CATABOLSIMO DE LAS PROTEINAS

CICLO DEL GAMA GLUTAMILO- DESTINO DE LOS AMINOACIDOS

IMPORTANCIA

CATABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS

Catabolismo de los esqueletos carbonados de los aminoácidos

La primera etapa en la degradación de los aminoácidos comprende la eliminación del nitrógeno.

Esto generalmente se realiza por reacciones de transaminación y en menor medida por reacciones de

desaminación.

El nitrógeno, una vez removido, entra en la reserva metabólica general y dependiendo de las necesidades

de la célula, puede ser utilizado de nuevo para procesos anabólicos (ej., síntesis proteica)

O si está en exceso, convertido en urea y excretado como tal.

DESTINO DE LOS AMINOACIDOS

Una vez absorbidos, los aminoácidos tienen diferentes alternativas metabólicas:

a) Utilización (sin modificación) en síntesis de nuevas proteínas especificas.

b) Transformación en compuestos no proteicos de importancia fisiológica.

c) Degradación con fines energéticos.

Todos los aminoácidos, cualquiera sea su procedencia, pasan a la sangre y se distribuyen a los tejidos, sin distinción de su origen.

Este conjunto de a.a. libres constituye un “fondo común” o “pool”, al cual se recurre para la síntesis de nuevas proteínas o compuestos derivados.

ORIGEN UTILIZACION

Absorción en intestino

Degradación de proteínas

Síntesis de aminoácidos

Síntesis de proteínas

Síntesis de Compuestos no nitrogenados

Producción de Energía

NH3Urea

acetoácidos glucosa

Cuerpos cetónicos

AMINOACIDOS

METABOLISMO DE AMINOACIDOS

Los aminoácidos, no se almacenan en el organismo.

Sus niveles dependen del equilibrio entre biosíntesis y degradación de proteínas corporales, es decir el balance entre anabolismo y catabolismo (balance nitrogenado).

El N se excreta por orina y heces

CATABOLISMO DE AMINOACIDOS

La degradación se inicia por procesos que separan el grupo aamino.

Estos procesos pueden ser reacciones de transferencia (transaminación) o de separación del grupo amino (desaminación)

TRANSAMINACIÓNEs la transferencia reversible de un

grupo amino a un acetoacido, catalizada por una aminotransferasa, utilizando piridoxal fosfato como cofactor

El a.a. se convierte en acetoácido y el acetoácido en el aminoácido correspondiente.

Es decir, el grupo amino no se elimina sino se transfiere a un acetoácido para formar otro aminoácido.

Todos los a.a. excepto lisina y treonina, participan en reacciones de “transaminacion” con piruvato, oxalacetato o acetoglutarato.

a.a.(1) + acetoácido(2) a.a.(2) + acetoácido (1)

Alanina + acetoglutarato piruvato + glutamato

A su vez, la alanina y el aspartato reaccionan con acetoglutarato, obteniéndose glutamato como producto

La Aspartato aminotransferasa cataliza en ambos sentidos la reaccion.

El acetoglutarato es el aceptor del grupo amino, cedido por el aspartato.

DESAMINACIÓNEl grupo amino del glutamato, puede

ser separado por desaminacion oxidativa catalizada por la glutamato deshidrogenasa, utilizando NAD y NADP como coenzimas.

Se forma acetoglutarato y NH3La mayoría del NH3 producido en el

organismo se genera por esta reacción

La glutamato deshidrogenasa se encuentra en la matriz mitocondrial.

Es una enzima alosterica activada por ADP y GDP e inhibida por ATP y GTP.

Cuando el nivel de ADP o GDP en la célula es alto, se activa la enzima y la producción de acetoglutarato, alimentará el ciclo de Krebs y se generará ATP

VIAS METABOLICAS DEL NH3

Fuentes de NH3 en el organismo:

a) Desaminación oxidativa de glutamato

b) Acción de bacterias de la flora intestinal

VÍAS DE ELIMINACION DEL NH3

La vía mas importante de eliminación es la síntesis de urea en hígado

También se elimina NH3, por la formación de glutamina

ORIGEN UTILIZACION

Absorción en intestino

Degradación de proteínas

Síntesis de aminoácidos

Síntesis de proteínas

Síntesis de Compuestos no nitrogenados

Producción de Energía

NH3Urea

a - cetoácidos glucosa

Cuerpos cetónicos

AMINOACIDOS

Rutas de entrada de los esqueletos de los aminoácidos

AlaninaCisteínaSerinaTreoninaGlicina

COFACTORES UTILIZADOS EN REACCIONES DE DEGRADACION DE ESQUELETOS

CARBONADOS

• TETRAHIDROFOLATO (FH4): Transferencia de unidades de un carbono (metilo, formilo, metileno, etc.)

• S-ADENOSILMETIONINA (SAM): Transferencia de metilos.

• TETRAHIDROBIOPTERINA (BH4): Transportador de electrones

AMINOACIDOS QUE FORMAN PIRUVATO

TREONINA

TRIPTOFANO

ALANINA

GLICINA

ACETALDEHIDO

SERINA

CISTEINAPIRUVATO

ACETIL-CoA

Treonina aldolasa

Serina hidroxi metil transferasa

Serina deshidratasa

ALT ó GPT

PDH

N5N10-Met FH4

FH4

PPL

PPL

ACETOACETIL CoAPPL

Oxidación y transaminaciónGluconeogénesis

2 pasos

AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN a-CETOGLUTARATO

Arginina

GlutaminaGlutamatoHistidina

Prolina

a-cetoglutarato

g-semialdehído GlutámicoOrnitina

4 pasos

FH4 N5FormiminoFH4

H2O

Ureaaminotransferasa

Glu-semialdheído deshidrogenasa

Glutamato deshidrogenasa

Arginasa Oxidasa

GlutaminasaNH4+

AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN SUCCINIL- CoA

Metionina

a-Cetobutirato

Propionil-CoA

Metilmalonil-CoA

Isoleucina

Acetil-CoA

Treonina

Valina

Succinil-CoA

Homocisteína

Serina

Cisteína

PPL

PPL

NH3 + H2O

Treonina

deshidratasa

3 pasos

7 pasos6 pasos

a-cetoácido deshidrogenasa

CO2CO2

Mutasa B12

CO2

Isoleucina Propionil-CoA Metil malonil-Co A Succinil-CoA

Valinaa-cetobutirato

Treonina Metionina

AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN SUCCINIL- CoA

AMINOACIDO QUE RINDEN OXALACETATO

ASPARTATO

ASPARRAGINA

OXALACETATO

Asparraginasa

GOT

NH4+

H2O

PPL

a-cetoglutarato

Glutamato

AMINOACIDOS QUE RINDEN ACETOACETIL-CoA

Lisina Triptofano

Fenilalanina

Tirosina

LeucinaGlutaril-CoA

ACETOACETIL-CoA

Acetil-CoA

ACETOACETATO

Fumarato

Acetil-CoA

Alanina

Transaminación

a-cetoácido deshidrogenasa

DEGRADACION DE AMINOACIDOS RAMIFICADOS EN TEJIDOS EXTRAHEPATICOS

Aminoácido ramificado aminotransferasa

• Esta degradación tiene lugar en riñón, músculo, corazón y tejido adiposo.

• Hígado no posee la aminotransferasa específica

a-cetoácidos derivados de acil-CoA

Catabolismo de los Aminoácidos aromáticosReacción de la Fenilalanina Hidroxilasa

Fenilalanina Tirosina

Fenilalanina Hidroxilasa

Dihidropterina reductasa

Descarboxilación de aminoácidos

• Microorganismos del intestino y ciertas bacterias presentes en productos de fermentación, poseen enzimas que catalizan la descarboxilación de aminoácidos.

• Estas reacciones dan lugar a la formación de POLIAMINAS con gran actividad fisiológica denominadas en general “AMINAS BIÓGENAS”.

• Este tipo de proceso forma parte de la putrefacción de proteínas por acción de enzimas bacterianas. Por ejemplo a partir de lisina se obtiene cadaverina y a partir de ornitina se obtiene putrescina. Estos compuestos sirven de marcadores para medir la calidad de la carne y de su estado de conservación.

• En tejidos animales también existen enzimas que catalizan este tipo de reacciones y las aminas biógenas formadas por este mecanismo son sustancias de importancia funcional. Por ej.: histamina, serotonina, triptamina y dopamina.

Mecanismos generales de la

descarboxilación

lisina cadaverinaornitina putrescinahistidina histaminatirosina tiramina triptófano triptaminaácido glutámico amino-butírico

Las poliaminas: espermidina y espermina, seforman a partir de putrescina

REACCIONES DE DESCARBOXILACION

HISTIDINA

TIROSINA

GLUTAMATO

TRIPTOFANO

DOPA

DESCARBOXILASA

PPL

HISTAMINA

TIRAMINA

SEROTONINA

GABA

DOPAMINA

VC

VC

PA HCl

(-) SN

(-) SN

FUNCIONES PRECURSORASDE LOS AMINOÁCIDOS

• Las monoaminas constituyen el grupo principal de NEUROTRANSMISORES del sistema nervioso (SN).

• La característica diferencial de estas sustancias es la presencia de un grupo amino (-NH2), por lo que también se denominan AMINAS BIÓGENAS.

• Proceden de aminoácidos precursores definiendo así dos grupos: LAS CATECOLAMINAS, derivadas de la tirosina y

LAS INDOLAMINAS, que derivan del triptófano.

• Las catecolaminas incluyen a la dopamina, la noradrenalina y la adrenalina.

• Las indolaminas son la serotonina y la melatonina.

• La serotonina se sintetiza a partir del triptófano.