METABOLISMO PROTEICO II
INTRODUCICION Las protenas constituyen un grupo numeroso de
compuestos nitrogenados naturales. Comprenden, con ADN, ARN,
polisacridos y lpidos, cinco clases de complejas biomolculas que se
encuentran en las clulas y en los tejidos. Son los principales
elementos de construccin (en forma de aminocidos) para msculos,
sangre, piel, pelo, uas y rganos internos, entran a formar parte de
hormonas, enzimas y anticuerpos, y sirven como fuente de calor y de
energa.ProtenasCasi todas las protenas del organismo estn en una
constante dinmica de sntesis (1-2% del total de protenas), a partir
de aminocidos, y de degradacin a nuevos aminocidos. Esta actividad
ocasiona una prdida diaria neta de nitrgeno, en forma de urea, que
corresponde a unos 35-55 gramos de protena. Cuando la ingesta
diettica compensa a las prdidas se dice que el organismo est en
equilibrio nitrogenado.
El balance nitrogenado puede ser positivo o negativo. Es
positivo cuando la ingesta nitrogenada supera a las prdidas, como
sucede en crecimiento, embarazo, convalecencia de enfermedades. Es
negativo si la ingesta de nitrgeno es inferior a las prdidas, tal
como ocurre en: desnutricin, anorexia prolongada, postraumatismos,
quemaduras, deficiencia de algn aminocido esencial.
OBJETIVOS
Definir qu es un aminocido, escribir su frmula general y
reconocer su diversidad debida a sus radicales. Conocer la
importancia de la biosntesis de aminocidos .Explicar en qu consiste
el ciclo de la urea.
PROTENAS
Las protenas son macromolculas compuestas por carbono, hidrgeno,
oxgeno y nitrgeno. La mayora tambin contienen azufre y fsforo. Las
mismas estn formadas por la unin de varios aminocidos, unidos
mediante enlaces peptdicos. El orden y disposicin de
losaminocidosen una protena depende del cdigo gentico, ADN, de la
persona. Energticamente, las protenas aportan al organismo 4 Kcal
de energa por cada gramo que se ingiere.FUNCIONES Funcin
estructural:forman parte de la estructura bsica de tejidos
(msculos, tendones, piel, uas, etc.), Crean, reparan y mantienen
los tejidos corporales Funcin enzimtica:actan como
biocatalizadores, permitiendo y acelerando las reacciones qumicas
del organismo. Funcin hormonal:algunas hormonas son de naturaleza
proteica, como la insulina y el glucagn o la hormona del
crecimiento. Funcin homeosttica:actan como un tampn qumico para
mantener el PH sanguneo. Funcin defensiva:las inmunoglogulinas
actan como anticuerpos frente a posibles antgenos, mientras que la
trombina y el fibringeno contribuyen a la formacin de cogulos
sanguneos para evitar hemorragias. Funcin transportadora:forman
parte de la hemoglobina sangunea que transporta el oxgeno a los
tejidos, de las lipoprotenas que transportan el colesterol a travs
de la sangre y de los citocromos que transportan electrones. Funcin
de reserva:en caso de que se agoten los depsitos de glucosa del
organismo, podemos utilizar nuestras protenas (adems de las grasas)
como fuente de energa.
Ciclo del nitrgenoEl nitrgeno es un elemento. Est presente
enseres vivoscomo,plantasyanimales. Tambin es una parte importante
para no vivos como el aire y la tierra que pisamos. Lostomosde
nitrgeno no permanecen en un lugar. Se desplazan lentamente entre
seres vivos o muertos, por el aire, la tierra y el agua. A este
movimiento se le conoce comociclo del nitrgeno. La mayora del
nitrgeno que encontramos en la Tierra se encuentra en laatmsfera.
Aproximadamente 80% de las molculas en la atmsfera de la Tierra est
compuesta de dos tomos de nitrgeno unidos entre s (N2). Todas las
plantas y animales necesitan nitrgeno para elaborar aminocidos,
protenas y DNA; pero el nitrgeno en la atmsfera no se encuentra en
forma que lo puedan usar. Los seres vivos pueden hacer uso de las
molculas de nitrgeno en la atmsfera cuando estas son separadas por
rayos o fuegos, por cierto tipo de bacterias, o por bacterias
asociadas con plantas de frijoles. La mayora de las plantas
obtienen el oxgeno que necesitan para crecer de los suelos o del
agua donde viven. Los animales obtienen el nitrgeno que necesitan
alimentndose de plantas u animales que contienen nitrgeno. Cuando
los organismos mueren, sus cuerpos se descomponen y hacen llegar
nitrgeno hacia los suelos o tierra, o hacia el agua de los ocanos.
Las bacterias alteran el nitrgeno para que adquiera una forma que
las plantas pueden usar. Otros tipos de bacterias pueden cambiar al
nitrgeno y lo disuelven en vas acuticas en forma tal que les
permite regresar a la atmsfera. Ciertas acciones de los humanos
estn causando cambios en el ciclo del nitrgeno y en la cantidad de
nitrgeno que es almacenado en la tierra, agua, aire y organismos.
El uso de fertilizantes ricos en nitrgeno puede agregar demasiado
nitrgeno a vas acuticas cercanas, a medida que los fertilizantes
caen en corrientes y pozos. Los restos asociados con la ganadera
tambin agregan gran cantidad de nitrgeno a la tierra y al agua. Los
crecientes niveles de nitrato hacen que las plantas crezcan muy
rpido hasta que agotan los suministros y mueren. El nmero de
animales que comen plantas aumentar cuando aumente el suministro de
plantas y se quedan sin alimento cuando las plantas mueren.
Metabolismo del nitrgenoLos seres humanos son totalmente
dependientes de otros organismos para convertir el nitrgeno
atmosfrico en las formas disponibles para el cuerpo. La fijacin de
nitrgeno es realizada por las nitrogenadas bacterianas que forman
nitrgeno reducido, NH4+ el cul puede ser entonces utilizado por
todos los organismos para formar los aminocidos.El nitrgeno
reducido ingresa al cuerpo humano como aminocidos libres dietticos,
protena, y amonaco producido por las bacterias del tracto
intestinal. Un par de enzimas principales, la glutamato
deshidrogenasa y la glutamina sintasa, se encuentran en todos los
organismos y efectan la conversin de amonaco en los aminocidos
glutamato y glutamina, respectivamente.
BIOSNTESIS DE AMINOCIDOS
Consiste en crear nuevos aminocidos a partir de otros
intermediarios metablicos, este proceso requiere de energa. Todos
los aminocidos pueden ser sintetizados, como en el caso de plantas
leguminosas y la bacteria E. coli, pero la mayora de los organismos
no pueden sintetizar todos los aminocidos, tal es el caso de los
humanos que slo son capaces de sintetizar 12 de los 20 aminocidos
comunes a partir de intermediarios anfiblicos los que no puede
sintetizar el propio organismo se les llama esenciales, cumplen
importantes funciones en el cuerpo y deben ser consumidos en la
dieta. Lasvas de sntesisestn sujetas ainhibicin alostrica de
susenzimas. La sntesis de aminocidos ocurre en caso de que el
organismo no tenga suficiente ingesta deprotenaspara degradar en
aminocidos durante un periodo extendido de tiempo. Esta va es el
ltimo recurso ya que hay un gran costo energtico y no es
conveniente a menos que elorganismose encuentre bajo situaciones de
ayuno extremo.La clasificacin de losaminocidosse divide en
esenciales y no esenciales. Los precursores metablicos de los
aminocidos tambin son intermediarios anfiblicos de otros procesos
importantes del metabolismo. Laribosa5 fosfato es un intermediario
del metabolismo de las pentosas; el 3-fosfoglicerato que a su vez
es el precursor de la eritrosa 4-fosfato es un importante
intermediario de lagluclisis; el fosfoenolpiruvato uno de los
ltimos intermediarios de la gluclisis es tambin precursor de
aminocidos cuando se combina con eritrosa 4-fosfato; el piruvato es
el compuesto resultante de la gluclisis. As mismo dos
intermediarios delciclo de Krebs, el -cetoglutarato y el
oxalacetato, son tambin los dos ms importantes precursores
metablicos de los aminocidos.
QUE ES UN AMINOACIDO
Es una molcula orgnica formada por un grupo amino (-NH2), un
grupo carboxilo (-COOH), un hidrgeno y una cadena (llamada r),
unidos al carbono alfa (central)Los aminocidos ms frecuentes y de
mayor inters son aquellos que forman parte de las protenas. Dos
aminocidos se combinan en una reaccin de condensacin entre el grupo
amino de uno y el carboxilo del otro, liberndose una molcula de
agua y formando un enlace amida que se denomina enlace peptdico;
estos dos "residuos" de aminocido forman un dipptido. Si se une un
tercer aminocido se forma un tripptido y as, sucesivamente, hasta
formar un polipptido. Esta reaccin tiene lugar de manera natural
dentro de las clulas, en los ribosomas.Todos los aminocidos
componentes de las protenas son alfa-aminocidos. Esto significa que
el grupo amino est unido al carbono contiguo al grupo carboxilo
(carbono alfa) o, dicho de otro modo, que tanto el carboxilo como
el amino estn unidos al mismo carbono; adems, a este carbono alfa
se unen un hidrgeno y una cadena (habitualmente denominada cadena
lateral o radical R) de estructura variable, que determina la
identidad y las propiedades de cada uno de los diferentes
aminocidos. Existen cientos de radicales por lo que se conocen
cientos de aminocidos diferentes, pero slo 22 forman parte de las
protenas y tienen codones especficos en el cdigo gentico (los dos
ltimos fueron descubiertos en los aos 1986 -selenocistena- y 2002
-pirrolisina-).Los aminocidos que contienenazufre, (metionina y
cistena), se pueden convertir uno en el otro, por lo que por
conveniencia se consideran una nica fuente. Del mismo modo, la
arginina,ornitinaycitrulinason interconvertibles, y tambin se
consideran una nica fuente de aminocidos nutricionalmente
equivalentes.La unin de varios aminocidos da lugar a cadenas
llamadas pptidos o polipptidos, que se denominan protenas cuando la
cadena poli peptdica supera una cierta longitud (entre 50 y 100
residuos aminocidos, dependiendo de los autores) o la masa
molecular total supera las 5000 uma y, especialmente, cuando tienen
una estructura tridimensional estable definida.
ESTRUCTURA GENERAL DE UN AMINOCIDO
La estructura general de un alfa-aminocido se establece por la
presencia de un carbono central (alfa) unido a un grupo carboxilo,
un grupo amino, un hidrgeno y la cadena lateral.
Clasificacin:
Segn la ubicacin del grupo amino: Alfa-aminocidos: El grupo
amino est ubicado en el carbono n. 2 de la cadena, es decir el
primer carbono a continuacin del grupo carboxilo (histricamente
este carbono se denomina carbono alfa). La mayora de las protenas
estn compuestas por residuos de alfa-aminocidos enlazados mediante
enlaces amida (enlaces peptdicos).
Beta-aminocidos: El grupo amino est ubicado en el carbono n. 3
de la cadena, es decir en el segundo carbono a continuacin del
grupo carboxilo.
Gamma-aminocidos: El grupo amino est ubicado en el carbono n. 4
de la cadena, es decir en el tercer carbono a continuacin del grupo
carboxilo.
Segn su obtencin:
Aminocidos esencialesSon aquellos que el propio organismo no
puede sintetizar por s mismo. Esto implica que la nica fuente de
estosaminocidosen el organismo es la ingesta directa a travs de la
dieta. Las rutas para la obtencin de los aminocidos esenciales
suelen ser largas y energticamente costosas. La carencia de estos
aminocidos en la dieta limita el desarrollo del organismo, ya que
no es posible reponer las clulas de los tejidos que mueren o crear
tejidos nuevos, en el caso del crecimiento.Cuando un alimento
contieneprotenascon todos los aminocidos esenciales, se dice que
son de alta o de buena calidad, aunque en realidad la calidad de
cada uno de los aminocidos contenidos no cambia. Incluso se pueden
combinar (sin tener que hacerlo al mismo tiempo) las protenas de
legumbres con protenas de cereales para conseguir todos los
aminocidos esenciales en nuestra nutricin diaria, sin que la
calidad real de esta nutricin disminuya. Algunos de los alimentos
con todos los aminocidos esenciales son: lacarne, loshuevos,
loslcteosy algunos vegetales como laespelta, lasojay laquinua.Para
el ser humano, los aminocidos esenciales son: Valina(Val, V).
Leucina(Leu, L). Treonina(Thr, T). Lisina(Lys, K). Triptfano(Trp,
W). Histidina(His, H) *. Fenilalanina(Phe, F). Isoleucina(Ile, I).
Arginina(Arg, R) *. Metionina(Met, M).Importancia biomdicaLos
estados de deficiencia de aminocidos son endmicos en ciertas
regiones del oeste de frica donde la dieta se basa en granos cuyos
contenidos de aminocidos como triptfano y lisina es baja .Estos
trastornos incluyen el kwashiorkor, resulta cuando un nio tiene una
dieta a base de almidn deficiente en protenas y el marasmo, en el
que son deficientes la ingestin calrica y los aminocidos
especficos.Aminocidos no esencialesSon los aminocidosque el cuerpo
los puede sintetizar a travs de intermediarios anfiblicos de la
glucolisis y el ciclo del cido ctrico, y que no necesita hacer la
ingesta directa en una dieta. Algunasprotenascontienenaminocidos
hidroxilados. Los ms abundantes son la hidroxiprolina y la
hidroxilisina, no necesario para la sntesis de protenas, pero
formados durante el proceso postranscripcional del colgeno. En
humanos se han descrito estos aminocidos no esenciales para la
nutricin: Alanina(Ala, A). Prolina(Pro, P). Glicina(Gly, G).
Serina(Ser, S). Cistena(Cys, C) **. Asparagina(Asn, N.)
Glutamina(Gln, Q). Tirosina(Tyr, Y) **. Aspartato(Asp, D).
G|lutamato(Glu, E).
Los aminocidos no esenciales para la nutricin tienen vas
biosintticas cortas Las enzimas glutamato deshidrogenasa, glutamina
sintetasa y las aminotransferasas ocupan posiciones importantes en
la biosntesis de los aminocidos el efecto combinado de estas tres
enzimas es transformar el in amonio en - amino nitrogenado de
varios aminocidos.
Glutamato y glutamina La aminacin reductiva de -cetoglutarato la
cataliza la glutamato deshidrogenasa.
Alanina La transaminacin del piruvato forma alanina.
Aspartato y asparagina La transaminacin del oxaloacetato forma
aspartato. La conversin del aspartato en asparagina la cataliza la
asparagina sintetasa.
4
SerinaLa oxidacin del grupo hidroxilo del intermediario
glucoltico 3- fosfoglicerato lo convierte en un cido oxo, cuya
transaminacin y desfosforilacin posteriores producen serina.
Prolina La prolina se forma a partir del glutamato cuando se
vierte las reacciones del catabolismo de la prolina.
Cistena Aunque la cistena no es importante para la nutricin, se
forma a partir de las metionina que si es importante para la
nutricin. Despus de la con versin de la metionina a homoscsteina,
sta y la serina forman cistena y homoserina.El azufre de la cistena
proviene de la metionina y de la estructura de carbono de la
serina.
TirosinaLa fenilamina hidroxilasa convierte la fenilalanina en
tirosina. Siempre que la dieta contenga cantidades adecuadas de
fenilalanina esencial para la nutricin, la tirosina no es
esencial.
GlicinaLa aminotransferasas de glicina catalizan la sntesis de
glicina a partir de glioxilato y glutamato o alanina. A diferencia
de la mayor parte de las reacciones aminotransferasas estas
favorecen ms la sntesis de la glicinaCATABOLISMO DE PROTENAS Y
NITRGENO DE AMINOCIDOSEn este captulo se explica como el nitrgeno
de los aminocidos se convierte en urea y los trastornos raros que
acompaan a los defectos en la biosntesis de esta
sustancia.IMPORTANCIA BIOMDICAEn los adultos sanos, la ingesta de
nitrgeno es igual a la q se excreta. El equilibrio nitrogenado,
positivo un exceso de nitrgeno ingerido en relacin con el
excretado, se presenta en el desarrollo y en el embarazo. El
equilibrio negativo, donde la excrecin es mayor que la ingestin, se
podra presentar despus de una operacin, en cncer avanzado,
kwashiorkor o marasmo.Si bien el amoniaco, derivado sobre todo del
nitrgeno a amino de los aminocidos, es muy toxico los tejidos
convierte al amnico en el nitrgeno amida de la glutamina no toxica.
La desanimacin posterior de glutamina en el hgado libera amoniaco,
que luego se convierte en urea no toxica. Si la funcin heptica est
comprometida como en la cirrosis o a la hepatitis, las altas
concentraciones de amoniaco en la sangre generan signos y sntomas
clnicos.EL RECAMBIO DE PROTEINAS OCURRE EN TODAS LAS FORMAS DE VIDA
La degradacin y la sntesis continua de protenas celulares ocurren
en toda la forma de vida. Todos los das los humanos recambian 1 a
2% de su protena corporal total, sobre todo protena muscular. En
los tejidos que sufren re arreglo estructural por ejemplo el tejido
uterino durante el embarazo, el tejido de la cola del renacuajo
durante la metamorfosis , o el musculo esqueltico inanicin se
presentan velocidades elevadas de degradacin protenica de los
aminocidos liberado casi el 75% se vuelve a utilizar el nitrgeno en
exceso forma urea . Como el exceso de aminocidos no se almacena,
los q no se incorporan de inmediato en la nueva protena se degradan
con rapidez a intermediarios amfibolicos.
LOS ANIMALES CONVIERTEN EL NITROGENO AMINO EN DIVERSOS PRODUCTOS
TERMINALES Diferentes animales excretan el exceso de nitrgeno como
amoniaco, cido rico o urea.Muchos animales terrestres, entre ellos
los humanos son ureotelicos y excretan urea no toxica soluble en
agua.
BIOSINTESIS DE LA UREA La biosntesis de la urea se efecta en 4
etapas:1) Trasnominacin 2) Desanimacin oxidativa de glutamato. 3)
Transporte de amoniaco. 4) Reacciones del ciclo de la urea.
TRASNOMINACINSon reacciones donde se traspasa el grupo amino desde
un -aminocido a un -cetocido, convirtindose el 1 en -cetocido, y el
2 en un -aminocido. Las enzimas que catalizan estas reacciones son
las transaminasas y necesitan el piridoxal fosfato (PLP) como
coenzima. Cuando predomina la degradacin, la mayora de los
aminocidos cedern su grupo amino al -cetoglutarato que se
transforma en glutamato (GLU), pasando ellos al -cetocido
correspondiente.
Hay dos transaminasas, GOT y GPT , cuyos niveles en suero tienen
un importante significado en el diagnstico clnico. Estas enzimas,
abundantes en corazn e hgado, son liberadas cuando los tejidos
sufren una lesin, por lo tanto sus niveles altos en suero pueden
ser indicativos de infarto de miocardio, hepatitis infecciosa, u
otros daos orgnicos.
DESAMINACION OXIDATIVA El AA pierde el grupo amino y pasa a
a-cetocido. Esta reaccin reversible puede convertir el GLU en
-cetoglutarato para su degradacin, pero tambin puede sintetizar
GLU. Luego es una reaccin que actuar en sentido degradativo o en
sentido biosinttico segn las necesidades celulares.
INTRODUCCIN DEL CICLO DE LA UREA El ciclo de la urea es un
conjunto de seis reacciones metablicas encaminadas a la eliminacin
del excedente de amonio que se forma en la degradacin de los
aminocidos y otros compuestos nitrogenados. Esencialmente, dos
tomos de nitrgeno (uno procedente del carbamilfosfato y otro del
aspartato) y un carbono procedente del bicarbonato dan lugar a una
molcula de urea en cada vuelta del ciclo (Fig. 1). Mediante el
ciclo de la urea se realiza adems la biosntesis y degradacin de
arginina. El hgado es el nico rgano en donde la ureagnesis es
completa, y cuantitativamente importante.EL CICLO DE LA UREA
CONVIERTE AL AMONIACO EN UREADebido a que el amoniaco es muy toxico
para las clulas, por lo regular, su concentracin se mantiene a
niveles bajos. Organismos diferentes tienen vas distintas para la
eliminacin del nitrgeno de desecho. Muchos organismos acuticos son
capaces de excretar amoniaco directamente a travs de las membranas
de las clulas de los tejidos de las agallas, para eliminarlo por la
vasta cantidad de agua de su ambiente. La mayor parte de los
vertebrados terrestres convierten el nitrgeno de desecho en el
producto menos toxico, urea, que no tiene carga, y que es un
compuesto muy soluble en agua, que puede ser transportado en la
sangre hacia los riones, en donde se excreta como el principal
soluto de orina.Las aves y muchos reptiles terrestres convierten el
excedente de amoniaco en urato, un compuesto relativamente
insoluble que precipita de la solucin acuosa en forma de un lodo
semislido. El urato tambin es un producto de la degradacin de los
purina nucletidos para las aves, los reptiles, los primates.En los
mamferos, la sntesis de urea, o ureogenesis, se efecta
exclusivamente en el hgado. La urea es el producto de un conjunto
de reacciones que se denomina ciclo de la urea. Esta va fue
dilucidada por Hans Krebs y kurt henseleit en 1932, varios aos
antes que Krebs descubriera el ciclo del cido ctrico. Varias
observaciones lo llevaron a su propuesta del ciclo de la urea.
Niveles elevados de la enzima arginasa se dan en el hgado de todos
los organismos que sintetizan urea por estas preparaciones es muy
estimulada cuando se adiciona el aminocido ornitina, la cantidad de
urea sintetizada excede por mucho la cantidad adicionada de
ornitina, lo cual sugiere que la ornitina acta catalticamente.La
incorporacin de amoniaco en urea requiere cinco etapas. Se forma
primero el carbamoil fosfato, una molcula precursora directa y su
tomo de nitrgeno es incorporado en la urea en las cuatro reacciones
del ciclo. Se efectan dos reacciones en las mitocondrias de las
clulas hepticas, y las otras tres se llevan a cabo en el citosol.
Los precursores de los tomos de nitrgeno de la urea son amoniaco y
aspartato. El tomo de carbono de la urea proviene del bicarbonato.
La reaccin general para la sntesis de urea es:
NH3 + HCO3- + Aspartato + 3ATP Urea + Fumarato + 2 ADP + 2Pi +
AMP + PPi Se consume un total de cuatro equivalentes de ATP en la
sntesis de la urea. Tres molculas de ATP son convertidas a dos de
ADP y una durante la formacin de una molcula de urea y la hidrlisis
de la molcula de pirofosfato inorgnico que se forma consume un
cuarto equivalente de ATP. La urea pasa del hgado a travs de la
corriente sangunea al rin, en donde se excreta en la orina.1. El
carbamoil fosfato que llega al ciclo de la urea se sintetiza a
partir de amoniaco, bicarbonato y ATP en una reaccin en las
mitocondrias catalizada por la carbamoil fosfato sintasa I. Esta
enzima s una de las ms abundantes en las mitocondrias del hgado,
constituyendo tanto como el 20 por ciento de las protenas de la
matriz de la mitocondria. El mecanismo de la reaccin, catalizada
por carbamoil fosfato sintetasa I comprende tres etapas.Primero, se
forma el carbamoil fosfato por reaccin del bicarbonato con el
fosfato gama de ATP, entonces el amoniaco desplaza al fosfato para
formar carbonato, y por ltimo, se forma carbamoil fosfato por
transferencia del fosfato de una segunda molcula de ATP. Una enzima
semejante, llamada carbamoil fosfato sintetasa II emplea glutamina
con preferencia al amoniaco como donador de nitrgeno. Esta enzima
localizada en el citosol de las clulas hepticas y de la mayor parte
de otras, cataliza la formacin de carbamoil fosfato destinado para
la sntesis de pirimidina nucletidos.La carbamoil fosfato sintetasa
de las mitocondrias es activada alostericamente por
N-acetilglumato, que se forma por la reaccin entre glumato y acetil
CoA, catalizada por N-acetilglumato sintasa:
Un nivel elevado de transminacion durante el catabolismo de los
aminocidos lleva a una concentracin elevada de glutamato y el
incremento resultante de la concentracin de N-acetilglutamato. La
activacin de la carbamoil fosfato sintetasa I por N-acetilglutamato
incrementa el suministro de sustrato para el ciclo de urea.
2. En la primera reaccin del ciclo de la urea, el carbamoil
fosfato reacciona en la mitocondria con el intermediario del ciclo
de la urea, la ornitina, para formar citrulina en una reaccin que
cataliza la ornitina transcarbomailasa. Esta etapa incorpora el
tomo de nitrgeno que tiene su origen en el amoniaco en la
citrulina, en esta forma la citrulina contiene la mitad del
nitrgeno que se destina a la urea. El grupo amino delta,
nucleofilico de la ornitina reacciona con el carbono carbonilico
del carbamoil fosfato, liberando fosfato inorgnico y produciendo
citrulina.Entonces la citrulina se transporta fuera de la
mitocondria en un intercambio electroneutro con ornitina del
citosol, un compuesto que se produce en una reaccin posterior del
ciclo de la urea.3. El segundo tomo de nitrgeno destinado para la
urea se incorpora en el citosol cuando la citrulina se condensa con
aspartato para formar arigininosucinato. Esta reaccin dependiente
de ATP esta catalizada por la argininosuccinato sintetasa. La mayor
parte del aspartato de las clulas se genera en el citosol. Por
ejemplo, la asparaginasa del citosol cataliza la formacin de
aspartato a partir de aspargina.
Primero se forma un intermediario citrulil AMP cuando el oxgeno
ureidico de la citrulina desplaza a PPi del ATP. AMP se convierte
en el grupo saliente cuando el grupo amino de aspartato desplaza
este oxigeno
4. El arginosucinato se rompe, no hidroliticamente, para formar
arginina ms fumarato en una reaccin de eliminacin, catalizada por
arginosuccinato liasa. Los procesos clave son una condensacin
dependiente de ATP, seguida de eliminacin de fumarato.La arginina
es el precursor inmediato de la urea. El destino metablico del otro
producto de esta reaccin, el fumarato, requiere una explicacin.
Sabemos por experimentos con clulas hepticas aisladas que el
esqueleto de carbono de este fumarato citosolico se convierte en
glucosa y CO2. El fumarato es hidratado a malato por accin de
malato deshidrogenasa. El oxaloacetato entra en la va de la
glucognesis, con tres tomos de carbono que se convierte en CO2 por
la reaccin de descarboxilacion catalizada por la fosfo enolpiruvato
carboxinasa. Como en cada ronda del ciclo de la urea se consume una
molcula de aspartato y se libera una molcula de fumarato podemos
sacar la conclusin de que una va plausible para el suministro
continuado de aspartato podra ser fumarato a malato.Este aspartato
deriva principalmente de la alanina formada en el musculo por
transaminacion de piruvato que proviene del catabolismo de la
glucosa.
5. En la reaccin final del ciclo de urea, el grupo guanidinio de
la arginina se rompe hidroliticamente para formar ornitina y urea
en una reaccin catalizada por arginasa.Muchos tejidos de mamferos
tienen algunas enzimas del ciclo de la urea, pero solo el hgado las
tiene todas ellas. En particular, el hgado es el nico sitio con una
actividad apreciable de toda la arginasa, y el hgado es el nico
sitio de ureogenesis significativa.La ornitina generada por la
accin de la arginasa es transportada a la mitocondria por la misma
reaccin de intercambio que transporta la citrulina al citosol. La
ornitina de la mitocondria reacciona con el carbamoil fosfato para
apoyar la operacin continua del ciclo de la urea.
Conclusiones
Todos los vertebrados forman aminocidos a partir de
intermediarios anfiblicos o de otros aminocidos de la dieta.La
serina proporciona la estructura de carbono y la homocistena el
azufre para la biosntesis de cist