Objetivo 4 Metabolismo degradativo de aminoácidos. ntroducción. ón amonio Visión general del catabolismo de los aminoácidos. Transaminación. Desaminación Oxidativa. Descarboxilación. Ácido úrico Acoplamiento de transaminación y desaminación. Destinos del esqueleto carbonado. Ciclo de la Urea. Urea
Unidades estructurales de las proteínas Aminoácidos Precursores de biomoléculas importantes (compuestos nitrogenados: hormonas, purinas, pirimidinas, porfirinas, algunas vitaminas y aminas fisiológicamente activas ) Pueden servir como también de fuente energética (último recurso como combustible) Grupo αamino Hidrógeno H H 3 N C COO R Grupo R o cadena lateral Grupo αcarboxílico
Remoción del grupo αamino Catabolismo de los aminoácidos H H 3 N C COO R Esqueleto carbonado COO C=O R αcetoácido Piruvato αcetoglutarato Oxalacetato
Catabolismo de los aminoácidos Remoción del grupo αcarboxílico R CH 2 NH 3 amina primaria H H 3 N C COO R
Catabolismo de los aminoácidos (mamíferos) Acetil CoA Ácidos Grasos
Reacciones generales del catabolismo de los aminoácidos y destinos metabólicos PROTENAS Proteólisis Endopeptidasas PÉPTDOS Exopeptidasas Desaminación oxidativa NH 3 excretado Cetoácido (esqueleto carbonado) NADHH Cte NH 3 Urea (vertebrados terrestres) Amoníaco (peces) Ácido úrico (aves, reptiles) Ácido Ácido pirúvico pirúvico Oxalacetato Fosfoenolpiruvato CARBOHDRATOS Acetil CoA AMNOÁCDOS Transaminación Cetoácido (esqueleto carbonado) CO 2 Malonil CoA NADPHH LÍPDOS O 2 CO 2 H 2 O ATP Descarboxilación Amina primaria
TRANSAMNACON (mitocondria y citosol) H H 3 N C COO R a aminoácido a COO C = O R b αcetoácido b Fosfato de Piridoxal Aminotransferasa o Transaminasa COO C = O R a αcetoácido a COO H 3 N C H R b aminoácido b
TRANSAMNACON (mitocondria y citosol) H H 3 N C COO CH 3 C=O Fosfato de Piridoxal Glutamato aminotransferasa o Glutamato transaminasa C=O CH 3 H 3 N C H alanina αcetoglutarato piruvato glutamato Reacción anaplerótica del Ciclo de Krebs
TRANSAMNACON (mitocondria y citosol) H H 3 N C COO R Ala, Arg, Asp, alanina Asn, Cis, leu, Leu, Lis, Fen, Trp, Tir, Val C=O αcetoglutarato Fosfato de Piridoxal Aminotransferasa Transaminasa C=O R αcetoácido H 3 N C H glutamato Colector de grupos aminos de 12 aminoácidos (punto de encrucijada metabólica) Dador de grupos aminos para rutas biosintéticas o para la excreción de compuestos nitrogenados
DESAMNACON OXDATVA (citosol y mitocondria) NAD(P) H H 3 N C H NAD(P) H 2 N = C H 2 O C=O NH 4 glutamato αiminoglutarato αcetoglutarato (aminoácido) (iminoaminoácido) (αcetoácido) Glutamato deshidrogenasa (dependiente de la piridina) Dador de grupos aminos para rutas biosintéticas o para la excreción de compuestos nitrogenados Colector de grupos aminos de 12 aminoácidos (punto de encrucijada metabólica)
H H 3 N C COO R Aminoácido ACOPLAMENTO TRANSAMNACÓNDESAMNACÓN COO C = O COO αcetoglutarato NADHH NH 4 Transaminación Aminotransferasa Desaminación oxidativa Glutamato deshidrogenasa COO C = O R αcetoácido Catabólico Anabólico COO H 3 N C H COO glutamato NAD H 2 O
H H 3 N C COO R Aminoácido COO C = O R αcetoácido Transaminación Aminotransferasa ACOPLAMENTO TRANSAMNACÓNDESAMNACÓN COO C = O COO αcetoglutarato COO H 3 N C H COO glutamato Desaminación oxidativa Glutamato deshidrogenasa NADHH NH 4 NAD H 2 O Ciclo de la urea H 2 N C NH 2 O Urea Aminoácido glucogénico Piruvato Gluconeogénesis Glucosa Aminoácido cetogénico Aceto acetil CoA Acetil CoA Ácidos grasos
DESCARBOXLACÓN (mitocondria y citosol) H H 3 N C COO R a aminoácido Aminoácido descarboxilasa R CH 2 NH 3 Amina primaria (ptomaina) CO 2 Ejemplo: Síntesis de Histamina Histidina Histamina
AMNAS PRMARAS molécula del enamoramiento
PRODUCTOS DE LA DESCARBOXLACÓN DE ALGUNOS AMNOÁCDOS Y FUNCONES BOLÓGCAS Histidina Histamina CO 2 (vasodilatador, estimulante de secreción gástrica implicada en reacciones de alergias, inflamaciones y respuesta al dolor) Triptofano Triptamina CO 2 (precursor ácido indolacético, hormona de crecimiento de las plantas) Arginina Agmatina CO 2 (precursor espermina y espermidina, factor de crecimiento de ciertos microorganismos) Ornitina Putrescina CO 2 (fuerte olor de descomposición) Lisina Cadaverina CO 2 (fuerte olor de descomposición) Ácido glutámico Ácido δaminobutírico (GABA), regulador de la transmisión nerviosa) Serina Etanolamina forma parte de la cabeza polar de fosfolípidos y esfingolípidos
CCLO DE LA UREA (KrebsHenseleit) Formación de urea en el hígado de organismos ureotélicos, catalizada por un mecanismo cíclico que requiere energía (3ATP PPi). Es excretada en la orina en los mamíferos terrestres. Glutamato (desaminación oxidativa) O H 2 N C NH 2 Aspartato (transaminación) Carbamoil fosfato compuesto de alto contenido energético donador de grupo carbamílico Ecuación global: 2NH 4 HCO 3 3ATP H 2 O UREA 2ADP AMP 4Pi 2H
Reacciones CCLO DE LA UREA (KrebsHenseleit) 1. Síntesis del carbamoil fosfato. Donador de grupo carbamil activado al ciclo. Requiere 2ATP. Mitocondria. E: Carbamil fosfato sintetasa (enzima alostérica) NH 4 HCO 3 Carbamoil fosfato 2. Síntesis de citrulina. Mitocondria. E: Ornitíncarbamiltransferasa. Carbamoil fosfato Ornitina Citrulina 3. Síntesis de agininosuccinato. Requiere 1ATP. Citosol. E: Argininosuccinato sintetasa. Citrulina ATP Aspartato (NH 3 ) Argininosuccinato. 4. Ruptura de agininosuccinato. Citosol. E: Argininosuccinato liasa. Argininosuccinato Fumarato Arginina. Regulación Síntesis de las enzimas Carbamil fosfato sintetasa (enzima alostérica) 5. Hidrólisis de la arginina. Citosol. E: Arginasa. Arginina Urea Ornitina O H 2 N C NH 2
C=O R H H 3 N C R αcetoácido Aminoácido αcetoglutarato aminoácido aminotransferasa C=O glutamato H H 3 N C Mitocondria NAD H 2 O NADHH NH 4 HCO 3 2ATP O O 2ADPPi H 2 N C O P O Carbamoil fosfato Pi O glutamato deshidrogenasa Ornitina Citrulina glutamato αcetoglutarato C=O oxalacetato aspartato aminotransferasa H H 3 N C aspartato CH 2 C=O CH 2 Ciclo de Krebs Citosol O H 2 N C NH 2 1 molécula de urea requiere 4 grupos fosfato de alto contenido energético Urea Ornitina H 2 O Arginina Fumarato Ciclo de de la la Urea Argininosuccinato Citrulina ATP PPi 2Pi CitruilAMP AMP Malato Reacciones: 1. Síntesis de carbamil fosfato. 2. Síntesis de citrulina. 3. Síntesis de argininosuccinato. 4. Ruptura de argininosuccinato. 5. Hidrólisis de arginina.
DOBLE CCLO (BCCLO) DE KREBS (conexión entre el Ciclo de Krebs y Ciclo de la Urea) Fumarato Arginina Urea Malato Desviación del aspartatoargininosuccinato Esqueletos carbonados Oxalacetato * Malato Fumarato NADHH NAD Ciclo de Krebs Aspartato Arginino succinato Citrulina Aspartato Citrulina αcetoglutarato glutamato Grupos amino Matriz mitocondrial Ciclo de la urea Ornitina Carbamoil fosfato Ornitina Citosol Une lo ciclos de Krebs y de la urea. Desviación del aspartatoargininosuccinato Enlaza los destinos de los grupos amino y los esqueletos carbonados de los aminoácidos.
La degradación oxidativa de los 20 aminoácidos comprende 20 secuencias multienzimáticas diferentes que convergen en unas pocas rutas terminales que conducen al: piruvato acetil CoA, algunos intermediarios del Ciclo de Krebs Cuerpos cetónicos Catabolismo de los aminoácidos (agrupados según su producto principal de degradación) socitrato aminoácidos αcetoglutarato Citrato Ciclo del ácido cítrico SuccinilCoa aminoácidos AcetilCoA Succinato Oxalacetato Malato Fumarato aminoácidos Piruvato Glucosa aminoácidos aminoácidos aminoácidos
Leucina Lisina* Fenilalanina* Triptofano* Tirosina* Cuerpos cetónicos socitrato Catabolismo de los aminoácidos (agrupados según su producto principal de degradación) Glutamato αcetoglutarato Arginina Glutamina Histidina Prolina AcetoacetilCoA AcetilCoA Citrato Ciclo del ácido cítrico SuccinilCoa Succinato soleucina Metionina Treonina Valina Oxalacetato Malato Fumarato Fenilalanina Tirosina Piruvato Glucosa Alanina Cisteína Glicina Serina Treonina Triptofano Asparagina Aspartato Glucogénico Cetogénico Glucogénico y Cetogénico*
feliz día
H H 3 N C COO R a aminoácido Aminoácido descarboxilasa Amina primaria (ptomaina) DESCARBOXLACÓN (mitocondria y citosol) R CH 2 NH 3 amina primaria CO 2 Ptomainas: Aminas tóxicas producidas durante la putrefacción de proteínas alimenticias al descarboxilarse los aminoácidos. Ejemplos de ptomainas: cadaverina, putrescina, agmatina (derivada de la arginina), histamina (derivada de la histidina), triptamina (derivada del triptófano) y tiramina (derivada de la tirosina). Tiramina: Amina contenida en el queso, chocolate, mermelada y vino tinto que si no son oxidadas entran en la circulación general y causan la liberación de adrenalina y noradrenalina. Esto produce una vasoconstricción periférica y aumento del gasto cardíaco, hipertensión grave, además de provocar dolor de cabeza, palpitaciones, hemorragia subdural, apoplejía o infarto de miocardio.