METABOLISMO DE LAS PROTEINAS - … · DIGESTION DE PROTEINAS I) En el estómago GASTRINA Células...

METABOLISMO METABOLISMO METABOLISMO METABOLISMO

DE LAS DE LAS DE LAS DE LAS

PROTEINASPROTEINASPROTEINASPROTEINAS

1

DIGESTION DE LAS PROTEINASDIGESTION DE LAS PROTEINAS::

ETAPAS:

Física

Química

Digestión enzimática:

Cocción y

masticación

Rompen estructura terciara y cuaternaria

Digestión enzimática:

•Luminal

• Superficie

• Intracitosólica

2

FASES DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA

Raquídeo

A

3

FASES DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA

B

4

FASES DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA

5

DIGESTION DE PROTEINASI) En el estómago

GASTRINA

Células Parietales

Células Principales

HCl

Pepsinógeno

PepsinógenopH 1,5-2,5Proenzima

-NH2

PrincipalesPepsinógeno

Pepsina + resto de 42 Aa.HCl

Enzima activa

-NH2-NH2

Digestión de proteínas en el estómagoDigestión de proteínas en el estómagopor acción de la Pepsinapor acción de la Pepsina

NHNH33++

Arg

Phe PepsinaPepsina

COOCOO--

Phe

Leu

PepsinaPepsina

Péptidos de alto PMPéptidos de alto PM

• ES UNA ENDOPEPTIDASA.

• HIDROLIZA UNIONES PEPTIDICAS.

• ACTUA SOBRE GRUPOS AMINO DE AMINOACIDOS AROMATICOS HIDROLIZANDO LAS PROTEINAS A POLIPEPTIDOS DE ALTO PM.

Extraído de Lehninger, 2008.

Secretina

CO3H-

Colecistoquinina

SECRECION PANCREATICA

Secretina

Colecistoquinina

Contenido estomacal ácido

HCO3- pH

Colecistoquininaácido

Aumento de la secreción

enzimática pancreática

Contracción de la vesícula

biliar

Aumento de la evacuación

gástrica

DIGESTION DE PROTEINAS

II) En Duodeno e Intestino

Tripsinógeno

Tripsina

Enteroquinasa

(enzima del

borde en cepillo)

INACTIVOS ACTIVOS

Quimotripsinógeno

Procarboxipeptidasas A y B

Proelastasa

Quimotripsina

Carboxipeptidasas A y B

Elastasa

TRIPSINA

¿Qué tipo de enlace peptídico hidrolizan?

• Tripsina (endopeptidasa) : grupos carbonilo de lisina y arginina

• Quimotripsina (endopeptidasa) grupos carboxilo de fenilalanina, tirosina, triptofano

cadenas alifáticas• Elastasa (endopeptidasa): aminoácidos de cadenas alifáticas

• Las carboxipeptidasas (exopeptidasas) eliminan restos carboxilos terminales.

• La aminopeptidasa (exopeptidasa): cataliza la ruptura de la unión peptídica

adyacente al extremo N-terminal de oligopéptidos. ENZIMA DEL BORDE EN CEPILLO

Digestión intraluminal de proteínasDigestión intraluminal de proteínaspor acción de proteasas pancreáticaspor acción de proteasas pancreáticas

NHNH33++

Arg

TripsinaTripsina

NHNH33++

Arg

COOCOO--

NHNH33++

NHNH33++

COOCOO--

OligopéptidosOligopéptidos

Arg COOCOO--NHNH22

AA BásicosAA BásicosCarboxiCarboxi--

Peptidasa BPeptidasa B

COOCOO--

Phe

Leu

QuimotripsinaQuimotripsina

ElastasaElastasa

Phe

COOCOO--

Leu

NHNH33++

COOCOO--

NHNH33++

COOCOO--

OligopéptidosOligopéptidos

Leu COOCOO--NHNH22

Phe COOCOO--NHNH22

AA NeutrosAA Neutros

CarboxiCarboxi--

Peptidasa APeptidasa A

PeptidasasPeptidasas

ETAPAS DIGESTIVAS:Se realizan en tres cavidades:

CAVIDAD BUCAL:Se produce la masticación, que al reducir los alimentos a partículas más pequeñas, facilita su posterior degradación enzimática.

CAVIDAD GÁSTRICA:GASTRINA ACIDO CLOHIDRICO

RESUMEN:RESUMEN:

ACIDO CLOHIDRICOPEPSINAPEPSINA

CAVIDAD INTESTINAL:Enzimas pancreáticasTRIPSINA, QUIMOTRIPSINA, ELASTASA (ENDOPEPTIDASAS)CARBOXIPEPTIDASAS A y B, (EXOPEPTIDASAS)Enzimas entéricasAMINOPEPTIDASAS, DI Y TRIPEPTIDASAS (EXOPEPTIDASAS)ENTEROQUINASA (ENDOPEPTIDASA)

13

Transporte intestinal de aminoácidosTransporte intestinal de aminoácidos

Ocurre por varios mecanismos:Ocurre por varios mecanismos:% Relativo para% Relativo para

AlaninaAlaninaT. activo dependiente de NaT. activo dependiente de Na++ 75%75%T. facilitado independiente de NaT. facilitado independiente de Na++ 20%20%Difusión pasivaDifusión pasiva < 5%< 5%

AminoácidosAminoácidosLUMENLUMENINTESTINALINTESTINAL

ENTEROCITOENTEROCITO

SANGRE SANGRE PORTALPORTAL

AminoácidosAminoácidos

AminoácidosAminoácidos

NaNa++

NaNa++

AminoácidosAminoácidos

NaNa++ KK++

KK++ATP → ADP+Pi

AminoácidosAminoácidos AminoácidosAminoácidos

PéptidosPéptidosLUMENLUMEN

INTESTINALINTESTINAL

Transporte intestinal de péptidos pequeñosTransporte intestinal de péptidos pequeños

Transporte activo de di- y tripéptidos acoplado a hidrogeniones

2H2H++ NaNa++

ENTEROCITOENTEROCITO

SANGRE SANGRE PORTALPORTAL

PeptidasasPeptidasascitosólicascitosólicas

AminoácidosAminoácidos

AminoácidosAminoácidosPéptidosPéptidos

PéptidosPéptidos HH++ NaNa++

NaNa++KK++

ATP → ADP+Pi

Distribución de los aminoácidos en el período Distribución de los aminoácidos en el período postpost--prandialprandial

• La mayor parte de los aminoácidos: Hígado.

• Glutamina y Asparragina: Intestino y riñón.

• Aminoácidos de cadena ramificada: Músculo y cerebro.

¿Cómo son incorporados los aminoácidos en las células de los distintos tejidos?

Difusión facilitada

-Los transportadores se encuentran en todas las células.- Son específicos para grupos de aminoácidos (neutros, catiónicos y de glutamato).

AMINOACIDOS

UTILIZACION

Síntesis de proteínas

Síntesis de compuestos

ORIGENORIGEN

Absorción en intestino

Degradación de proteínas AMINOACIDOS

(fondo metabólico común)

compuestos nitrogenados no proteicos

Degradación y producción de Energía

proteínas endógenas (Proteasas)

Síntesis de aminoácidos (principalmente en

hígado)

DESTINO DE LOS AMINOACIDOS:

• Biosíntesis: Proteínas, Compuestos no proteicos, etc.

• Gluconeogénesis

• Obtención de Energía

Los aminoácidos deben degradarse

1º) Pérdida del grupo amino

2º) Degradación de la cadena carbonada

αααα

DESTINO DEL GRUPO AMINO DE AA:

TRANSDESAMINACION

Síntesis de GLUTAMATO

Síntesis de L-ALANINA

Síntesis de L-GLUTAMINA

Síntesis de UREA

19

• Las reacciones de transaminación son fácilmente reversiblesreversibles y son muy importantes en el metabolismo proteico.

• Todos los aminoácidos (excepto lisina y treonina) participan en reacciones de transaminación con los αα--cetoácidoscetoácidos: αα--cetoácidoscetoácidos:

piruvato alanina oxalacetato aspartato α-cetoglutarato glutamato

GPT (Glutámico Pirúvico Transaminasa)

GOT (Glutámico Oxalacetico Transaminasa)

TRANSAMINASAS DE INTERES CLINICO

• Infarto de Miocardio ����Glutámico Oxalacetico Transaminasa (GOT) o Aspartato aminotransferasa (AST)

Aumentada en afecciones cardíacas y hepáticas (principalmente hepatitis con necrosis)

• Afecciones Hepáticas ����Glutámico Pirúvico Transaminasa (GPT) o Alanina aminotransferasa (ALT)

Los mayores aumentos se producen como consecuencia de alteraciones hepáticas: colestasis, hepatitis tóxicas o virales.

DESAMINACION OXIDATIVA:

Glutamato Deshidrogenasa

NADPH + H+

NADP+

Glutamato + H2O + NAD(P)+ αααα-Cetoglutarato + NH4+ + NAD(P)H + 2 H+

+ GDH

L-glutamato que contiene los grupos aminos provenientes de las reacciones anteriormente descriptas ingresa a la mitocondria a través de transportadores y puede eliminar el grupo amino proveniente del aminoácido inicial a través de una reacción de desaminación oxidativa, que se considera como la principal vía de salida del amoníaco.

El grupo amino del glutamato, puede ser separado por

desaminacion oxidativa catalizada por la glutamato

deshidrogenasa, utilizando NAD+ y NADP+ como coenzimas.

Se forma ααααcetoglutarato y NH3

La mayoría del NH3 producido en el organismo se genera por

esta reacciónesta reacción

A pH fisiológico el NH3 capta un H+ y se convierte en ión NH4+

24

REGULACION DE LA GLUTAMATO DESHIDROGENASA

• Regulación alostérica

( + ) ADP Y GDP

( - ) ATP Y GTP

• Cuando se acumula ATP y GTP en la mitocondria, como consecuencia de una • Cuando se acumula ATP y GTP en la mitocondria, como consecuencia de una

actividad elevada del ciclo de Krebs, se inhibe la desaminación del glutamato

para no incorporar más αααα-cetoglutarato al ciclo.

• Por el contrario, cuando aumentan los niveles de ADP y GDP se activa la

enzima y de esa forma se produce NADH que es utilizado para la síntesis de

ATP e ingresa el α-cetoglutarato al Ciclo de Krebs.

Es una enzima mitocondrial (hígado y riñón)

La alanina transporta amonio

desde el músculo hasta el

hígado

La alanina sirve como un

transportador de amonio y del

esqueleto carbonado del

Síntesis de L-ALANINA

esqueleto carbonado del

piruvato desde el músculo al

hígado.

El amonio es excretado y el

piruvato es utilizado para

producir glucosa, la cual

regresa al músculo. 27

La glutamina transporta

temporariamente amonio

en sangre.

Por acción de la

Síntesis de L-GLUTAMINA

Por acción de la

glutaminasa se hidroliza

a glutamato y amonio en

Riñón, hepatocitos y

otras células.

28

TRANSPORTE Y DESTINO DEL AMONÍACO

La mayoría de los tejidos Hígado Músculo

Glutamato

Glutamina

Glutamato Aminoácidos

Glutamato Glutaminasa

Ciclo de la Glucosa

Alanina

Glutamina

Glutamina sintetasa

Glutamina

Glutamato

deshidrogenasa

AlaninaPiruvato

Glucosa Glucosa

Alanina Piruvato

Glutaminasa

29

Se sintetiza en el HIGADO por las enzimas del

ciclo de la urea.

UREA

CO2 del Krebs O = C - NH2

l

NH2 ASPARTATO

ciclo de la urea. Localización: MATRIZ MITOCONDRIAL y CITOSOL.

Luego es secretada al torrente sanguíneo y

filtrada en los riñones para excretarse en la

orina.30

Rx

nº

Reactantes Productos Enzima Localización

1 2 ATP + HCO3− +

NH4+

Carbamoil fosfato +

2 ADP + Pi

Carbamoil fosfato

sintetasa I

Mitocondria

2 Carbamoil fosfato +

Ornitina

Citrulina + Pi Ornitina carbamoil

transferasa

Mitocondria

31

Ornitina transferasa

3 Citrulina +

Aspartato + ATP

Argininosuccinato

+ AMP + PPi

Argininosuccinato

sintetasa

Citosol

4 Argininosuccinato Arginina +

Fumarato

Argininosuccinato

liasa

Citosol

5 Arginina + H2O Ornitina + UREA Arginasa Citosol

BALANCE ENERGETICOBALANCE ENERGETICO::

NH3 + CO2 + 3 ATP + H2O + Aspartato

UREA + 2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi + Fumarato

• NH4: Proviene de desminación de aminoácidos.

• HCO3 -: Proviene del CO2 de la respiración celular.

• Aspartato: generado en la mitocondria por

transaminación.

Regulación a corto plazoCarbamil fosfato sintetasa I (Reacción 1)

(+) N-Acetil glutamato

Regulación

Regulación a largo plazo Biosíntesis de las enzimas del ciclo

(+) Aumento proteínas de la dieta

Aumento degradación proteínas endógenas (Inanición )

DESTINO DEL ESQUELETO CARBONADO DE LOS AA

� En la degradación de los aminoácidos, los esqueletos

carbonados siguen distintas vías.

� Algunos se transforman en piruvato o en

intermediarios del ciclo de Krebs.

� Tienen el potencial de producir glucosa vía fosfoenol-

piruvato (Gluconeogénicos).

� Los aa que producen acetil-coA, o acetoacetil-coA son

clasificados como cetogénicos 36

GLUCOGÉNICOSGLUCOGÉNICOS Y

CETOGÉNICOSCETOGÉNICOS

Asparagina Arginina Isoleucina Leucina

Cisteína Aspartato Fenilalanina Lisina

Glutamina Glutamato Triptofano

CLASIFICACION DE LOS AMINOACIDOS

Glutamina Glutamato Triptofano

Histidina Glicina Tirosina

Prolina Metionina

Treonina Serina

Alanina Valina

37

Destino de los esqueletos

carbonados de los AA

Stryer, 198838