METABOLISMO DE LAS PROTEINAS

Transcripción

1 METABOLISMO DE LAS PROTEINAS 1

2 DIGESTION DE LAS PROTEINAS: ETAPAS: Física Química Cocción y masticación Rompen estructura terciara y cuaternaria Digestión enzimática: Luminal Superficie Intracitosólica 2

3 FASES DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA A Raquídeo 3

4 FASES DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA B 4

5 FASES DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA 5

6 DIGESTION DE PROTEINAS I) En el estómago GASTRINA Células Parietales Células Principales HCl Pepsinógeno Pepsinógeno Proenzima ph 1,5-2,5 -NH 2 HCl Pepsina + resto de 42 Aa. Enzima activa -NH 2 -NH 2

7 Digestión de proteínas en el estómago por acción de la Pepsina NH + 3 Arg Phe Pepsina Leu COO - ES UNA ENDOPEPTIDASA. HIDROLIZA UNIONES PEPTIDICAS. ACTUA SOBRE GRUPOS AMINO DE AMINOACIDOS AROMATICOS HIDROLIZANDO LAS PROTEINAS A POLIPEPTIDOS DE ALTO PM. Péptidos de alto PM

8 Secretina CO3HColecistoquinina Extraído de Lehninger, 2008.

9 SECRECION PANCREATICA Contenido estomacal ácido Secretina Colecistoquinina HCO 3 - ph Aumento de la secreción enzimática pancreática Contracción de la vesícula biliar Aumento de la evacuación gástrica

10 DIGESTION DE PROTEINAS II) En Duodeno e Intestino Tripsinógeno Enteroquinasa (enzima del borde en cepillo) INACTIVOS Quimotripsinógeno Procarboxipeptidasas A y B Proelastasa Tripsina T R I P S I N A Quimotripsina ACTIVOS Carboxipeptidasas A y B Elastasa

11 Qué tipo de enlace peptídico hidrolizan? Tripsina (endopeptidasa) : grupos carbonilo de lisina y arginina Quimotripsina (endopeptidasa) grupos carboxilo de fenilalanina, tirosina, triptofano Elastasa (endopeptidasa): aminoácidos de cadenas alifáticas Las carboxipeptidasas (exopeptidasas) eliminan restos carboxilos terminales. La aminopeptidasa (exopeptidasa): cataliza la ruptura de la unión peptídica adyacente al extremo N-terminal de oligopéptidos. ENZIMA DEL BORDE EN CEPILLO

12 Digestión intraluminal de proteínas por acción de proteasas pancreáticas NH + 3 Arg Phe Tripsina Quimotripsina NH + 3 Arg COO - NH + 3 Carboxi- Peptidasa B NH Arg COO - 2 AA Básicos NH + 3 COO - Oligopéptidos Peptidasas NH + 3 COO - Leu Elastasa Phe COO - NH + 3 Leu COO - Carboxi- Peptidasa A NH 2 NH 2 COO - Phe Leu AA Neutros COO - COO -

13 RESUMEN: ETAPAS DIGESTIVAS: Se realizan en tres cavidades: CAVIDAD BUCAL: Se produce la masticación, que al reducir los alimentos a partículas más pequeñas, facilita su posterior degradación enzimática. CAVIDAD GÁSTRICA: GASTRINA ACIDO CLOHIDRICO PEPSINA CAVIDAD INTESTINAL: Enzimas pancreáticas TRIPSINA, QUIMOTRIPSINA, ELASTASA (ENDOPEPTIDASAS) CARBOXIPEPTIDASAS A y B, (EXOPEPTIDASAS) Enzimas entéricas AMINOPEPTIDASAS, DI Y TRIPEPTIDASAS (EXOPEPTIDASAS) ENTEROQUINASA (ENDOPEPTIDASA) 13

14 Transporte intestinal de aminoácidos Ocurre por varios mecanismos: % Relativo para Alanina T. activo dependiente de Na + 75% T. facilitado independiente de Na + 20% Difusión pasiva < 5% LUMEN INTESTINAL Aminoácidos Na + Aminoácidos ENTEROCITO Aminoácidos Na + Aminoácidos ATP ADP+Pi K + SANGRE PORTAL Aminoácidos Na + K + Aminoácidos

15 Transporte intestinal de péptidos pequeños Transporte activo de di- y tripéptidos acoplado a hidrogeniones LUMEN INTESTINAL Péptidos 2H + Na + ENTEROCITO Péptidos H + Na + Peptidasas citosólicas Aminoácidos ATP ADP+Pi SANGRE PORTAL Péptidos Aminoácidos K + Na +

16 Distribución de los aminoácidos en el período post-prandialprandial La mayor parte de los aminoácidos: Hígado. Glutamina y Asparragina: Intestino y riñón. Aminoácidos de cadena ramificada: Músculo y cerebro. Cómo son incorporados los aminoácidos en las células de los distintos tejidos? Difusión facilitada -Los transportadores se encuentran en todas las células. - Son específicos para grupos de aminoácidos (neutros, catiónicos y de glutamato).

17 ORIGEN Absorción en intestino UTILIZACION Síntesis de proteínas Degradación de proteínas endógenas (Proteasas) Síntesis de aminoácidos (principalmente en hígado) AMINOACIDOS (fondo metabólico común) Síntesis de compuestos nitrogenados no proteicos Degradación y producción de Energía

18 DESTINO DE LOS AMINOACIDOS: Biosíntesis: Proteínas, Compuestos no proteicos, etc. Gluconeogénesis Obtención de Energía Los aminoácidos deben degradarse α 1º) Pérdida del grupo amino 2º) Degradación de la cadena carbonada

19 DESTINO DEL GRUPO AMINO DE AA: TRANSDESAMINACION Síntesis de GLUTAMATO Síntesis de L-ALANINA Síntesis de L-GLUTAMINA Síntesis de UREA 19

20 Las reacciones de transaminación son fácilmente reversiblesy son muy importantes en el metabolismo proteico. Todos los aminoácidos (excepto lisina y treonina) participan en reacciones de transaminación con los α-cetoácidos cetoácidos: piruvato alanina oxalacetato aspartato α-cetoglutarato glutamato

21 GPT (Glutámico Pirúvico Transaminasa) GOT (Glutámico Oxalacetico Transaminasa)

22 TRANSAMINASAS DE INTERES CLINICO Infarto de Miocardio Glutámico Oxalacetico Transaminasa (GOT) o Aspartato aminotransferasa (AST) Aumentada en afecciones cardíacas y hepáticas (principalmente hepatitis con necrosis) Afecciones Hepáticas Glutámico Pirúvico Transaminasa (GPT) o Alanina aminotransferasa (ALT) Los mayores aumentos se producen como consecuencia de alteraciones hepáticas: colestasis, hepatitis tóxicas o virales.

23 DESAMINACION OXIDATIVA: Glutamato Deshidrogenasa NADPH + H+ NADP + L-glutamato que contiene los grupos aminos provenientes de las reacciones anteriormente descriptas ingresa a la mitocondriaa través de transportadores y puede eliminar el grupo amino proveniente del aminoácido inicial a través de una reacción de desaminación oxidativa, que se considera como la principal vía de salida del amoníaco. + GDH Glutamato + H 2 O + NAD(P)+ α-cetoglutarato + NH 4+ + NAD(P)H + 2 H +

24 El grupo amino del glutamato, puede ser separado por desaminacion oxidativa catalizada por la glutamato deshidrogenasa, utilizando NAD + y NADP + como coenzimas. Se forma αcetoglutarato y NH 3 La mayoría del NH 3 producido en el organismo se genera por esta reacción A ph fisiológico el NH 3 capta un H + y se convierte en ión NH

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26 REGULACION DE LA GLUTAMATO DESHIDROGENASA Regulación alostérica ( + ) ADP Y GDP ( -) ATP Y GTP Cuando se acumula ATP y GTP en la mitocondria, como consecuencia de una actividad elevada del ciclo de Krebs, se inhibe la desaminación del glutamato para no incorporar másα-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 síntesis de ATP e ingresa el α-cetoglutarato al Ciclo de Krebs. Es una enzima mitocondrial (hígado y riñón)

27 Síntesis de L-ALANINA La alanina transporta amonio desde el músculo hasta el hígado La alanina sirve como un transportador de amonio y del esqueleto carbonado del piruvato desde el músculo al hígado. El amonio es excretado y el piruvato es utilizado para producir glucosa, la cual regresa al músculo. 27

28 Síntesis de L-GLUTAMINA La glutamina transporta temporariamente amonio en sangre. Por acción de la glutaminasa se hidroliza a glutamato y amonio en Riñón, hepatocitos y otras células. 28

29 TRANSPORTE Y DESTINO DEL AMONÍACO La mayoría de los tejidos Hígado Músculo Glutamato Glutamato Aminoácidos Glutamina sintetasa Glutaminasa Glutamato deshidrogenasa Glutamina Glutamina Piruvato Alanina Alanina Piruvato Glucosa Ciclo de la Glucosa Alanina Glucosa 29

30 UREA CO 2 del Krebs O = C - NH 2 l NH 2 ASPARTATO Se sintetiza en el HIGADO por las enzimas del ciclo de la urea. Localización: MATRIZ MITOCONDRIAL y CITOSOL. Luego es secretada al torrente sanguíneo y filtrada en los riñones para excretarse en la orina. 30

31 Rx nº Reactantes Productos Enzima Localización 1 2 ATP + HCO 3 + NH 4 + Carbamoil fosfato + Carbamoil fosfato 2 ADP + P i sintetasa I Mitocondria 2 Carbamoil fosfato + Citrulina + P i Ornitina carbamoil Mitocondria Ornitina transferasa 3 Citrulina + Argininosuccinato Argininosuccinato Citosol Aspartato + ATP + AMP + PPi sintetasa 4 Argininosuccinato Arginina + Fumarato Argininosuccinato liasa Citosol 5 Arginina + H 2 O Ornitina + UREA Arginasa Citosol 31

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34 BALANCE ENERGETICO: NH3 + CO ATP + H 2 O + Aspartato UREA + 2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi + Fumarato NH4: Proviene de desminación de aminoácidos. HCO3 -: Proviene del CO2 de la respiración celular. Aspartato: generado en la mitocondria por transaminación.

35 Regulación Regulación a corto plazo Carbamil fosfato sintetasa I (Reacción 1) (+) N-Acetil glutamato Regulación a largo plazo Biosíntesis de las enzimas del ciclo (+) Aumento proteínas de la dieta Aumento degradación proteínas endógenas (Inanición )

36 DESTINO DEL ESQUELETO CARBONADO DE LOS AA En la degradación de los aminoácidos, los esqueletos carbonados siguen distintas vías. Algunos se transforman en piruvato o en intermediarios del ciclo de Krebs. Tienen el potencial de producir glucosa vía fosfoenolpiruvato (Gluconeogénicos). Los aa que producen acetil-coa, o acetoacetil-coa son clasificados como cetogénicos 36

37 CLASIFICACION DE LOS AMINOACIDOS GLUCOGÉNICOS GLUCOGÉNICOS Y CETOGÉNICOS CETOGÉNICOS Asparagina Arginina Isoleucina Leucina Cisteína Aspartato Fenilalanina Lisina Glutamina Glutamato Triptofano Histidina Glicina Tirosina Prolina Treonina Alanina Metionina Serina Valina 37

38 Destino de los esqueletos carbonados de los AA Stryer,