METABOLISMO DE LAS PROTEINAS · metabolismo proteico. •Todos los aminoácidos (excepto serina y...

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:

•Luminal

• Superficie

• Intracitosólica

2

Cocción y

masticación

Rompen estructura terciaria y cuaternaria

FASES DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA

Raquídeo

A

3

FASES DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA

B

4

FASES DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA

5

Pepsinógeno

DIGESTION DE PROTEINASI) En el estómago

pH 1,5-2,5Proenzima

-NH2

GASTRINA

Células Parietales

Células Principales

HCl

Pepsinógeno

Pepsina + resto de 42 Aa.HCl

Enzima activa

-NH2-NH2

DigestiDigesti óónn de de proteprote íínasnas en el en el estest óómagomagoporpor acciacci óónn de la de la PepsinaPepsina

COOCOO--

NHNH33++

Arg

Phe

Leu

PepsinaPepsina

PPééptidosptidos de alto PMde alto PM

COOCOO --

Phe

Leu

NHNH33

++

NHNH33++

Arg

COOCOO--

• 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-

Aumento de la secreción enzimática pancreática

Contracción de la vesícula biliar

Aumento de la evacuación gástrica

pH

DIGESTION DE PROTEINASII) En Duodeno e Intestino

Tripsinógeno

Tripsina

Quimotripsinógeno

Procarboxipeptidasas A y B

Enteroquinasa (enzima del

borde en cepillo)

Proelastasa

Quimotripsina

Carboxipeptidasas A y B

Elastasa

TRIPSINA

INACTIVOS ACTIVOS

¿Qué tipo de enlace peptídico hidrolizan?

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

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

• 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

DigestiDigesti óónn intraluminalintraluminal de de proteprote íínasnasporpor acciacci óónn de de proteasasproteasas pancrepancre ááticasticas

COOCOO--

NHNH33++

Arg

Phe

Leu

TripsinaTripsina

QuimotripsinaQuimotripsina

ElastasaElastasa

NHNH33++

Arg

COOCOO--

Phe

NHNH33++

COOCOO--

Leu

NHNH33++

COOCOO--

NHNH33++

COOCOO--

NHNH33++

COOCOO--

OligopOligop ééptidosptidos

Arg COOCOO--NHNH22

AA AA BBáásicossicos

Leu COOCOO--NHNH22

Phe COOCOO--NHNH22

AA AA NeutrosNeutros

CarboxiCarboxi --PeptidasaPeptidasa BB

CarboxiCarboxi --PeptidasaPeptidasa AA

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 CLOHIDRICOPEPSINAPEPSINA

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

RESUMEN:RESUMEN:

13

TransporteTransporte intestinal de intestinal de aminoamino áácidoscidos

OcurreOcurre porpor variosvarios mecanismosmecanismos ::% % RelativoRelativo parapara

AlaninaAlaninaT. T. activoactivo dependientedependiente de Nade Na++ 75%75%T. T. facilitadofacilitado independienteindependiente de Nade Na++ 20%20%DifusiDifusi óónn pasivapasiva < 5%< 5%

AminoAmino áácidoscidosLUMENLUMENINTESTINALINTESTINAL

ENTEROCITOENTEROCITO

SANGRE SANGRE PORTALPORTAL

AminoAmino áácidoscidos

AminoAmino áácidoscidos

NaNa++

NaNa++

AminoAmino áácidoscidos

NaNa++ KK++

KK++ATP →→→→ ADP+Pi

AminoAmino áácidoscidos AminoAmino áácidoscidos

PPééptidosptidosLUMENLUMENINTESTINALINTESTINAL

ENTEROCITOENTEROCITO

SANGRE SANGRE PORTALPORTAL

PeptidasasPeptidasascitoscitos óólicaslicas

AminoAmino áácidoscidos

TransporteTransporte intestinal de intestinal de ppééptidosptidos pequepeque ññosos

AminoAmino áácidoscidosPPééptidosptidos

Transporte activo de di- y tripéptidos acoplado a hidrogeniones

2H2H++

PPééptidosptidos HH++

NaNa++

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 (fondo metabólico

común)

UTILIZACION

Síntesis de proteínas

Síntesis de compuestos nitrogenados no proteicos

Degradación y producción de Energía

ORIGENORIGEN

Absorción en intestino

Degradación de 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 serina y treonina) participan en reacciones de transaminación con los αααααααα--cetocetoáácidoscidos:

piruvato alanina oxalacetato aspartato αααα-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 + H2O + NAD(P) αααα-Cetoglutarato + NH4+ + NAD(P)H + 2 H+

Glutamato Deshidrogenasa

NADPH + H+

NADP+

+ 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 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

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 αααα-cetoglutarato al Ciclo de Krebs.

Es una enzima mitocondrial (hígado y riñón)

La alanina transporta amonio desde el músculo hasta el hígadoLa alanina sirve como un transportador de amonio y del 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.

Síntesis de L-ALANINA

27

La glutamina transporta temporariamente amonio en sangre.Por acción de la glutaminasa se hidroliza a glutamato y amonio en Riñón, hepatocitos y otras células.

Síntesis de L-GLUTAMINA

28

TRANSPORTE Y DESTINO DEL AMONÍACO

La mayoría de los tejidos Hígado Músculo

Ciclo de la Glucosa

Alanina

Glutamato

Glutamina

Glutamina sintetasa

Glutamato

Glutamina

Aminoácidos

Glutamato

deshidrogenasa

AlaninaPiruvato

Glucosa Glucosa

Alanina Piruvato

Glutaminasa

29

Se sintetiza en el HIGADO por las enzimas del

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.

UREA

30

CO2 del Krebs O = C - NH2

lNH2 ASPARTATO

31

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

3 Citrulina +

Aspartato + ATP

Argininosuccinato

+ AMP + PPi

Argininosuccinato

sintetasa

Citosol

4 Argininosuccinato Arginina +

Fumarato

Argininosuccinato

liasa

Citosol

5 Arginina + H2O Ornitina + UREA Arginasa Citosol

• NH4: Proviene de desminación de aminoácidos.

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

• Aspartato: generado en la mitocondria por

transaminación.

BALANCE ENERGETICOBALANCE ENERGETICO ::

NH3 + CO2 + 3 ATP + H2O + Aspartato

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

Regulación a corto plazo

Regulación a largo plazo

Carbamil fosfato sintetasa I (Reacción 1)

(+) N-Acetil glutamato

Biosíntesis de las enzimas del ciclo

(+) Aumento proteínas de la dieta

Aumento degradación proteínas endógenas (Inanición )

Regulación

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

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GLUCOGÉNICOSGLUCOGÉNICOS Y

CETOGÉNICOSCETOGÉNICOS

Asparagina Arginina Isoleucina Leucina

Cisteína Aspartato Fenilalanina Lisina

Glutamina Glutamato Triptofano

Histidina Glicina Tirosina

Prolina Metionina

Treonina Serina

Alanina Valina

CLASIFICACION DE LOS AMINOACIDOS

37

Destino de los esqueletos carbonados de los AA

Stryer, 198838