ciclo del nitrógeno fijación biológica del n 2 complejo nitrogenasa biosíntesis de aminoácidos...
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•Ciclo del nitrógeno
•Fijación biológica del N2
•Complejo nitrogenasa
Biosíntesis de aminoácidos
BIOQUIMICA II: Bioquímica del nitrógeno y regulación genética
Ciclo del nitrógeno
SIMBIOSIS: leguminosas-rhizobia
LeguminosaRhizobium
SIMBIOSIS
Nódulo
FIJACIÓN BIOLÓGICA DE NITRÓGENOFIJACIÓN BIOLÓGICA DE NITRÓGENO
COMPONENTE IMolibdoferroproteína
Dinitrogenasa
COMPONENTE IIFerroproteína
Dinitrogenasa–Reductasa
XILEMA
N2 + 8H + 8e - + 16 Mg - ATP 2 NH3 + H2 + 16 Mg – ADP + 16 Pi
Complejo nitrogenasa
EL NH4+ SE INCORPORA A LOS AMINOACIDOS VIA GLUTAMATO Y GLUTAMINA
La reacción catalizada por la glutamato deshidrogenasa es:
El glutamato es también un principal donante amino para otros aminoácidos en reacciones de transaminación subsecuentes. Los múltiples papeles del glutamato en el balance del nitrógeno lo convierten en una puerta entre el amoníaco libre y los grupos aminos de la mayoría de los aminoácidos.
La Reacción de Glutamina Sintasa
La reacción catalizada por la glutamina sintetasa es:
La reacción de la glutamina sintetasa es también importante en varios aspectos.
1ero. . produce la glutamina, uno de los 20 aminoácidos principales.
2º. , en animales, la glutamina es el principal aminoácido encontrado en el sistema circulatorio. Su papel ahí es llevar el amoníaco a y desde varios tejidos pero principalmente de tejidos periféricos al riñón, donde el nitrógeno amida es hidrolizado por la enzima glutaminasa; este proceso regenera el glutamato y el ión amoniaco libre, que se excreta en la orina.
EL NH4+ SE INCORPORA A LOS AMINOACIDOS VIA GLUTAMATO Y GLUTAMINA
LOS AMINOACIDOS SE SINTETIZAN A PARTIR DEL CICLO DEL ACIDO CITRICO Y DE OTROS IMPORTANTES INTERMEDIARIOS METABOLICOS
La bacteria E. coli, puede sintetizar la colección entera de 20 aminoácidos.
El hombre no puede sintetizar 9 aminoácidos, y por tanto deben ser ingeridos.
NO ESENCIALES ESENCIALES
AlaninaArgininaAsparraginaAspartatoCisteínaGlutamatoGlutaminaGlicinaProlinaSerinaTirosina
HistidinaIsoleucinaLeucinaLisinaMetioninaFenilalaninaTreoninaTriptófanoValina
La deficiencia de un solo aminoácido origina un Balance nitrogenado negativo
Biosíntesis de aminoácidos (Aa)
Familias biosinteticas de los aminoácidos en las bacterias y plantas
α-Cetoglutarato
Glutamato
Arginina*
Prolina
Glutamina
Oxalacetato
Aspartato
Asparragina
Metionina*
Treonina*
Isoleucina*
Lisina*
3-fosfoglicerato Piruvato
Serina
Cisteina Glicina
Alanina Valina* Leucina*
Familias biosinteticas de los aminoácidos en las bacterias y plantas
Fosfoenolpiruvato+
Eritrosa-4-fosfato
Fenilalanina* triptofano*
Tirosina*
Ribosa-5-fosfato
Histidina*
tirosina
Ejemplo: Los aminoácidos ALANINA y ASPARTATO, se sintetizan en una sola etapa a partir del Piruvato y oxalacetato, mediante transaminación usando como cofactor el PIRIDOXAL FOSFATO.
Piruvato + glutamato ALANINA + α-cetoglutarato
Oxalacetato + glutamatoASPARTATO + α-cetoglutarato
La ASPARRAGINA se sintetiza después por amidación del asparato:
Aspartato + NH4 + ATP ASPARRAGINA + AMP + PPi + H+
Otra síntesis en una sola etapa de un aminoácido no esencial es la hidroxilación de la FENILALANINA (aminoácido esencial) a TIROSINA, reacción que tiene lugar en los mamíferos.
FENILALANINA + O2 + NADPH + H
TIROSINA + NADP + H2O
Esta reacción está catalizada por la fenilalanina hidroxilasa, una monooxigenasa
De esta manera la Tirosina se constituye un aminoácido esencial en el hombre que carece de esta enzima.
Biosíntesis de aminoácidos
EL GLUTAMATO es el precursor de la GLUTAMINA, de la PROLINA y de la ARGININA
La SERINA se sintetiza a partir de 3-fosfoglicerato
La CISTEINA se sintetiza a partir de SERINA Y HOMOCISTEINA
EL SIKIMATO Y CORISMATO son intermediarios en la biosintesis de aminoacidos aromaticos.
La HISTIDINA se sintetiza a partir de ATP, PRPP y GLUTAMINA
Una reacción final útil, relacionada terapéuticamente con los aminoácidos es la amidación del ácido aspártico para producir asparragina. La enzima asparragina sintasa cataliza la reacción de transamidación que requiere de ATP demostrada abajo: