Metabolismo de las proteínas

Oxidación de aminoácidos

Aminoácidos O provinentes en su mayoría de las

proteínas de la dieta o de la degradación de proteínas intracelulares.

O Estos constituyen la ultima clase de biomoléculas cuya oxidación contribuye de manera significativa ala generación de energía metabólica.

O La energía generada varia mucho según el tipo de organismo y la situación metabólica en la que este se encuentre.

O Los carnívoros, después de una comida, pueden obtener hasta un 90% de sus necesidades metabólicas a partir de la oxidación de aminoácidos.

O Los herbívoros solo pueden obtener una pequeña parte de sus necesidades energéticas a partir de esta fuente.

O La mayoría de microorganismos pueden nutrirse de aminoácidos del entorno en caso de que estén disponibles en el mismo.

O Si la condiciones metabólicas los requieren pueden utilizarlos como combustible oxidándolo.

O En las plantas existe un catabolismo de aminoácidos si bien este esta relacionado generalmente con la producción de metabolitos para otras rutas biocinéticas

En los animales , los aminoácidos se pueden degradar oxidativa mente en

tres situaciones:1.- durante la síntesis y degradación normales de proteínas celulares.2.- cuando una dieta es rica en proteínas ingiriéndose aminoácidos en exesso de las necesidades corporales se puede catabólizar el excedente3.- durante la inanición o en la diabetes mellitus, en las que no hay glúcidos se recurre alas proteínas corporales como combustibles.

O La degradación de aminoácidos convergen en las rutas catabólicas centrales del metabolismo carbonado

O Los esqueletos carbonados de los aminoácidos generalmente van a parar al ciclo del acido cítrico y de allí se oxidan para producir energía química o se catalizan hacia la gluconeogénesis.

O La entrada de proteína al estomago estimula la mucosa gástrica que secreta la hormona gastrina, la cual, a su vez, estimula la secreción de acido clorhídrico por las células parietales de las células gástricas.

O En el estomago, la pepsina hidroliza las proteínas ingeridas en enlaces peptídicos que están en el lado amino de los residuos aromáticos.

O La mayoría de aminoácidos se metabolizan en el hígado

O Parte del amoniaco generado se recicla y utiliza en diversos procesos biosinteticos; el exceso se excreta directamente o se convierte en acido úrico o urea para su excreción según el organismo.

O El exceso de amoniaco generado en otros tejidos (extrahepaticos) se transporta al hígado.

Productos de la digestión

O Pasan a la sangre :O AA libresO Péptidos pequeños: muy poca

cantidadO Transporte activo, proteínas

transportadoras, diferentes sistemas de transporte

O Vía sangre portal , al Hígado

O Punto de partida: productos de la digestión

O Turnover o Renovación proteica: expresión utilizada para describir la constante síntesis y degradación de proteínas

Destino de los AA absorbidos

O EnergíaO Proteína (Aminoacidos esenciales y

no esenciales)

Hígado

Pool de AA

En todos los tejidos

Síntesis de proteínas tisularesturnover

Metabolismo de los AA

Resultado del metabolismo de los aaen el TGI y el Hígado

O Cantidad y balance de AA disponibles para el resto del organismo diferente del absorbido

O Factores que modifican el tamaño y actividad de órganos esplácnicos afectan la disponibilidad de AA para el resto del organismo

O Metabolismo de estos órganos pueden limitar la disponibilidad de AAE para el resto del organismo

O Definen requerimientos de energía: mantenimiento

Catabolismo

O Lugar?O principal higado, algo en el músculo.

O ¿Cuando?O cantidad supera las necesidadO necesidad de energía

O Ayuno ---> Gluconeogénesis: aporte de glucosa a los tejidos a partir de aminoácidos

EtapasO Desaminación oxidativa:

liberación del N como NH3---> Urea ---> Excreción

O Transaminación:grupo amino se transfiere a un α-cetoacido, acción de aminotransferasa

AA glucemicos y cetogenicosO Los aminoácidos tanto esenciales como

no esenciales pueden ser precursores de casi todos los compuestos que necesita el metabolismo intermediarioO Glucogénicos que podrán

transformarse en Glucosa O Cetogénicos, cuyo esqueleto

hidrocarbonado puede dar origen a los Ácidos Grasos y compuestos relacionados

Amonoacidos cetogénicos

O Producción de α-cetoacidos Sintesis de aa no esenciales (alanina, glutamato, aspartato)

O Principalmente por transaminación. Leucina, Lisina, triptófano Aminoácidos A

Aminoácidos gluconeogénicos:

O Serina, glicina, alanina, cisteína, treonina, tripotófano: aportan un C al piruvato ---> oxalacetato

O Metionina, valina, isoleucina, fenilalanina, tirosina: proporcionan intermediarios de 4 C (fumarato y succinato)

O Glutamato, histidina, prolina, arginina proporcionan C para intermediario de 5 C (α-cetoglutarato)

Aminoácidos cetogénicos y gluconeogénicos

O Isoleucina, fenilalanina, tirosina

O Productos de aa glucogénicos aa cetogénicos

Piruvato Acetil Co A Oxalacetato Acetoacetil Co A Fumarato Succinyl Co A alfa cetoglutarato

O Los aminoácidos que por circunstancias especiales del metabolismo se destinan a transformarse en energía, glucosa o ácidos grasos, aportarán solamente su esqueleto hidrocarbonado, previa eliminación del Nitrógeno

Las alteraciones metabólicas se caracterizan enfermedades que ocurren por la acumulación de intermediarios catabólicos, como consecuencia de fallas en las reacciones enzimáticas por causas que se pueden enumerar como: O ausencia de la enzimaO un cambio de su cinética O una mala regulación del funcionamiento de

las enzimas involucradas en las reacciones de oxidación de los aminoácidos

reacciones más generales de los AA.

TRANSAMINACIONESO Son reacciones donde se traspasa el grupo

amino desde un α-aminoácido a un α-cetoácido, convirtiéndose el 1º en α-cetoácido, y el 2º en un α-aminoácido.

O Las enzimas que catalizan estas reacciones son las transaminasas y necesitan el piridoxal fosfato (PLP) como coenzima.

O Cuando predomina la degradación, la mayoría de los aminoácidos cederán su grupo amino al α-cetoglutarato que se

O transforma en glutamato (GLU), pasando ellos al α-cetoácido correspondiente

DESAMINACION OXIDATIVA

O El AA pierde el grupo amino y pasa a a-cetoácido. Esta reacción reversible puede convertir el GLU en α-cetoglutarato para su degradación, pero también puede sintetizar GLU.

O Luego es una reacción que actuará en sentido degradativo o en sentido biosintético según las necesidades celulares

DESCARBOXILACION

O Los AA se descarboxilan y forman aminas biógenas, ellas o sus derivados tienen muy importantes funciones biológicas

O hormonasO neurotransmisoresO inmunomoduladores

Esta reacción es reversible y cumple una función muy importante para la excreción del ión amonio

O Desde la TYR, por descarboxilación y otras reacciones, se producen la familia de las catecolaminas: dopamina, noradrenalina y adrenalina. El TRP se descarboxila a triptamina y ésta se convierte en Serotonina

Resumen

O 1.TRANSAMINACIÓN: Transaminasa: α-Cetoglutarato + AA* Glutamato + α-cetoácido*

O 2. DESAMINACIÓN: Glutamato Deshidrogenasa:Glutamato + NADPH a-Cetoglutarato + NH4+ +NADP+

O 3. Fijación de amonio: Glutamina Sintetasa: Glutamato+ ATP + NH4+ Glutamina + ADP + Pi

O 4. DESAMINACIÓN: Glutaminasa: Glutamina + H2O Glutamato + NH4 + La

Control del metabolismo de los aminoácidos.

Actividad relativa de diversas hormonas.

•INSULINA.

•GLUCAGON.

•ADRENALINA.

EXISTEN DOS METODOS DE REGULACIÓN.

RETROALIMENTACIÓN.O Son mas comunes en

bacterias.

O Consisten en que el producto final de la biosíntesis ejerce una acción inhibitoria en la primera reacción de la secuencia.

O REPRESIÓN. O Mas común en los

tejidos animales.

O Consiste en el control a través de cambios a nivel de la transcripción del ADN o de la traducción del RNAm.

VENTAJAS DEL MECANISMO DE REPRESIÓN.

O Se ahorra al máximo el uso de los aminoácidos y la energía.

O Evita la síntesis de cantidades innecesarias de enzimas.

O Es posible la inhibición coordinada de varias rutas biosintéticas a la vez.

O El resultado final es un ahorro considerable de todos los metabolitos y una utilización más eficiente de los aminoácidos.

Degradación de aminoácidos mediante la formación acetil CoA

Los aminoácidos únicamente geogénicos son solo dos: la lisina y la leucina que dan como pro9ducto acetil-CoA o acetoacetil-CoA, de los cuales no se puede producir glucosa.

¿Que es el acetil-CoA?O El acetil-CoA es un producto común a todas las

reacciones de degradación de todas las moléculas orgánicas. Una ruta metabólica nunca está separada de las demás.

O Estructura.

O - Resto acetilo: restos de 2 carbonos (C2) que proceden de la degradación de las moléculas. Siempre asociado a la segunda parte.

O Transportador universal de grupos acetilo y también de cadenas más largas. Estos restos se unen al CoA por medio de un enlace tioéster.

Degradación de aminoácidos

O Durante la degradación de la mayor parte de los aminoácidos en primer lugar se produce la separación del grupo amino por desamina nación.

O Todos lo aminoácidos proteicos salvo dos (lisina y leucina) son glucogénicos y cuantitativamente son los precursores mas importantes de la gluconeogénesis así mismo forma una acción anaplerótica.

Citratosintasa.O Su actividad depende de la

concentración de 2 sustratos como el acetil-CoA y la succinil CoA. La succinil CoA inhibe porque ocupa el sitio del acetil-CoA. Si la concentración de succinil CoA sube mucho se inhibe, si sube es porque se acumulan los intermediarios. El ATP también inhibe porque al aumentar su concentración la Km sube.

Piruvato carboxilasaO La piruvato carboxilasa es un regulador

muy importante porque puede reponer los niveles de oxalacetato. Para carboxilar se necesita un coenzima, la biotina. Si los niveles de acetil-CoA son altos es porque no se puede meter bien en el ciclo de Krebs ya que falta oxalacetato. De esta forma se activa la piruvato carboxilasa para poder obtener oxalacetato.

Ciclo del glioxilatoO Esta es otra reacción anaplerótica.

Permite obtener uno de los intermediarios: 2 acetil-CoA 1 succinato. Sólo existe en semillas y algunos microorganismos. Sólo los que tengan el ciclo del glioxilato podrán sintetizar hidratos de carbono a partir de lípidos.

“POR SU ATENCIÓN MUCHAS GRACIAS”.