Toxicidad del amoníaco 1. El amoníaco es una base fuerte y podría producir un cambio de pH NH4+ NH3 + H+ pKa= 9,5 2. El proceso de eliminación -Ceto- Glutarato Glutamato Glutamato a. Consume -Ceto- Glutarato, sustrato del ciclo de Krebs b. Consume NADH c. Disminuye el ATP 3. El glutamato es un neurotransmisor y precursor de otro neurotransmisor (GABA) NADH ATP

UREA Transporte del grupo amino MAYORIA DE TEJIDOS HIGADO MUSCULO NH4+ + ATP ADP+ Pi+ H2O MAYORIA DE TEJIDOS Glutamato Glutamina Gln Sintetasa Glutaminasa Glutamato Glutamina NH4+ UREA Glutamato - cetoglutarato Glutamato DH HIGADO Piruvato Alanina GLUCOSA GLUCOSA Piruvato Alanina MUSCULO Glutamato - cetoglutarato Cetoácido Aminoácido PROTEINAS

Glutaminasa Glutamato DH - Cetoglutarato Glutamato UREA Glutamato NH4+ H2O COO COO + + H3N CH H3N CH CH2 CH2 CH2 CH2 C COO H2N O Glutamato Glutamina Glutamato DH ADP COO COO + + H3N CH NAD(P)+ NAD(P)H + H+ O C + H2O + NH4+ CH2 CH2 CH2 CH2 COO COO GTP Glutamato - Cetoglutarato

Glutamina Sintetasa Glutamato  - Glutamil fosfato Glutamina ATP NH4+ ADP NH4+ Pi COO COO COO + + + H3N CH H3N CH H3N CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C C COO P O O H2N O Glutamato  - Glutamil fosfato Glutamina Tyr 397

+ + - - Regulación de la Glutamina Sintasa de E. coli PP 1. Alostérica Glutamato AMP Trp, CTP, His, Carbamilfosfato Glucosamina6P Ala, Gly Glutamina 2. Por modificación covalente + + PP - -

Reacciones de transaminación NH3+ O H C COO- + C COO- R1 R2 Aminotransferasa O NH3+ H C COO- + C COO- R1 R2 CH2OH H H Piridoxina (Vit B6) H O NH2 C CH2 -2O3P H -2O3P H Fosfato de Piridoxal (PLP) Fosfato de Piridoxamina (PMP)

+ PLP Aldimina Aldimina Interna Aldimina Externa Quinona intermedia +H3N — (CH2)4 — Lys +N — (CH2)4 — Lys H + H O C H H2O C -2O3P - -2O3P - H2O PLP Aldimina H | R—C — COO- NH2 +N — (CH2)4 — Lys H C H •• H2N — (CH2)4 — Lys •• -2O3P - H | R—C — COO- NH + Aldimina Interna CH -2O3P - R COO- H H — N — (CH2)4 — Lys Aldimina Externa C + NH CH -2O3P - R COO- •• C (CH2)4 — Lys Quinona intermedia +NH NH2 •• H—C—H -2O3P - Cetimina

Fosfato de Piridoxamina R COO- C (CH2)4 — Lys +NH NH2 •• H—C—H -2O3P - H2O Cetimina (CH2)4 — Lys H2O NH3+ •• NH2 H—C—H O R—C—COO- -2O3P - Fosfato de Piridoxamina 1ª REACCION: Fosfato de Piridoxal + Aminoácido 1  Fosfato de Piridoxamina + Alfa- cetoácido1 2ª REACCION: Fosfato de Piridoxamina + Alfa- cetoácido 2  Fosfato de Piridoxal + Aminoácido 2

Ciclo de la Urea 1 CPS I (Mitocondria) Carbonil Fosfato Carbamato E + HCO3- + ATP ADP + E- HO C O P O- O O- Carbonil Fosfato O + Pi + H+ E- HO C O P O- + NH4+ E- HO C NH2 O O- O Carbamato Carbonil Fosfato O H2N C O P E- HO C NH2 + ATP E + ADP + H+ + O Carbamil Fosfato Carbamato

Ciclo de la Urea 2 ATP AMP +PPi Citrulina Ornitina Aspartato H2N C O P O C H3N+ HN NH2 CH2 CH2 Ornitina Transcarbamilasa CH2 CH2 CH2 CH2 H2N CH COO- H2N CH COO- Citrulina Ornitina COO- CH2 CH H2N COO- COO- CH2 CH N COO- ATP Aspartato AMP +PPi C O C HN NH2 HN NH2 Arginino-succinato Sintasa CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 H2N CH COO- H2N CH COO- Arginino-succinato Citrulina

E- Mecanismo de reacción Arginino- succinato sintasa Citrulina Adenina P CH2 Mecanismo de reacción Arginino- succinato sintasa OH OH O C HN NH2 CH2 CH2 CH2 H2N CH COO- Adenina Citrulina P CH2 O C OH OH + HN NH2 E- CH2 CH2 CH2 H2N CH COO- COO- CH2 CH HN COO- Adenil Citrulina + HN C NH2 CH2 CH2 CH2 H2N CH COO- Arginina Succinato

Ciclo de la Urea 3 Fumarato Arginino-succinato Arginina Arginina COO- CH HC COO- CH2 CH N COO- Fumarato C HN NH2 CH2 Arginino-Succinato Liasa + NH2 C CH2 HN NH2 CH2 CH2 H2N CH COO- CH2 Arginino-succinato CH2 H2N CH COO- Arginina + NH2 C NH2 C HN NH2 O NH2 Arginasa CH2 CH2 + NH3 CH2 CH2 H2N CH COO- CH2 Arginina CH2 H2N CH COO- Ornitina

+ + Regulación del ciclo de la Urea ARGININA AcetilCoA COO- + O CH3 C SCoA CH2 O CH3 C CH2 N- Acetil-Glutamato Sintasa HN CH COO- COO- N- Acetil- Glutamato CH2 CH2 H2N CH COO- Glutamato + O HCO3- + NH4+ H2N C O P CPS-I 2ATP 2ADP+Pi

Ciclo de la UREA Citoplasma Mitocondria CO2 CPS I Urea NH4+ Carbamil P 2ATP Ornitina Ornitina Arginasa Arginina Arg-Succinato liasa Ornitina Transcarbamilasa Fumarato 2ATP Citrulina Arg-Succinato sintasa Citrulina Aspartato Citoplasma Mitocondria

Relaciones entre el ciclo de la urea y el ciclo de los ácidos tricarboxílicos NH4 cetoglutarato Glutamato CarbamilP Citrulina Aspartato Arginino Succinato Oxalacetato Ornitina Malato DH Malato Arginina Fumarato Fumarasa UREA

ENFERMEDADES METABOLICAS EN EL CICLO DE LA UREA ! 2 3 4 5 CO2 CPS I 1 Carbamil P Urea NH4+ ATP Ornitina Ornitina Arginasa 2 5 Arginina Arg-Succinato liasa Ornitina Transcarbamilasa 4 Fumarato ATP Citrulina Arg-Succinato sintasa Citrulina 3 Aspartato

Terapias Bioquímicas de defectos en e l ciclo de la Urea Deficiencia en Arginino- Succinato Liasa Carbamil Fosfato Aspartato Arginina Ornitina Citrulina Arginino- Succinato Urea Deficiencias en CPSI y OTC H2N CH2 COO- Glicina CH2 COO- Benzoato Benzoil CoA Hipurato O C NH2 CH2 O CH2 C NH2 H2N CH COO- CH2 Glutamina CH2 CH COO- Fenil acetato Fenilacetil CoA Fenilacetilglutamina