesis de Compuestos no nitrogenados

Producción de Energía

NH3Urea

cetoácidos glucosa

Cuerpos cetónicos

AMINOACIDOS

Clasificación de los aminoácidos de acuerdo al destino de sus esqueletos carbonados

• Aminoácidos Glucogénicos: Los esqueletos carbonados pueden utilizarse para la síntesis de glucosa (aa. no esenciales)

• Aminoácidos Cetogénicos: Los esqueletos carbonados pueden ser convertidos en cuerpos cetónicos (Leucina y Lisina)

• Aminoácidos glucogénicos y cetogénicos: Fenilalanina, Tirosina, Isoleucina y Triptofano

GLUCOGÉNICOS

Los que forman:

# piruvato

# intermediarios del ciclo de Krebs.

CETOGÉNICOS

Son los que generan:

acetil-CoA o aceto-acetato

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

REDUCTASA

TRANSFERASA

Principal vía de degradación Mitocondria

Producto de la degradación de AG de n° impar, junto con acetil.CoA

Treonina Aldolasa(Microorganismos)

AMINOACIDOS QUE FORMAN PIRUVATO

TREONINA

TRIPTOFANO

ALANINA

GLICINA

ACETALDEHIDO

SERINA

CISTEINA

PIRUVATO

ACETIL-CoA

Treonina aldolasa

Serina hidroxi metil transferasa

Serina deshidratasa

ALT ó GPT

PDH

N5N10-Met FH4

FH4

PPL

PPL

ACETO -ACETIL CoA

PPL

Oxidación y transaminaciónGluconeogénesis

2 pasos

AMINOACIDOS QUE RINDEN OXALACETATO

ASPARTATO

ASPARRAGINA

OXALACETATO

Asparraginasa

GOT

NH4+

H2O

PPL

-cetoglutarato Glutamato

AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN -CETOGLUTARATO

Arginina

GlutaminaGlutamatoHistidina

Prolina

-cetoglutarato

-semialdehído Glutámico

Ornitina

4 pasos

FH4 N5FormiminoFH4

H2O

Ureaaminotransferasa

Glu-semialdheído deshidrogenasa

Glutamato deshidrogenasa

Arginasa Oxidasa

GlutaminasaNH4+

AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN SUCCINIL- CoA

Metionina

-Cetobutirato

Propionil-CoA

Metilmalonil-CoA

Isoleucina

Acetil-CoA

Treonina

Valina

Succinil-CoA

Homocisteína

Serina

Cisteína

PPL

PPL

NH3 + H2O

Treonina

deshidratasa

3 pasos

7 pasos

6 pasos

-cetoácido deshidrogenasa

CO2

CO2

Mutasa B12

CO2

IsoleucinaIsoleucina Propionil-CoAPropionil-CoA Metil Metil malonil-Comalonil-Co AA Succinil-CoASuccinil-CoA

ValinaValinacetobutiratocetobutirato

TreoninaTreonina MetioninaMetionina

AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN SUCCINIL- CoA

AMINOACIDOS QUE PRODUCEN ACETOACETIL-CoA

Lisina Triptofano

Fenilalanina

Tirosina

LeucinaGlutaril-CoA

ACETOACETIL-CoA

Acetil-CoA

ACETOACETATO

Fumarato

Acetil-CoA

Alanina