1133524959.METABOLISMO DE AMINOACIDOS Y SU RELACION CON OTRAS 2012 [Modo de compatibilidad].pdf

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METABOLISMO DEAMINOACIDOS Y SU RELACION

METABOLICAS.



DIGESTIÓN, ABSORCIÓN YMETABOLISMO DE

PROTE NAS Y AMINO CIDO



ATPDe ladieta ode los

tejidos

Citosol

∆G > 0

Nexo entre procesos dadores de energía y procesos biológicos consumidores de Energía

ATP portador universal de energía que une las ruta

catabólicas y anabólicas ∆G < 0



ORIGEN UTILIZACION

Absorción

Degradaciónde proteínas

intracelulares

Síntesis denuevas

proteínas

Síntesis de

Compuestos

no proteicos

enintestino

Síntesis deaminoácidos

deimportancia

fisiológica

Degradación

con la finalidad

de Producción

de Energía

NH3 Urea

α−cetoácidosglucosa

Cuerposcetónicos

N

C

aOrina







Constantemente las células sintetizan proteínas aConstantemente las células sintetizan proteínas a

partir departir de aaaa y las degradan a estosy las degradan a estos

Las funciones de este proceso son:

• almacenar nutrientes bajo la forma de proteínas ydegradarlas en momentos de necesidad metabólica

• eliminar proteínas anormales, cuya acumulación

• permitir la regulación del metabolismo mediante la

eliminación de enzimas y proteínas reguladoras que

resultan superfluas

El control de la velocidad de degradación de una proteína es tan importante para la economía celular

y del organismo como el control de su velocidad de síntesis



Enzimas Semivida (h)

Ornitina descarboxilasa 0,2

Serina deshidratasa 4,0

PEP carboxilasa 5,0

Aldolasa 118

LDH 130

Citocromo C 150



Degradación de ProteínasDegradación de Proteínas

•• 11--LisosomalLisosomal

•• 22--UbiquitinaUbiquitina--ProteosomaProteosoma



11--Lisosomal:Lisosomal:

• Proteasas ácidas llamadas Catepsinas• Más de 50 enzimas hidrolíticas distintas.• -pH óptimo aproximadamente 5• Vía no-selectiva• Implicadas en la “digestión” del contenido

• Vía selectiva.• Ayuno. Degradación de determinadas proteínas

(secuencia KFERQ, lys-phe-glu-arg-gln)• Presentes en hígado, riñón, músculo.• Músculo, debido a la inactividad, denervación,

degradación de proteínas vía lisosoma



22--UbiquitinaUbiquitina--ProteosomaProteosoma

• Proteína pequeña de 8.5 kDa(76 aa).

• Presente en todas las células eucarióticas.

• Proteína altamente conservada (3 aa diferentes

.

• Generalmente sirve como señal para la

degradación de proteínas.

• Regular la función, la localización y lasinteracciones proteínas-proteínas



Ubicuitinación de proteínas

E1: Enzima activadora de UbqE2: Proteína transportadora de Ubq: unos 30(Cys)E3: Ubq ligasa específica de proteína(s):Hay unos 100 complejos E3. en humanos (E

amino Lys)Enlace isopeptidico entre la lisina 48 de laubicuitina y el grupo carbonilo C terminal de laubicuitina siguiente

Enlace isopeptidico

La Ubiquitina se recicla

Las proteínas “marcadas” con Ubq y sudegradación en el proteasoma 26 S

Péptidos de 7-9 AA

ATP





Señales para la proteolisis.En todas las ocasiones, la célula debe reconocer a

aquellas proteínas que por una causa u otra han de ser degradadas.Se han encontrado distintas señales proteolíticas:

1. La regla del extremo amino ('N-end rule).Aa estabilizantes: Ala, Gly, Me, Ser, Thr, Val

semivida mayor de 10 hs procariotas

Semivida mayor de 20 hs eucariotas AA desestabilizantes : Asp, Arg,Leu,Ly, Phe

Semivida de 2 a 3 minutos 2. Secuencias PEST. (prolina, glutamato/aspartato, Serina y treonina)

3. Ciclinas (Cajas de destrucción o secuencia señal de 9 aa entrelos residuos 13 y 66 de la secuencia proteica).

4. Motivos KFERQ: se encuentran en proteinas citosolicas parala proteólisis lisosomal



Proteínas de

la ingestaENZIMASPROTEOLÍTICAS: hidrólisis deproteínashasta sus aa.

Se confunden con lossintetizados en las células, sontransportados por la sangre alos tejidos pueden ser usados oformar otros comp. o ser

degradados.

Degradación abarca tres

etapas:1- Desaminación (grupoamino es convertido en

amonio)2-Icorporacion delamonio en urea3-conversion de las

cadenas carbonadas aintermediarios comunes



Los aa (de proteínas de la dieta o degradación deproteínas intracelulares) constituyen la última clase de

biomoléculas cuya oxidación contribuye de manera

significativa a la generación de energía metabólica

Fundamentalmente se usan CUANDO LAS SUSTANCIASNITROGENADAS SON OFRECIDAS EN EXCESO



SE ALMACENAN LOS aa?

Los aa sufren degradación oxidativa en tres situaciones metabólicas diferentes:1- Durante la síntesis y degradación normal de proteinas

2- Cuando en una dieta normal rica en proteinas los aa ingeridos exceden las

necesidades corporales para la sintesis de proteinas, el excedente se catabolizaya que los aa no pueden almacenarse 3- En la inanición o en la diabetes mellitus , en las que no hay glúcidos suficientes

o son usados inadecuadamente, se recurre a las proteinas celulares comocombustible



TRANSAMINACIÓNSE TRANSFIERE EL GRUPO AMINO AL CETO ÁCIDO(cetoglutarato y oxalacetato que actúan comosegundos sustratos) FORMANDO

GLUTAMATO y el correspondiente αααα-CETOÁCIDO

Aspartato + ceto glutarato oxalacetato+ Glutamato

Hay transaminasas para todos los aa excepto para Lisina y treoninaCon piruvato, oxalacetato o α cetoglutarato



El grupo prostético (coenzima) de

todas las aminotransferasas es elFOSFATO DE PIRIDOXAL



Aspartato aminotransferasa

Son abundantes en hígadoy corazón. En insuficienciahepática o cardíaca:

aumento concentraciónsanguínea.Son solubles (citoplasma)aunque pueden encontrarseparticuladas (mitocondrias)

ASPARTATO+CETOGLUTARATO OXALACETATO + GLUTAMATO



B- DESAMINACIÓN OXIDATIVA:

GLUTAMATO DESHIDROGENASA (matriz mitocondrial)ENZIMA ALOSTÉRICA, 6 SUBUNIDADES se inhibe por el NADH+ y elGTP y se activa por ADP y NAD+la reacción es reversible (NAD/NADP reacción directa/inversa)





Desaminación hidrolíticaDesaminación hidrolíticaGlutamina + agua glutamato + amonio

Asparagina + agua aspartato + amonio



CICLO DE LA UREAComprende las siguientes etapas:

• Ciclo de carbamil fosfato

• Síntesis de citrulina

• Síntesis de argininsuccinato

• Ruptura de argininsuccinato

• Hidrólisis de arginina



Los dos átomos de nitrógeno provienen del NH4+ y del Aspartato



Aspartato + amoniaco+ 3 ATP urea + fumarato + 2ADP + 2 Pi + AMP+ 2 Ppi





El amoniaco además se incorpora a las biomóleculas a traves delsistema GLUTAMATO-GLUTAMINA

El GLUTAMATO es la fuente de grupos aminos Su concentración debe estar regulada no solo en respuesta a las

necesidades de nitrógeno por parte de la célula sino también paramantener el equilibrio osmótico entre el citosol y el medio externo

Glutamato + ATP γ glutamil fosfato + ADP

Glutamil fosfato + NH 4 + glutamina + P i + H +

Glutamato + NH4 + + ATP Glutamina + ADP + Pi + H+

Glutamino sintetasa



La glutaminosintetasa es el punto

de regulaciónprincipal en el

metabolismo delnitrógeno

Regulacion allostericapor modificación

Regulación poradenilacion de la Tyrlocalizada cerca del

sitio activo de la E



Los niveles de glutamato en los animales se mantiene por procesostales como la transaminacion de cetoacidos

En las plantas y bacterias hay una E glutamino sintetasa quecataliza la formacion de glutamato. Esta E no está en los animales

Cetoglutarato + glutamina + NADPH + H+ 2 glutamato + NADP+



Amonio (amoniotélicos) especies acuaticas Urea (ureotelicos) la mayoria de los animales



Destino del esqueleto carbonado de los

aminoácidoscetogénicos Glucogénicos

Reacciones principalReacciones principal



Biosíntesis Biosíntesis de amino de amino

Ácidos Ácidos

Reacciones principal Reacciones principal 1.1. TransaminaciTransaminaci

2. 2. transferencia de grup transferencia de grup de un C de un C utilizandoTetrahidrofolautilizandoTetrahidrofola

O SO S adenosil adenosil metionina metionina como como cofactor cofactor 3. La transferencia del grupo ami 3. La transferencia del grupo ami Procedente del nitrógeno del gru Procedente del nitrógeno del gru

Amida de la Amida de la glutami glutami( (glutamina glutamina amidotransferas amidotransferas

Histidina

Lisina Metionina

Treonina isoleucina

Leucina valina

Triptofano Fenilalanina

tirosina

Arginina viene del ciclo de la urea

El amoníaco se incorpora a lasEl amoníaco se incorpora a las biomoléculasbiomoléculas a través dela través del glutamatoglutamato yy



En organismos aeróbicos, el ciclo del ácido cítrico

una VIA ANFIBOLICA: Sirve para procesos anabóliy catabóli

ROL

El amoníaco se incorpora a las El amoníaco se incorpora a las biomoléculas biomoléculas a través del a través del glutamato glutamato y y glutamina glutamina

Son retirados como precursores delAnillo de porfirina del grupo hemo,

transportador de oxígeno(mioglobina y hemoglobina) y

transportadores de electrones(citocromos)



BIOSINTESIS DE AMINAS

BIOLOGICAS• Muchas de las aminas biológicas

formadas por descarboxilación sonsustancias de importancia funcional

• Para este proceso de síntesis elorganismo utiliza piridoxalfosfato como

coenzima



AMINAS DE IMPORTANCIA

BIOLÓGICA• Histamina

• Acido γ γγ γ -aminobutirico (GABA)• Catecolaminas (Dopamina, Noradrenalina

• Hormona Tiroidea

• Melatonina

• Serotonina• Creatina



Histamina

• Se produce pordescarboxilación de

la histidina, catalizada

por a st nadescarboxilasa y

piridoxalfosfato como

coenzima



• La histamina tiene gran importanciabiológica ya que tiene acciónvasodilatadora, disminuye la presión

sanguínea, colabora en la constricción delos bronquiolos, estimula la producción deHCl estimula la e sina en estoma o, se

libera bruscamente en respuesta alingreso de sustancias alérgenas en lostejidos.

• Se degrada muy rápidamente

AcidoAcido γγγγγγγγ aminobutiricoaminobutirico (GABA)(GABA)



AcidoAcido γ γγ γγ γγ γ --aminobutiricoaminobutirico (GABA)(GABA)

• Se forma pordescarboxilación delácido glutámico,

generalmente en eli m n rvi

central.• Utiliza

piridoxalfosfato como

coenzima.



• El GABA es un compuesto

funcionalmente muy importante, ya que esel intermediario químico regulador de la

actividad neuronal, actuando comoinhibidor o depresor de la transmisión delim ulso nervioso

CATECOLAMINAS:



CATECOLAMINAS:

Dopamina, Noradrenalina yAdrenalina

• Se producen en el sistema nervioso y enla medula adrenal.

• Derivan de la TIROSINA• La Dopamina es un neurotransmisor

importante



La acción de las catecolaminas es muy

variada:

• Son vasoconstrictores en algunos tejidos y

vasodilatadores en otros, aumentan lafrecuencia cardíaca, son relajantes del

glucógenolisis en músculo y la lipólisis entejido adiposo.

• Son rápidamente degradadas yeliminadas del organismo



Hormonas Tiroideas• Tiroxina y Triyodotironina, se sintetizan a

partir de TIROSINA

• Existen enfermedades relacionadas aldefecto en el metabolismo de estos a.a.

(fenilcetonuria, albinismo)

Melatonina



Melatonina

• La melatonina es una hormona derivada

de la glándula pineal.• Bloquea la acción de la hormona

adrenocorticotrofina.

• Se forma a partir del triptófano por

acetilación y luego metilación

Serotonina



Serotonina

• Es un

neurotransmisor yejerce múltiplesacciones regulatorias

nervioso (mecanismodel sueño, apetito,

termorregulación,percepción de dolor,entre otras)



CREATINA

• Es una sustancia presente en músculo

esquelético, miocardio y cerebro, libre ounida a fosfato (creatinafosfato)

, ,involucradas en su síntesis.



• La reacción se inicia en riñón y secompleta en hígado, desde donde pasa ala circulación y es captada por músculo

esquelético, miocardio y cerebro yreacciona con ATP para dar

.

• La creatina fosfato constituye una reservaenergética utilizada para mantener el nivel

intracelular de ATP en el músculo duranteperiodos de actividad intensa.









Otras moléculas derivadas de los aa: bases nitrogenadas



Los nucleótidos y los ácidos nucleícos están formados por bases nitrogenadas



Purinas (N9) Pirimidinas (N1)









Otras funciones de los nucleótidos :



Los nucleósidos de adenina forman parte de muchos

cofactores enzimáticos



cofactores enzimáticos

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