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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