BMC-Ciclo Del Nitrógeno y Ciclo de La Urea

Excreción de compuestos nitrogenados

Ciclo de la Urea Fijación de Nitrógeno (III)

BMC 2007

Dra. Delma de Lima

Catabolismo de los aa en los mamíferos

Proteína intracelular

Proteína de la dieta

Aminoácidos

NH4+ Esqueletos carbonados

Biosíntesis de aa y nucleótidos

Alfa-cetoácidos

Ciclo dela Urea

Ciclo de Krebs

Urea CO2 + H2O + ATP

Formas de excreción de Nitrógeno

Especie Agua para el embrión

Principal compuesto nitrogenado

Nombre

Aves escasa Acido úrico uricotélicos

Reptiles escasa Acido úrico uricotélicos

Peces (no teleósteos)

abundante NH3 Amoniotéli-cos

Anfibios escasa NH3, luego urea

Amoniotélicos, luego ureotélicos

Mamíferos Escasa, utiliza circulación materna

urea ureotélicos

Primer esquema del Ciclo de la Urea Krebs y Henseleit, 1932

NH3

CO2

Via Glutamatodeshidrogenasa

citrulina

arginina

NH 3 Via transaminacióndel Glutamato

UREA ornitina

De Voet, Biochemistry

REACCIONES DEL CICLO DE LA UREA en el hígado

• Localización: 2 reacciones en mitocondrias y 3 en citosol (5 en total)

• Enzimas mitocondriales

• Enzimas citosólicas

Carbamoil-fosfato-sintetasaOrnitin-transcarbamilasa

Arginino-succinato-sintetasaArginino-succinato-liasaARGINASA

:

Consumo de ATP en el Ciclo de la Urea

• Hay dos reacciones del Ciclo de la Urea donde se consume ATP:

• 1) Sintesis de Carbamoil-fosfato

• 2) Síntesis de Arginino-succinato

Sintesis de Carbamoil-Fosfato, a partir deHCO3

- y NH3:

consume 2 ATP

ATP

Síntesis de Arginino-Succinato a partir de Citrulina y Aspartato,consume 1 ATP, liberando PPi

BALANCE DEL CICLO DE LA UREA

• Lehninger: 2 NH3 + CO2 + 3 ATP + 3 H2O

Urea + 2 ADP + AMP + 4 Pi

• Stryer: NH4+ + CO2 + 3 ATP + Asp + 2 H20

Urea + 2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi + Fumarato

Regulación de la velocidad del Ciclo

• La Síntesis del Carbamoil-fosfato está regulada por el Ácido N-acetilglutámico, modulador alostérico positivo de la carbamoil-P-sintetasa.

• El flujo de sustratos, relacionado con el nivel de proteínas en la dieta, influye en la intensidad del ciclo (excepto en gatos).

Fijación de Nitrógeno

• Es el proceso que convierte el Nitrógeno atmosférico N2 en Amoníaco, por lo tanto es la última fuente biológica de nitrógeno metabólicamente útil.

Fijación biológica de Nitrógeno

AMINOACIDOS

PLANTAS SUPERIORES ANIMALES SUPERIORES

NITRATOS BACTERIAS FIJADORAS DE N2 NH3, UREA

N2

BACTERIAS NITRIFICANTES

BACTERIAS NITRIFICANTES

NITRITOS

Estructura de rayos X de una nitrogenasa (Azotobacter)

Rhizobium en nódulos de las raíces de un trébol

Destino del esqueleto carbonado de aminoácidos

• Los 20 aa forman finalmente 5 productos, que ingresan todos al Ciclo de Krebs.

• Los aa se clasifican como:

• Glucogénicos-si producen Piruvato

• Cetogénicos- si producen Acetil CoA

• Glucocetogénicos- si producen ambos compuestos.