METABOLISMO DE AMINOACIDOS

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1 METABOLISMO DE AMINOACIDOS

2 BIOSÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS

3 El ion amonio se incorpora a los aminoácidos a través de glutamato y de glutamina El glutamato y la glutamina desempeñan un papel crucial en la la etapa de incorporación de nitrógeno a las biomoléculas a partir del ión NH 4+. El grupo - amino de la mayoría de los aminoácidos proviene del -amino grupo del glutamato por una reacción de transaminación. La glutamina, otro dador importante de nitrógeno, aporta el nitrógeno de su cadena lateral a la biosíntesis de una amplia gama de compuestos biológicos. El glutamato se sintetiza a partir de NH 4+ y -cetoglutarato, un intermediario del ciclo del ácido tricarboxílico por acción de la glutamato deshidrogenasa. NH cetoglutarato + NADPH + H + L-glutamato + NADP + + H 2 O La enzima glutamina sintetasa incorpora un segundo ión amonio al glutamato para dar la glutamina. Esta amidación está dirigida por la hidrólisis del ATP. Glutamato + NH 4+ + ATP glutamina + ADP + Pi + H + La regulación de la glutamina sintetasa juega un rol crucial en el metabolismo del nitrógeno. Todos los organismos tienen glutamato deshidrogenasa y glutamino sintetasa.

4 La cadena carbonada del resto de los aminoácidos se sintetiza a partir de intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxílicos y de otros importantes intermediarios metabólicos, y el grupo amino se les agrega finalmente, a partir del glutamato, en una reacción de transaminación.

5 AMINOACIDOS ESENCIALES Y NO ESENCIALES. Como en el caso de las vitaminas, el organismo en cuestión carece de una o más de las enzimas de la vía metabólica que lleva a la producción del compuesto esencial. En el caso de los aminoácidos, en general no se sintetiza el -oxoácido correspondiente. Los que se originan a partir de algún otro compuesto disponible en el organismo, no serán esenciales. Fenilalanina: No se sintetiza en los animales superiores. Por lo tanto, es esencial. Tirosina: Se sintetiza, en cambio, a partir de la fenilalanina por una única reacción. Por lo tanto, no es esencial, si hay una provisión suficiente de fenilalanina. Alanina: Se sintetiza por transaminación del piruvato glicolítico. No es esencial. Aspartato y glutamato: Se sintetizan por transaminación del oxaloacetato y del -oxoglutarato del Ciclo de Krebs. No son esenciales.

9 Biosíntesis de Fenilalanina y Tirosina a partir del Corismato.

10 Biosintesis del Triptofano a partir del Corismato.

11 LOS AMINOACIDOS SON PRECURSORES DE MUCHAS MOLECULAS IMPORTANTES. Adenina: Gly y Asp. Citosina: Asp. Esfingosina: Ser. Histamina: His. Tiroxina: Tyr. Adrenalina: Tyr. Serotonina: Trp. Nicotinamida: Trp y Gln. Creatina: Arg y Gly. Glutation: Glu, Cys y Gly. Oxido nítrico: Arg. Hemo: Gly.

13 Origen y utilización de los aminoácidos PROTEINS Metabolites NH3 -KG AMINO ACIDS Medium L-Glu TCA cycle -keto acids Proteins Biosynthetic Products Energy

14 PEPTIDASAS

15 PEPTIDASAS Peptidasas: Hidrolizan la unión entre el carboxilo de un aminoácido y el -amino del siguiente (unión peptídica) en una proteína. Pueden ser exopeptidasas, si hidrolizan a partir del extremo N- terminal (aminopeptidasas) o del extremo C-terminal (carboxipeptidasas), o endopeptidasas, si hidrolizan en cualquier unión peptídica (según su especificidad). Existen también dipeptidasas, dipeptidil-peptidasas, etc. El término peptidasas suele reservarse para las enzimas que cortan péptidos pequeños, en tanto que el de proteasas o proteinasas se aplica más frecuentemente a las endopeptidasas capaces de hidrolizar péptidos grandes y proteínas.

16 1) Función digestiva. a) Extracelular. b) Intracelular. 2) Turnover proteico. FUNCIONES DE LAS PROTEINASAS. 3) Procesamiento post-traduccional de proteínas. a) Proteasas del péptido señal. b) Proteasas de procesamiento de pro-hormonas y otras proteínas. c) Dominio pro- en muchas proteinasas. 4) Invasión de tejidos (parásitos, metástasis tumorales).

17 CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS

22 La reacción anterior es solamente la mitad de la reacción completa de transaminación: Aminoácido 1 + E-PLP -cetoácido 1 + E-PMP La segunda mitad de la reacción es un proceso contrario al anterior: -cetoácido 2 + E-PMP Aminoácido 2 + E-PLP Las transaminasas son un excelente ejemplo como un mecanismo cinético ping-pong.

24 La forma protonada del PLP actúa como un sumidero de electrones que estabiliza los intermediarios catalíticos con carga negativa. Una enzima determina selectivamente la ruptura de uno de estos tres enlaces; el enlace a escindir debe ser perpendicular a los orbitales p del sumidero de electrones, y eso dependerá de la forma de unión del sustrato a la enzima. En el caso de una aminotransferasa, el enlace C H es el que quedará perpendicular al plano del anillo del PLP. La que decide qué reacción se llevará a cabo es la apoenzima, dado que la coenzima (PLP) es la misma en todos los casos.

DISPOSICION DEL NITROGENO AMINICO: - Como NH4+: amonotélicos. - Como ácido úrico: uricotélicos. - Como urea: ureotélicos. Enzimas: 1. Carbamil fosfato sintetasa. 2. Ornitina transcarbamilasa. 3.

26 DISPOSICION DEL NITROGENO AMINICO: - Como NH4+: amonotélicos. - Como ácido úrico: uricotélicos. - Como urea: ureotélicos. Enzimas: 1. Carbamil fosfato sintetasa. 2. Ornitina transcarbamilasa. 3. Argininsuccinato sintetasa. 4. Argininsuccinasa 5. Arginasa. La síntesis de una molécula de urea requiere 4 moléculas de ATP: 2 en la síntesis del carbamil fosfato y dos en la síntesis del arginin succinato, porque se obtiene como producto PPi, que se hidroliza por una pirofosfatasa a 2 Pi y para volver a ATP el AMP requiere requiere 2 ATP.

28 Aminoácidos Cetogénicos y Glucogénicos. De los 20 aminoácidos, sólo dos, la leucina y la lisina, son exclusivamente cetogénicos. Varios aminoácidos son tanto cetogénicos como glucogénicos; fenilalanina y el triptofano. dos ejemplos son la

29 Fenilalanina y tirosina son glucogénicos y cetogénicos, pues su catabolismo produce acetoacetato y fumarato La fenilalanina es esencial, pero la tirosina no, si hay buena provisión de fenil alanina. La primera reacción del catabolismo de fenilalanina es la formación de tirosina por la fenilalanina hidroxilasa.

30 El triptofano es tambien glucogénico y cetogénico, pues su catabolismo da alanina, aminoácido glucogénico, y acetoacetato.

31 Metabolismo de aminoácidos aromáticos en Trypanosoma cruzi. PHENYL ALANINE, TYROSINE, TRYPTOPHAN Pyruvate, oxaloacetate, -ketoglutarate TAT alanine, aspartate, glutamate Phenyl pyruvate, p-oh-phenyl pyruvate, Indolyl pyruvate AHADH NADH NAD Phenyl lactate, p-oh-phenyl lactate, Indolyl lactate

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