PROTEINAS Y AMINOACIDOS (1)

Digestin de Protenas y Absorcin de aminocidosMETABOLISMO Catabolismo del nitrgeno de aminocidos. Transaminacin. Desaminacin oxidativa del glutamato. Desaminacin no oxidativa. Vas metablicas del amonaco. Formacin de glutamina. Glutaminasa. Formas de excrecin del nitrgeno (amoniotlicos, ureotlicos y uricotlicos). FORMACIN DE UREA: Ciclo de la ornitina. Costo energtico. Interconexin con el ciclo de Krebs. Ciclo de la glucosa-alanina. Catabolismo del esqueleto carbonado de los aminocidos. Aminocidos cetognicos y glucognicos. Vas metablicas a piruvato. Vas del alfa-cetoglutarato, del oxalacetato, de fumarato y acetoacetil CoA. Gluconeognesis a partir de aminocidos.Biosntesis de aminocidos no esenciales. Funciones precursoras de los aminocidos. Biosntesis de aminas bigenas: histamina, triptamina, tiramina, cido gamma aminobutrico. Sntesis de creatina y creatinina.

METABOLISMO DE AMINOCIDOS

Los aminocidos desempean muchas funciones importantes en los seres vivos ya que participan en la biosntesis de compuestos nitrogenados tales como: nucletidos (pricos y pirimidnicos) hormonas (tiroxina y adrenalina) coenzimas Porfirinas

Adems los aminocidos son las unidades estructurales de las protenas.

Estas molculas extraordinarias cumplen diferentes funciones dependiendo del tejido y de la ubicacin celular, por ejemplo:

estructurales (colgeno o elastina) funcionales (Miosina del msculo, hemoglobina) protectoras (queratina del pelo y uas) catalticas (enzimas) defensa (anticuerpos)

El recambio de las protenas puede ocurrir por varias causas: porque la protena ha cumplido su ciclo vital, porque ha sufrido un efecto deletreo que provoca la destruccin de la misma en caso de ciertas enfermedades en las cuales la clula debe utilizar protenas para cumplir funciones energticas.

Toda protena tiene una VIDA MEDIA determinada tras la cual se destruye por diferentes tipos de mecanismos en los cuales intervienen enzimas proteolticas. Por ejemplo Las protenas que forman parte de membranas tienen una vida media de meses. Aquellas que cumplen funciones de regulacin sealizacin tienen una vida media corta, de minutos u horas.

Fuentes exgenas Fuentes endgenas (aprox.70 g/ da) (aprox. 140 g/ da) Protenas de la dieta Protenas tisularesDigestin y absorcin Degradacin AMINOACIDOS Transaminacin y/ Desaminacin Degradacin Biosntesis

- cetocidos Amonaco ProtenasAminocidos No esenciales Constituyentes nitrogenados no Proteicos: purinas, pirimidinas porfirinas, cidos biliares

- cetocidosGlucosaOxidacinCuerpos cetnicosAmonacoCO2 + H2O ATPCiclo de KrebsAcetil CoAExcrecin renalUreaEn los organismos, el 90% de las necesidades energticas son cubiertas por los hidratos de carbono y las grasas.

El 10% al 15% restante es proporcionado por la oxidacin de los aminocidos.

Digestin y absorcin de protenas

A diferencia de los hidratos de carbono y lpidos una parte significativa de la digestin de protenas tiene lugar en el estmago. La saliva no tiene enzimas proteolticas con accin digestiva significativa.TRANSPORTE MEDIADO ACTIVO secretinadipeptidasas

-NH2 NH2 -NH2 Pepsingeno H Cl Pepsina + resto de 42 Aa.

Digestin de ProtenasI) En el estmagoGASTRINAClulas ParietalesClulas PrincipalesHClPepsingeno

Como acta la pepsina?

ES UNA ENDOPEPTIDASA

HIDROLIZA UNIONES PEPTIDICAS

ACTUA SOBRE GRUPOS AMINOS DE Aac AROMATICOS (Triptofano, fenilalanina, tirosina)

FORMACION de HCLACCION DE LA ANHIDRASA CARBONICACO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-LUMENCITOPLASMAK+H+ATP ADP + PiMembrana apicalClula ParietalHistaminaAcetilcolinaGastrina(+)Cl-H+- K- ATP asa

Marea alcalinaBombas o Sistemas Intercambiadores

SECRECION PANCREATICA

SecretinaPancreozimina o ColecistoquininaH+AminocidosHCO3-EnzimaspHEstmago IntestinoPncreasSangreEn el intestinoEn sangreDel pncreas

Digestin de ProtenasII) En Duodeno TripsingenoTripsina

QuimotripsingenoProcarboxipeptidasas A y B Enteropeptidasa Proelastasa Quimotripsina

Carboxipeptidasas A y B Elastasa

TRIPSINAINACTIVOSACTIVOSAutocatlisis

QUE TIPO DE ENLACES PEPTIDICOS HIDROLIZAN?

Tripsina (endopeptidasa) : grupos carbonilos de lisina y arginina

Quimotripsina (endopeptidasa) grupos carboxilos de fenilalanina, tirosina, triptofano

Las carboxipeptidasas (exopeptidasas) eliminan restos carboxilos terminales.

CLASIFICACIN de AMINOCIDOS1- Alifticos: glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina.2- Hidroxiaminocidos: serina y treonina.3- Dicarboxlicos y sus aminas: cido asprtico y asparagina, cido glutmico y glutamina.4- Bsicos : lisina, arginina, histidina.5- Aromticos: fenilalanina, tirosina, triptfano6- Azufrados: cistena, metionina.7- Iminocidos: prolina, hidroxiprolina.

SISTEMAS DE TRANSPORTE DE LOS AMINOACIDOSCELULAS (intestinales, renales, hepticas)Transporte Mediado ActivoDifusin facilitada1- Aminocidos neutros pequeos: Alanina, serinaAa. neutros y aromticos grandes: isoleucina, tirosina2- Aminocidos bsicos: Arginina3- Aminocidos cidos: Glutamato4- Iminocidos: Prolina

Los aminocidos absorbidos son transportados como aminocidos libres por la sangre principalmente hacia el hgado, que es el sitio primario del metabolismo de los aminocidos y a otros rganos o tejidos para su utilizacin. Dipptidos y oligopptidos son transportados por sistemas propios dependientes de Na+. Na+, K+ ATPasaAminocidos Bsicos y neutros con cadena lateral hidrofbica

Distribucin de los aminocidos en el perodo postprandialGlutamina y Asparagina: Intestino y rin

Aminocidos de cadena ramificada: Msculo y cerebro

La mayor parte de los aminocidos: Hgado

HgadoRinIntestinoGlutamil- ciclotransferasaGasto: 3 ATPMayor actividad en plasma en obstruccin biliar o dao hepticog-glutamil-cistena sintetasaoxoprolinasaGlutatin sintetasaATP

Degradacin de protenas endgenasLas protenas endgenas cuando han cumplido su ciclo vital o sufren alteraciones por compuestos txicos, como radicales libres, metales pesados, etc., se degradan. El ciclo vital depende de la vida media de la protena; por ejemplo existen protenas de vida media corta (hormonas, antgenos, etc.) y otras de vida media larga (protenas estructurales). Una vez degradadas, sus aminocidos pasan a formar parte de la reserva de aminocidos del organismo.

DEGRADACION DE PROTEINAS ENDOGENAS

Proteasas lisosomales CATEPSINAS

Proteasomas

CALPANAS

CASPASASDegradan protenas extracelulares que ingresan por endocitosis.Degradan protenas de vida media largaComplejos multienzimticos.Degradan protenas de vida media corta. Proteasas citoslicas activadas por Ca++Proteasas que participan en el proceso de muerte celular programada apoptosis

Principal va de protelisis selectiva: las molculas a degradar son marcadas por insercin de Ubiquitina (Ub)LigasaProteasoma

Boca de acceso: ATPasa y Ub hidrolasaSitios catalticos de proteasas: asociacin de 4 anillos de 7 subunidadespolipeptdicas cada unopeptidasas

DESTINO DE LOS AMINOCIDOS EN LA CELULABiosntesis: Protenas, Compuestos no proteicos, etc.GluconeognesisObtencin de EnergaLos aminocidos deben degradarse1) Prdida del Grupo Amino2) Degradacin de la cadena carbonadaa

PERDIDA DEL GRUPO AMINOReacciones de Transaminacin

Reacciones de Desaminacin Oxidativa

Reacciones de Desaminacin no Oxidativa

Son reacciones metablicas acopladas

Reaccin de Transaminacin: Esquema GeneralL-Glutamato a- cetocido a-cetoglutarato L- AminocidoEn las reacciones de transaminacin ocurre la transferencia de un grupo amino desde un a-aminocido dador a un a-cetocido aceptor. Las enzimas que catalizan estas reacciones se denominan AMINOTRANSFERASAS o TRANSAMINASAS. Estas enzimas son de naturaleza ubicua, estn presentes tanto en el citosol como en las mitocondrias de las clulas de todos los seres vivos, animales y vegetales.aTransaminasasFosfato de piridoxal (Vitamina B6)Glutamato Aminotransferasa

Las reacciones de transaminacin son fcilmente reversibles y son muy importantes en el metabolismo proteico.

Todos los aminocidos (excepto lisina y treonina) participan en reacciones de transaminacin con los -cetocidos: piruvato alanina oxalacetato aspartato -cetoglutarato glutamato

TRANSAMINASAS DE INTERES CLINICO

Infarto de Miocardio Glutmico Oxalacetico Transaminasa (GOT) o Aspartato aminotransferasa (AST)Aumentada en afecciones cardacas y hepticas (principalmente hepatitis con necrosis) Afecciones Hepticas Glutmico Pirvico Transaminasa (GPT) o Alanina aminotransferasa (ALT)Los mayores aumentos se producen como consecuencia de alteraciones hepticas: colestasis, hepatitis txicas o virales.

Relacin Normal: GOT/GPT = 1 COCIENTE DE RITIS

Hepatitis alcohlicas c/necrosis de tejido: GOT/GPT> 1

GPT (Glutmico Pirvico Transaminasa)GOT (Glutmico Oxalacetico Transaminasa)

Desaminacin OxidativaGlutamato + H2O + NAD(P) a-Cetoglutarato + NH4+ + NAD(P)H + 2 H+ Glutamato DeshidrogenasaNADHNADP++ GDHL-glutamato que contiene los grupos aminos provenientes de las reacciones anteriormente descriptas ingresa a la mitocondria a travs de transportadores y puede eliminar el grupo amino proveniente del aminocido inicial a travs de una reaccin de desaminacin oxidativa, que se considera como la principal va de salida del amonaco.

REGULACION DE LA GLUTAMATO DESHIDROGENASARegulacin alostrica ( + ) ADP Y GDP ( - ) ATP Y GTPCuando se acumula ATP y GTP en la mitocondria, como consecuencia de una actividad elevada del ciclo de Krebs, se inhibe la desaminacin del glutamato para no incorporar ms a-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 sntesis de ATP e ingresa el -cetoglutarato al Ciclo de Krebs.

Es una enzima mitocondrial (hgado y rin)

GDHTRANSDESAMINACIONEs el mecanismo general de desaminacin de los aminocidos, resultante del acoplamiento de las dos enzimas: transaminasa y glutmico deshidrogenasaTRANSAMINACIONDESAMINACION OXIDATIVAELIMACION DEL GRUPO AMINOAminocidoa-cetoglutaratoGlutamatoa-cetocidoNADH + H+NAD+NH4++

AMINOOXIDASASFlavoprotenas que producen desaminacin oxidativa de los ismeros D- de los aminocidosEstas flavoprotenas se encuentran en los peroxisomas junto con las catalasasLos D-Aminocidos utilizan enzimas cuya coenzima es el FADCatalasa

REACCIONES DE DESAMINACION NO OXIDATIVASerina deshidratasa

L-Serina Piruvato + NH4+

Treonina deshidratasa

L-Treoninaa- cetobutirato + NH4+

Fosfato de PiridoxalFosfato de Piridoxal

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