PROTEINAS Y AMINOACIDOS (2) Digestión de Proteínas y Absorción de aminoácidos METABOLISMO Catabolismo del nitrógeno de aminoácidos. Transaminación. Desaminación.

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1 PROTEINAS Y AMINOACIDOS (2) Digestión de Proteínas y Absorción de aminoácidos METABOLISMO 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.

2 EL AMONIACO Ó ION AMONIO ES TOXICO
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

3 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.

4 REACCION DE LA GLUTAMINA SINTETASA
ATP ADP + Pi + NH4+ Glutamina sintetasa Glutamato Glutamina

5 REGULACION DE LA ACTIVIDAD DE LA ENZIMA GLUTAMINA SINTETASA
Regulación alostérica Glutamato + H2O + NAD(P) a-Cetoglutarato + NH4+ + NAD(P)H + 2 H+ Regulación Covalente (+) a-cetoglutarato, ATP (-) Carbamilfosfato, Glutamina, Pi GS (+) Desadenilación (-) Adenilación ACTIVA GS AMP INACTIVA

6 REACCION DE LA GLUTAMINASA
+ H2O + NH4+ Glutaminasa Glutamina Glutamato TRANSPORTA EL AMONÍACO POR EL TORRENTE SANGUÍNEO Enzima Mitocondrial Muy activa en hígado y riñón

7 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.

8 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.

9 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.

10 1932 – Hans Krebs

11 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 fosfato Translocasas 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

12 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 fosfato Translocasas 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

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14 REGULACION DEL CICLO DE LA UREA
Carbamil fosfato sintetasa I (+) N-Acetil glutamato Regulación a corto plazo Biosíntesis de las enzimas del ciclo (+) Aumento proteínas de la dieta Aumento degradación proteínas endógenas (Inanición ) Regulación a largo plazo

15 GASTO ENERGETICO DEL CICLO DE LA UREA
Formación de Carbamil fosfato: 2 ATP Ingreso de Aspartato: 1 ATP AMP + PPi Pi EN TOTAL: 3 ATP

16 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: gr de urea diarios

17 Desviación del aspartato-argininosuccinato
Doble ciclo de Krebs El 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

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20 TRANSPORTE Y DESTINO DEL AMONÍACO Ciclo de la Glucosa Alanina
La mayoría de los tejidos Hígado Músculo Aminoácidos Glutamato Glutamato Glutaminasa Glutamina sintetasa Glutamato deshidrogenasa Glutamina Glutamina Piruvato Alanina Alanina Piruvato Ciclo de la Glucosa Alanina Glucosa Glucosa

21 Ciclo de la Glucosa- Alanina

22 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 a-cetoácidos análogos que constituyen la parte esencial de estos aminoácidos.

23 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.

24 UTILIZACION ORIGEN AMINOACIDOS Absorción en intestino
Síntesis de proteínas Síntesis de Compuestos no nitrogenados Degradación de proteínas AMINOACIDOS Síntesis de aminoácidos Urea NH3 Producción de Energía glucosa a - cetoácidos Cuerpos cetónicos

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26 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

27 GLUCOGÉNICOS Los que forman: # piruvato
# intermediarios del ciclo de Krebs.

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30 acetil-CoA o aceto-acetato
CETOGÉNICOS Son los que generan: acetil-CoA o aceto-acetato

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32 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

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34 REDUCTASA

35 TRANSFERASA

36 Principal vía de degradación  Mitocondria

37 Producto de la degradación
de AG de n° impar, junto con acetil.CoA Treonina Aldolasa (Microorganismos)

38 AMINOACIDOS QUE FORMAN PIRUVATO
TREONINA Treonina aldolasa TRIPTOFANO ACETALDEHIDO GLICINA ACETO -ACETIL CoA N5N10-Met FH4 Serina hidroxi metil transferasa PPL FH4 SERINA PPL ALANINA Serina deshidratasa PPL CISTEINA ALT ó GPT 2 pasos PIRUVATO Oxidación y transaminación Gluconeogénesis ACETIL-CoA PDH

39 AMINOACIDOS QUE RINDEN OXALACETATO
ASPARRAGINA H2O Asparraginasa NH4+ GOT PPL ASPARTATO OXALACETATO a-cetoglutarato Glutamato

40 AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN a-CETOGLUTARATO
Arginina Prolina H2O Urea Oxidasa Arginasa aminotransferasa g-semialdehído Glutámico Ornitina Glu-semialdheído deshidrogenasa FH N5FormiminoFH4 NH4+ Glutaminasa Glutamato Glutamina Histidina Glutamato deshidrogenasa 4 pasos a-cetoglutarato

41 AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN SUCCINIL- CoA
Metionina Homocisteína 3 pasos Serina PPL Treonina deshidratasa Cisteína PPL a-Cetobutirato Treonina a-cetoácido deshidrogenasa NH3 + H2O CO2 CO2 Isoleucina Propionil-CoA Valina 6 pasos CO2 Metilmalonil-CoA 7 pasos Acetil-CoA B12 Mutasa Succinil-CoA

42 AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN SUCCINIL- CoA
Treonina Metionina a-cetobutirato Valina Isoleucina Propionil-CoA Metil malonil-Co A Succinil-CoA

43 AMINOACIDOS QUE PRODUCEN ACETOACETIL-CoA
Fenilalanina Lisina Triptofano Alanina Tirosina Fumarato Leucina Glutaril-CoA ACETOACETATO Acetil-CoA ACETOACETIL-CoA Acetil-CoA