METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS Esqueletos carbonados (las partes no nitrogenadas) . Son una fuente de energía Precursores de varias rutas de reacción

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS Reserva de aminoácidos : las moléculas de aminoácidos de disposición inmediata para su uso en los procesos metabólicos proceden de: Degradación de las proteínas del alimento. Degradación de las proteínas de los tejidos. Dependiendo de las necesidades metabólicas se sintetizan determinados aminoácidos o se ínter convierten y luego se transportan a los tejidos en los que se utilizan.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS Equilibrio nitrogenado; cuando la ingestión de nitrógeno (principalmente aminoácidos) es igual a la perdida de nitrógeno (adultos sanos). Balance positivo de nitrógeno; la ingestión de nitrógeno es mayor que las perdidas.- se retiene el exceso de nitrógeno debido a la cantidad de proteínas tisulares que se sintetizan supera a la cantidad que se degrada (niños que crecen, mujeres embarazadas, pacientes que se recuperan). Balance negativo de nitrógeno; no se puede sustituir las perdidas de nitrógeno con las Fuentes alimenticias.- ejemplo: (el kwashiorkor) forma de desnutrición que produce una ingestión insuficiente y prolongada de proteínas.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS TRANSPORTE AL INTERIOR DE LA CELULA Intervención de proteínas transportadoras de membrana (mamíferos). Especificidad para los aminoácidos que transportan. Proceso de transporte ligado al movimiento de Na+ a través de la membrana plasmática (gradiente que crea el transporte activo de Na+ puede mover moléculas a través de la membrana). Sistemas de transporte independiente de Na+ son responsables del transporte de aminoácidos a través de la porción de la membrana plasmática de los enterocitos en contacto con los vasos sanguíneos. El ciclo de alfa - glutámilo ayuda a transportar algunos aminoácidos al interior de tejidos específicos (cerebro, intestino y riñón).

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS Aminoácidos dentro de la célula, sus grupos amino pueden utilizarse para las reacciones de síntesis. mediante dos reacciones: Reacciones de transaminacion Los grupos amino se transfieren desde un alfa-aminoácido a un alfa-cetoacido. Aminacion reductora ;el NH4+ o el nitrógeno amida de la glutamina a la asparagina se utilizan para suministrar el grupo amino o el nitrógeno amida de determinado aminoácido.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION Aminotransferasas.- enzimas localizadas en el citoplasma o en las mitocondrias (eucariotas). Especificidad (tipos) ; La del alfa – aminoacido, que dona el grupo alfa - amino. La del alfa – cetoacido, que acepta el grupo alfa – amino. Varían de acuerdo con el tipo de aminoácidos que unen. La mayoría utilizan glutamato como donador del grupo amino.

Aminotransferasas (llamadas anteriormente transaminasas)

TRANSAMINACION Transporte y eliminación de grupos amino, su medición en sangre sirve de diagnóstico de enfermedades hepáticas Aminotransferasas de importancia; GOT; glutamato oxalacetato transaminasa (AST; aspartato aminotransterasa) AST: glutamato (AA) + oxalacetato ⇄ aspartato (aa) + alfa-cetoglutarato GPT; glutamato piruvatotransaminasa(ALT ;alanina aminotransferasa) ALT: glutamato (AA) + piruvato ⇄ alanina (aa) + alfa-cetoglutarato

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS TRANSAMINACION Alfa – cetoglutarato / glutamato.- papel estrategico (intermediario del ciclo importante en el metabolismo de del acido citrico aminoacidos y en el metabolismo general Oxalacetato / aspartato.- participa en la etiminación del nitrógeno en el ciclo de la urea. Piruvato / alanina.- ciclo de la alanina Alfa – cetoglutarato y oxaloacetato( intermediario del ciclo del acido citrico) las reacciones de transaminacion mecanismo importante para satisfacer los requerimientos energeticos de las celulas.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION Requieren la coenzima piridoxal –5´ – fosfato (PLP)que procede de la piridoxina (vitamina B6). PLP.- forma activa de la vitamina B6 Participa en otras reacciones; Racemificaciones (reacciones en las que se forman mezclas de aminoácidos L – y – D). Descarboxilaciones. Modificaciones de la cadena lateral.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION Formación de una base de Schiff entre el PLP y el grupo alfa – amino de un alfa – aminoacido. El PLP se une al lugar activo de la enzima mediante infracciones no covalentes y una base de Schiff (aldimina) formada por la condensación del grupo aldehído del PLP y el grupo amino de un residuo aminoácido. Los aminoácidos sustrato se unen al PLP por el grupo alfa – amino en una reaccion de intercambio de imina.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION Cuando se elimina el átomo de hidrogeno alfa por una base general en el lugar activo de la enzima se forma carbanion y luego se estabiliza por resonancia mediante la ínterconversión a un intermediario quinoide.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION Luego uno de los tres enlaces del átomo de carbono alfa se rompe selectivamente en los lugares activos de cada tipo de enzimas dependiente de PLP. Rotura del enlace 2 (transaminacion) desprotonacion inicial del carbono alfa del donador del grupo amino. Rotura del enlace 3 (raceminacion o eliminación). Rotura del enlace 1 (no se produce la desprotoracion inicial y tiene lugar a una descarboxilacion).

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION 4. Con la cesión de un protón por un ácido general y una hidrólisis posterior se libera desde la enzima el alfa – cetoacido recien formado. Esta alfa – cetoacido se convierte en un producto alfaaminoacido al invertirse el proceso de reaccion.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION Reacción de transaminacion; reacción bimolecular ping pong el primer sustrato debe dejar el lugar activo antes que entre el segundo. Son reversibles. Es posible sintetizar todos los aminoácidos. No existe síntesis neta de un aminoácido si el organismo no sintetiza su alfa cetoacido precursor de forma independiente. No existe en las células animales las rutas de reacción para sintetizar; fenil piruvato, el alfa – ceto – Beta – hidroxibutirato y el imidazol piruvato deben proporcionarse en la alimentacion; fenil alanina, treonina y la histidina. Rutas de Novo.- son las rutas de reacción que sintetizan los aminoácidos a partir de intermediarios metabólicos; no solo por transaminacion.

Aminacion reductora de alfa – cetoacidos METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS INCORPORACION DIRECTA DE LOS IONES AMONIO A LAS MOLECULAS ORGANICAS Incorporación de los iones amonio en los aminoácidos medios: Aminacion reductora de alfa – cetoacidos Formación de los amidas del ácido aspartico y del ácido glutámico con la consiguiente transferencia del nitrógeno amida para formar otros aminoácidos.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS AMINACION REDUCTORA Aminacion directa del alfa – cetoglutarato; Catalizado por la enzima; glutamato deshidrogenasa (mitocondrias y citoplasma eucaritas y bacterias). Glutamato deshidrogenasa en los eucariotas permite la producción de NH4+ como preparación de eliminación de nitrógeno. En el exceso de amoniaco la reacción se lleva a la síntesis de glutamato.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FORMACION DE AMIDAS Los iones amonio se incorporan en metabolitos celulares mediante la formación de glutamina (amida del glutamato). Cerebro; glutamina sintasa. Vegetales; glutamina sintasa y la glutamato sintasa.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS Cada miembro de los aminoácidos se sintetiza mediante una ruta única. Característica común; el esqueleto carbonado de cada aminoácido procede de intermediarios metabólicos de fácil disposición. Intermediarios metabólicos de aminoácidos no esenciales: Glicerato – 3 – fosfato. Piruvato. Alfa – cetoglutarato. Oxalacetato. La tirosina se sintetiza a partir de la fenilalanina (aminoácido esencial).

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS FAMILIAS De acuerdo a la semejanza de las rutas de síntesis. Familia del glutamato. Familia de la serina. Familia del aspartato. Familia del piruvato. Familia de los aromáticos Familia de la histidina

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DEL GLUTAMATO Comprende: Glutamato. Glutamina. Prolina. Arginina.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DEL GLUTAMATO Alfa cetoglutarato puede convertirse en glutamato mediante: Reacciones de aminacion reductora. Transaminacion. La transaminacion; función esencial en la síntesis de la manera de moléculas de glutamato.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DEL GLUTAMATO Componente de proteínas Precursor de aminoácidos Neurotransmisor excitador Precursor del GABA ( ácido alfa amino butirico) por descarboxilacion

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL GLUTANATO Conversión del glutamato en glutamina. Cataliza la enzima glutamina sintasa. Tejidos; hígado, cerebro, riñón, músculo e intestino. Aminoácidos ramificados: fuente importante de los grupos amino en la síntesis de glutamina. Glutamina funciones: Síntesis proteica Donador del grupo amino en reacciones de biosíntesis; Síntesis de purinas. Síntesis de pirimidinas. Amino azucares. Almacenamiento y transporte de NH4+ Riñón e intestino; fuente de energía.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL GLUTAMATO La prolina es un derivado cíclico del glutamato (3 pasos). Gamma – glutamil fosfato se reduce a glutamato – gamma – semialdehido por fosforilacion del glutamato.- cataliza la gamma – glutamil quinasa. Ciclacion del glutamato-gamma-semialdehido para formar pirrolina-5-carboxilato ( ciclacion espontánea ) La pirrolina-5-carboxilato se reduce a prolina por la pirrolina-5-carboxilato reductasa la prolina puede sintetizarse de la ornitina un intermediario del ciclo de la urea

Arginina; su precursor es el glutamato METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL GLUTAMATO Arginina; su precursor es el glutamato Su síntesis comienza con la acetilacion del grupo alfa-amino del glutamato El N-acetil-glutamato se convierte en ornitina La ornitina se convierte en arginina (ciclo de la urea)

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DE LA SERINA Comprende: Serina Glicina Cisteina Obtienen su esqueleto carbonado a partir del intermediario glicolitico; glicerato – 3-fosfato

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DE LA SERINA Síntesis directa desde el glicerato-3-fosfato Reacciones de deshidrogenacion, transaminacion e hidrólisis Precursora de la ; Etanolamina esfingosina

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DE LA SERINA Conversión de serina en glicina ( fuente principal) Reacción única catalizada por la serina hidroximetiltransferasa ( requiere de piridoxal fosfato) Otra fuente de glicina ; colina Glicina; neurotransmisor inhibidor del sistema nervioso central Serina y glicina; rutas de biosíntesis de un carbono

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DE LA SERINA Cisteina ; su esqueleto carbonado proviene de la serina Enzimas involucradas en la conversión de serina a cisteina; Cistationina-sintasa Gamma-cistationasa Requiere piridoxal-fosfato Metabolismo del azufre

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL ASPARTATO Comprende; Aspartato Asparagina Lisina Metionina Treonina

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL ASPARTATO Aspartato ; se forma a partir del oxaloacetato en una reacción de transaminacion La aspartato transaminasa ( AST ) conocida como glutámico oxalacetico transaminasa :GOT, es la transaminasa mas activa Funciones: Fuente de nitrógeno (formación de urea) Intermediario del ciclo del ácido fumarato Precursor de nucleótido

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DEL ASPARTATO Síntesis de los otros miembros de la familia del aspartato La inicia la aspartatoquinasa (aspartoquinasa), requiere de ATP y fosfórila el grupo carboxilo de la cadena lateral El aspartato-beta-simialdehido producto de la reducción del Beta-aspartilfosfato; representa un punto de ramificación importante en la síntesis de aminoácidos en vegetales y animales El aspartato-beta-semialdehido es el precursor de la lisina ( ácido dihidropicolinico) metionina y treonina (hemoserina)

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL PIRUVATO Comprende ; Alanina Valina Leucina isoleucina

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL PIRUVATO La alanina se sintetiza a partir del piruvato en un único paso Enzima que cataliza la reacción alanina aminotransferasa (citoplásmica y mitocondrial) El ciclo de la alanina contribuye al mantenimiento de la glucosa sanguínea

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL PIRUVATO Síntesis de valina y leucina Comienza con la condensación de piruvato con hidroxietil-TPP ( un producto de descarboxilacion de un intermediario piruvato-pirofosfato de tiamina) catalizado por la ácido acetohidroxi-sintasa El producto de la reacción ; alfa cetoisovalerato es el precursor de : L-leucina L-valina

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL PIRUVATO Síntesis de isoleucina ; Participa ; el hidroxietil-TPP que se condensa con el alfa-cetobutirato ( procedente de la L-treonina) Se forma ; alfa-ceto-alfa-hidroxibutirato que es el precursor de la isoleucina

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA AROMATICA Comprende ; Fenilalanina Tirosina triptofano

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA AROMATICA El anillo bencénico de los aminoácidos aromáticos se forma por la ruta del SIKIMATO Los carbonos del anillo bencénico proceden de la eritrosa-4-fosfato y el fosfoenilpiruvato (PRPP)(cadena lateral) La condensación de estas moléculas da el 2-ceto-3-desoxi-arabinoheptulosonato-7-fosfato molécula que se convierte en corismato

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA AROMATICA El corismato ( intermediario de la ruta del SIKIMATO) Punto de ramificación en la síntesis de varios compuestos aromáticos ; Prefenato ; precursor de Fenilalanina Tirosina Antranilato; precursor de; Triptofano Ácido-4-hidroxibenzoico; precursor de Ubiquinonas Síntesis de plastoquinona tocoferoles

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA AROMATICA Triptofano ;es el precursor de la serotonina Varias células dentro del sistema nervioso central Tubo digestivo Plaquetas sanguíneas mastocitos

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA AROMATICA Tirosina :las catecolaminas (derivados) Dopamina Noradrenalina adrenalina

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DE LA HISTIDINA Histidina se forma a partir de tres moléculas; Fosforribosilpirofosfato (PRPP) cinco carbonos ATP ( anillo de adenina; un nitrógeno y un carbono) Glutamina (un nitrógeno) La síntesis comienza con la condensación del PRPP con el ATP para formar fosforribosil- AMP Transferencia del grupo amino de la glutamina al fosforribosil-AMP, para formar: Imidazol-glicerol-fosfato ( precursor de histidina) 5´-fosforribosil-4-carboxamida-5-aminoimidazol ( síntesis de purinas)

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DE LA HISTIDINA Histidina : precursor de la histamina Mediador de reacciones alérgicas Estimulador de la producción de ácido gástrico Neurotransmisor encefálico