XI. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Y SU RELACION CON OTRAS VIAS METABOLICAS. Mecanismos gales. de degradación de aa. Desaminación oxidativa y no oxidativa. Transaminación. Descarboxilación. Formación de aminas biógenas. Mecanismo de acción del fosfato de piridoxal. Metabolismo del fragmento C. Metilación. Metionina activa. Transferencia de metilos. Papel del ácido tetrahidrofólico.

XI. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Y SU RELACION CON OTRAS VIAS METABOLICAS. Mecanismo de biosíntesis de aa. aa esenciales y no esenciales. Destino de los aa. Destino del amoníaco. Arginina y ciclo de la urea. Destino del residuo no nitrogenado de aa. aa cetogénicos y glucogénicos. aa como precursores de otras sustancias: hemoproteínas, porfirinas y clorofilas; nucleótidos úricos y pirimidínicos; poliaminas.

NO HACER INCAPIÉ EN LAS ESTRUCTURAS SINO EN LOS CONCEPTOS GENERALES

Los aa (de proteínas de la dieta o degradación de proteínas intracelulares) constituyen la última clase de biomoléculas cuya oxidación contribuye de manera significativa a la generación de energía metabólica

La función energética de los aa es secundaria y reemplazable por la participación en síntesis de otros componentes celulares, de hormonas y de otras sustancias celulares que se desempeñan en funciones insustituibles.

QUE PASA CUANDO LAS SUSTANCIAS NITROGENADAS SON OFRECIDAS EN EXCESO? TODOS LOS ORGANISMOS VIVOS REQUIEREN UNA FUENTE DE NITRÓGENO (aa., nucleótidos, ... ) QUE PASA CUANDO LAS SUSTANCIAS NITROGENADAS SON OFRECIDAS EN EXCESO? * FUENTE DE ENERGIA

SE ALMACENAN LOS aa? HC ? o Grasas?

BIOSINTESIS Requieren aporte de Energía FASE DEGRADORA DEL METABOLISMO Producen Energía ATP, NADH Y NADPH BIOSINTESIS Requieren aporte de Energía

Metabolismo de aa / proteínas : Proteínas muscular degradada? + o -: ingesta / excreta. Proteínas muscular degradada?

Proteínas de la ingesta – ENZIMAS PROTEOLÍTICAS: hidrólisis de proteínas hasta sus aa. Se confunden con los sintetizados en las células, son transportados por la sangre a los tejidos pueden ser usados o formar otros comp. o ser degradados.

Adultos? Niños? embarazadas? Desnutrición?

20 aa: el hombre debe suplementar en su dieta 10 aa. Qué pasa en una dieta deficiente en aa Dietas que suplementan esas necesidades? VEGETAL? ANIMAL?

No Esenciales Esenciales ALANINA ARGININA (ADULTOS: NO) AMINOACIDOS NO ESENCIALES Y ESENCIALES PARA EL HOMBRE Y RATA ALBINA No Esenciales Esenciales ALANINA ARGININA (ADULTOS: NO) ASPARAGINA HISTIDINA ASPARTATO ISOLEUCINA CISTEÍNA LEUCINA GLUTAMATO LISINA ---------------- GLUTAMINA METIONINA GLICINA FENILALANINA PROLINA TREONINA SERINA TRIPTOFANO ------------------ TIROSINA VALINA

ARREGLO TETRAHÉDRICO DE GRUPOS DEL C: isomero L(PROT), isómero D aa NO ESENCIALES SE SINTETIZAN A PARTIR DE LOS ESENCIALES DIETA NORMAL SUPLEMENTA 20 aa. aa: pH 1? pH 7? pH 11? LA IONIZACIÓN DEL aa VARÍA CON EL pH GLICINA pK GRUPO AMINO ES 9,6 Y –PARA EL CARBOXILO ES 2,3 ARREGLO TETRAHÉDRICO DE GRUPOS DEL C: isomero L(PROT), isómero D IONIZADOS (DIPOLO) NO DIFUNDEN POR BICAPA LIPÍDICA.

¿ CÓMO PASAN LOS aa POR LA BICAPA LIPÍDICA? (“SYMPORT” + BOMBA de NA+)?

METABOLISMO (algunos aspectos) Cómo sale el grupo amino? Cuál es el destino del esqueleto no nitrogenado? Cómo el nitrogeno se convierte en urea? Cómo se sintetizan los aminoácidos?

Cómo se separa el grupo amino? Degradación de aa Cómo se separa el grupo amino? En dónde ocurre ppalmente. (órgano)?

El sitio de degradación de los aa en los mamiféros es el hígado. La pérdida del grupo amino la vamos a considerar primero y luego el esqueleto carbonado. El grupo amino de muchos aa es transferito al glutamato, el cual, por desaminación oxidativa llega a la formación de amonio.

Desaminación oxidativa

DESAMINACIÓN OXIDATIVA: GLUTAMATO DESHIDROGENASA (matriz mitocondrial) ENZIMA ALOSTÉRICA, 6 SUBUNIDADES = la reacción es reversible (NAD/NADP reacción directa/inversa)

DESAMINACIÓN OXIDATIVA: GLUTAMATO DESHIDROGENASA (matriz mitocondrial) ENZIMA ALOSTÉRICA, 6 SUBUNIDADES = la actividad puede ser: INHIBIDA POR ATP Y GTP - ESTIMULADA POR ADP Y GDP CUANDO OCURRE LA DESAMINACIÓN DE aa?

DESAMINACIÓN OXIDATIVA - ESTIMULADA POR ADP Y GDP Ciclo de Krebs y se genera ATP INHIBIDA POR ATP Y GTP - ESTIMULADA POR ADP Y GDP CUANDO: [ADP] > Cuando [ATP] > (ej.: ciclo ácido cítrico(por acción de: succinato tioquinasa)

LA TRANSAMINACIÓN es aa PUEDEN DESAMINARSE DIRECTAMENTE DESAMINACION OXIDATIVA: NO TODOS LOS aa PUEDEN DESAMINARSE DIRECTAMENTE SE VALEN DE LA TRANSAMINACIÓN: * SE TRANSFIERE EL AMINO GRUPO AL CETO ÁCIDO FORMANDO GLUTAMATO Y EL CORRESPONDIENTE a CETO ÁCIDO LA TRANSAMINACIÓN es REVERSIBLE , EXISTEN FORMAS SOLUBLES: CITOPLASMÁTICA Y MITOCONDRIALES TODOS LOS aa PUEDEN TRANSAMINARSE? L-lisina y L-treonina? Y b) si la célula no dispone de alfa-ceto ácidos?

TRANSAMINACIÓN

TRANSAMINACIÓN El grupo prostético (coenzima) de todas las aminotransferasas es el FOSFATO DE PIRIDOXAL: acepta un grupo amino (base de Schiff) el cual es transferido a un aceptor.

Aspartato aminotransferasas (2 Sub. Identicas) PLP Aspartato aminotransferasas (2 Sub. Identicas)

(E-PMP), para producir un segundo aa y se regenera el complejo (PLP-E) La segunda mitad de la transaminación consiste: en el sitio activo) se acerca un segundo a- cetoácido reacciona con el complejo E-fosfato de piridoxamina (E-PMP), para producir un segundo aa y se regenera el complejo (PLP-E) aa1 + E-PLP < => a ceto ácido1 + E-PMP a ceto ácido2 + E-PMP <= > aa2 + E-PLP

aa1 + E-PLP <=> a ceto ácido1 + E-PMP a ceto ácido2 + E-PMP  aa2 + E-PLP

E- PMP + a cetoacido2  aa2 + E-PLP aa1 + E-PLP  Alfa ceto ácido1 + E-PMP Primera mitad de la transaminación: mecanismo. Segunda mitad: E- PMP + a cetoacido2  aa2 + E-PLP TRANSAMINACION aa1 + E-PLP  a ceto ácido1 + E-PMP a ceto ácido2 + E-PMP  aa2 + E-PLP

Aspartato aminotransferasa tridimensional dos subunidades idénticas (color azul y verde, PLP rojo)y verde) ASPARTATO + a CETOGLUTARATO  OXALACETATO + GLUTAMATO

Mecanismos generales de degradación de aa Mecanismos generales de degradación de aa. Aminotransferasas catalizan la transferencia de un a-aminogrupo de un aa a un a-ceto ácido.

Desaminación oxidativa + Transaminación

Valor diagnóstico y pronóstico: Aspartato aminotransferasa (GOT glutámico – oxalacético transaminasa) y Glutamato aminotransferasa (GPT glutámico – pirúvico transaminasa)

Son abundantes en hígado y corazón Son abundantes en hígado y corazón. En insuficiencia hepática o cardíaca: aumento concentración sanguínea. Son solubles (citoplasma) aunque pueden encontarse particuladas (mitocondrias)

Porque la deshidratación precede a la desaminación Otras DESAMINACIÓN POR DESHIDRATASAS Porque la deshidratación precede a la desaminación Serina deshidratasa (PLP grupo prostético) Serina piruvato + NH4+ + H2O

Ser deshidratasa

Treonina  a ceto butirato + NH4+ + H2O Thr deshidratasa (PLP grupo prostético) Treonina  a ceto butirato + NH4+ + H2O

N2 + 3 H2 <=> 2 NH3 Los aa esenciales cómo llegan a la dieta? Flujo del nitrógeno en los aa. Reducción del N2 atmosférico a NH3 Sólo algunas bacterias y cyanobacteria pueden convertir N2 atmosférico en NH3. Esta conversión se llama fijación de nitrógeno El proceso industrial (Harper, 1910) empleado en la producción de fertilizantes N2 + 3 H2 <=> 2 NH3

CICLO DEL NITRÓGENO

Org. Heterótrofos Org. Autótrofos Obtienen el C y N de otras moléculas (CO2 del ambiente): u-organismos fotosintéticos, plantas superiores (NH3 , NO3-,...)

Org. Autótrofos Algunos como las CIANOBACTERIAS Pueden usar el N y CO2 del ambiente: u-organismos fotosintéticos, autosuficientes

Tracto gastrointestinal: ppal. digestión de prtoeinas a aminoácidos Estomago: entrada de proteínas—estimula la mucosa gástricagastrina / HCl (pH 1,5-2,5) El pepsinogeno (PM 40.000 D) se convierte en pepsina activa en el jugo gástrico/pepsina