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Ciclo del nitrógeno Fijación biológica del N 2 Complejo nitrogenasa Biosíntesis de aminoácidos BIOQUIMICA II: Bioquímica del nitrógeno y regulación genética.

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Presentación del tema: "Ciclo del nitrógeno Fijación biológica del N 2 Complejo nitrogenasa Biosíntesis de aminoácidos BIOQUIMICA II: Bioquímica del nitrógeno y regulación genética."— Transcripción de la presentación:

1 Ciclo del nitrógeno Fijación biológica del N 2 Complejo nitrogenasa Biosíntesis de aminoácidos BIOQUIMICA II: Bioquímica del nitrógeno y regulación genética

2 Ciclo del nitrógeno

3 SIMBIOSIS: leguminosas-rhizobia Leguminosa Rhizobium SIMBIOSIS Nódulo

4

5 FIJACIÓN BIOLÓGICA DE NITRÓGENO COMPONENTE I Molibdoferroproteína Dinitrogenasa COMPONENTE II Ferroproteína Dinitrogenasa–Reductasa XILEMAXILEMA N 2 + 8H + 8e Mg - ATP 2 NH 3 + H Mg – ADP + 16 Pi

6 Complejo nitrogenasa

7 EL NH4+ SE INCORPORA A LOS AMINOACIDOS VIA GLUTAMATO Y GLUTAMINA La reacci ó n catalizada por la glutamato deshidrogenasa es: El glutamato es también un principal donante amino para otros aminoácidos en reacciones de transaminación subsecuentes. Los múltiples papeles del glutamato en el balance del nitrógeno lo convierten en una puerta entre el amoníaco libre y los grupos aminos de la mayoría de los aminoácidos.

8 La Reacci ó n de Glutamina Sintasa La reacci ó n catalizada por la glutamina sintetasa es:

9 La reacci ó n de la glutamina sintetasa es tambi é n importante en varios aspectos. 1ero.. produce la glutamina, uno de los 20 amino á cidos principales. 2º., en animales, la glutamina es el principal amino á cido encontrado en el sistema circulatorio. Su papel ah í es llevar el amon í aco a y desde varios tejidos pero principalmente de tejidos perif é ricos al ri ñó n, donde el nitr ó geno amida es hidrolizado por la enzima glutaminasa; este proceso regenera el glutamato y el i ó n amoniaco libre, que se excreta en la orina.

10 EL NH4+ SE INCORPORA A LOS AMINOACIDOS VIA GLUTAMATO Y GLUTAMINA

11 LOS AMINOACIDOS SE SINTETIZAN A PARTIR DEL CICLO DEL ACIDO CITRICO Y DE OTROS IMPORTANTES INTERMEDIARIOS METABOLICOS La bacteria E. coli, puede sintetizar la colección entera de 20 aminoácidos. El hombre no puede sintetizar 9 aminoácidos, y por tanto deben ser ingeridos. NO ESENCIALESESENCIALES Alanina Arginina Asparragina Aspartato Cisteína Glutamato Glutamina Glicina Prolina Serina Tirosina Histidina Isoleucina Leucina Lisina Metionina Fenilalanina Treonina Triptófano Valina La deficiencia de un solo aminoácido origina un Balance nitrogenado negativo

12 Biosíntesis de aminoácidos (Aa)

13 Familias biosinteticas de los aminoácidos en las bacterias y plantas α-Cetoglutarato Glutamato Arginina* Prolina Glutamina Oxalacetato Aspartato Asparragina Metionina* Treonina* Isoleucina* Lisina* 3-fosfoglicerato Piruvato Serina CisteinaGlicina AlaninaValina* Leucina*

14 Familias biosinteticas de los aminoácidos en las bacterias y plantas Fosfoenolpiruvato + Eritrosa-4-fosfato Fenilalanina* triptofano* Tirosina* Ribosa-5-fosfato Histidina* tirosina

15 Ejemplo: Los aminoácidos ALANINA y ASPARTATO, se sintetizan en una sola etapa a partir del Piruvato y oxalacetato, mediante transaminación usando como cofactor el PIRIDOXAL FOSFATO. Piruvato + glutamato ALANINA + α-cetoglutarato Oxalacetato + glutamato ASPARTATO + α-cetoglutarato La ASPARRAGINA se sintetiza después por amidación del asparato: Aspartato + NH 4 + ATP ASPARRAGINA + AMP + PPi + H+

16 Otra síntesis en una sola etapa de un aminoácido no esencial es la hidroxilación de la FENILALANINA (aminoácido esencial) a TIROSINA, reacción que tiene lugar en los mamíferos. FENILALANINA + O 2 + NADPH + H TIROSINA + NADP + H 2 O Esta reacción está catalizada por la fenilalanina hidroxilasa, una monooxigenasa De esta manera la Tirosina se constituye un aminoácido esencial en el hombre que carece de esta enzima.

17 Biosíntesis de aminoácidos

18 EL GLUTAMATO es el precursor de la GLUTAMINA, de la PROLINA y de la ARGININA

19 La SERINA se sintetiza a partir de 3-fosfoglicerato

20 La CISTEINA se sintetiza a partir de SERINA Y HOMOCISTEINA

21 EL SIKIMATO Y CORISMATO son intermediarios en la biosintesis de aminoacidos aromaticos.

22 La HISTIDINA se sintetiza a partir de ATP, PRPP y GLUTAMINA

23 Una reacción final útil, relacionada terapéuticamente con los aminoácidos es la amidación del ácido aspártico para producir asparragina. La enzima asparragina sintasa cataliza la reacción de transamidación que requiere de ATP demostrada abajo:


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