los aá no se almacenan en ninguna proteína … · ciclo de la urea sistema nervioso: principal...

Metabolismo de aminoácidos

Marijose Artolozaga Sustacha, MSc

Energía metabólica generada en los tejidos:

90% proviene de la oxidación de carbohidratos y triglicéridos

Sólo 10% de la oxidación de las proteínas

1-2% de las proteínas del cuerpo sufren recambio = degradación normal a sus aá

75-80% de esos aá se utilizan para síntesis de

proteínas nuevas

otros compuestos nitrogenados

Sólo 20-25% de los aá se degradan:

Energía

CO2

Urea

Intermediarios>>Glucosa y/o cuerpos cetónicos

Los aá no se almacenan en ninguna proteína con función especial de reserva:

Aminoácidos se deben conseguir por

La digestión de proteínas de la dieta

La degradación normal de proteínas del organismo

La síntesis de novo

Los aá que rebasen las necesidades son degradados rápidamente

Equilibrio de nitrógeno

Nitrógeno del organismo < aá < proteínas

Diariamente:

Equilibrio:

Síntesis-Degradación

Anabolismo-Catabolismo

Proteínas endógenas

aminoácidosUrea

(orina)

Proteínas de la dieta

Excreción

Degradación

Síntesis

300g/día

100g/día

100g/día

Digestión

300g de proteínas se “recambian”

+ 100g de proteína de la dieta

100g se elimina en la orina: urea

Equilibrio de nitrógeno

Equilibrio = balance nitrogenado, normal

Desequilibrios:

Equilibrio negativo: se excreta más de lo que se ingiere

Ej. Falta de aá esenciales

No se puede sintetizar proteína normales >> se degradan >> aumenta excreción

Equilibrio positivo: se excreta menos de los que se ingiere

Ej. Embarazadas y niños

Anabolismo y catabolismo de aá y proteínas

Anabolismo:

Si la producción de aá por la degradación de proteínas

endógenas o de la dieta es insuficiente:

Síntesis de aá

Síntesis de proteínas

Síntesis de otros compuestos nitrogenados

Catabolismo

Degradación de proteínas >> aá

Degradación de aá:

Nitrógeno se convierte en urea > excreción

Degradación del esqueleto de Carbono de los aá

Temas: metabolismo de aá

1.Degradación de aá y proteínas:

Degradación de proteínas

Síntesis de urea > excreción

Degradación del esqueleto de Carbono de los aá

2. Síntesis de aá

3. Síntesis de productos especializados a partir de aá

Degradación de aminoácidos

y proteínas

1. Degradación de aminoácidos

aá 75% se vuelven a utilizar:• proteínas• compuestos nitrogenados

Exceso:• N urea• C intermediarios anfibólicos

• Digestión proteínas dieta• Degradación proteínas endógenas

1. Degradación de proteínas endógenas

Vida media de una proteína: t1/2

= tiempo requerido para disminuir la concentración a la mitad del valor inicial

Proteínas hepáticas: 30’ a 150h

Hemoglobina: 120 días !

Colágeno es estable: meses o años

Proteínas con anomalías: vida muy corta

Prot. reguladoras clave: 30’ a 2h

En enfermedad o ayuno se degrada la proteína del músculo para suplir al cuerpo de aá esenciales y energía


Señales químicas para degradación de proteínas:

aá en extremo terminal:

Ser: vida larga

Asp, Arg: vida corta

Abundancia de ciertos aá:

Secuencia PEST: Pro, Glu, Ser, Thr: vida corta

Las proteínas con anormalidades se ubiquitinan> degradación rápida


En lisosomas> proteasas lisosomales = catepsinas

Prot extracelulares, ej plasmáticas

Prot de membrana

Prot intracelulares de vida larga

En el citosol> endoproteasas y exoproteasas; Vía proteolítica de la ubitiquitina-proteosoma (ATP)

Proteínas intracelulares de vida corta

Proteínas anormales


Proteasas lisosomales

Lisosomas contienen alta concentración de proteasas

Degradan primariamente:

Proteínas plasmáticas que entran en la célula por endocitosis

Proteínas de la superficie de la membrana que se utilizan en la endocitosis mediada por receptores

Algunas hormonas y señales se degradan después de haber producido la respuesta celular

Algunos receptores se degradan y otros se reciclan

Lisosomas


Vía proteolítica de la ubitiquitina-proteasoma

Ubiquitina= proteína globular pequeña

Proteínas (lys) se unen a la ubiquitina (gly)= “ubiquitinación” es selectiva *

Proteína-Cadena de poliubiquitina

Proteasoma= completo proteolítico en forma de tonel *

Proteasoma reconoce las proteínas marcadas y las parte en fragmentos: *

Actividad enzimática: desnaturalizante + endopeptidasa

Exopeptidasas citosólicas >> aá

* Gasto de ATP en 3 de los pasos

En citosol


Vía proteolítica de la ubitiquitina-proteasoma

Proteasoma

Conjugación de la Ubiquitina

Ubiquitina

Proteína

Complejo 19 S

Proteasoma 20 S

Degradación de proteínas

Amino-

ácidos

Péptidos

Presentación

de

Antígenos

1. Degradación de aminoácidos

Ocurre en 2 etapas generales:

N: Desaminación: eliminación del N del amino a

Síntesis de urea

C: Degradación de los esqueletos carbonados:

intermediarios anfibólicos

Energía, CO2…

Utilización para síntesis

1. Síntesis de urea

Para eliminación del N del amino a

4 etapas:

1. Transaminación

2. Desaminación oxidativa de Glu

3. Transporte del NH3 al hígado

4. Reacciones del ciclo de la urea

1. Síntesis de urea: 4 etapas

1. Transaminación

2. Desaminaciónoxidativa

1

4

3

2

3

4. Ciclo de la urea

3. Transporte al hígado

4. Ciclo de la urea

3. Transporte al hígado



4 etapas:

1. Transaminación




1. Síntesis de urea:

1. Transaminación

Casi todos los aminoácidos

Mismas enzimas transaminasas participan en síntesis y degradación< muy reversibles

Coenzima PLP= Piridoxal Fosfato, porta el -NH3+

Un aminoácido transfiere su amino-a al a-

cetoglutarato Glutamato

Los -NH3+ quedan “acumulados” en el Glutamato

Desaminación Oxidativa

a-cetoglutarato

Glu

aá

ceto-á

Transaminaciónsíntesis de aá


1. Transaminación

Aminotransferasas


1. Transaminación

Coenzima de las transaminasas:

Piridoxal-P

Piridoxamina-P

Alanina Aminotransferasa, ALT


1. Transaminación

Coenzima:

Piridoxal-P (PLP)

Piridoxamina-P

=Vitamina B6


1. Transaminación

Transaminasas en el citosol de casi todas las células del cuerpo

En especial en hígado, riñón, intestino y músculo

Transaminasas en plasma:

Aspartato Aminotransferasa, AST

Alanina Aminotransferasa, ALT

Se elevan en

enfermedades

del hígado.También trastornos

musculares e

infarto

Antes se llamaban:

ALT: Transaminasa Glutámico-pirúvica, GPT

AST: Transaminasa Glutámico –oxalacética, GOT

La AST es una excepción: se utiliza más en la dirección de formar Asp ciclo de la urea



4 etapas:

1. Transaminación

2. Desaminación oxidativa del Glu





Enzima GluDH= Glutamato Deshidrogenasa

Principalmente en hígado y riñón

En la mitocondria




Reversible:

en la degradación: NAD+ NADH

en la biosíntesis: NADPH




Productos:

a-cetoglutarato Ciclo de Krebs Energía

NH3 ¡tóxico!

Inhibidores alostéricos: ATP, GTP, NADH

Activadores alostéricos: ADP, GDP

NH3 es muy tóxico:

en el sistema nervioso central se une al a-cetoglutarato y forma Glutamato >>>

concentración de a-cetoglutarato

función del Ciclo de Krebs

>>> retardo mental, etc

>>> encefalopatía

>>> coma

Llevarlo al hígado

para eliminarlo!



4 etapas:

1. Transaminación






Hígado elimina rápidamente el amoniaco NH3

de la circulación sanguínea (10-20ml/dl en sangre)

El NH3 producido en otros tejidos se transporta en forma de Glutamina (Gln)

El NH3 producido en los músculos también en forma de Alanina (Ala)

También hay NH3 producido por bacterias intestinales



Como Glutamina:

Glutamina Sintetasa en tejidos

NH3 se une al Glu

Gasto de ATP

Gln se transporta al hígado

Glutaminasa en hígado (mitocondria)

Libera el NH3

Ciclo de la urea

Sistema nervioso:

Principal mecanismo para remoción

de amoniaco del cerebro



Como Alanina:

Piruvato producido en la glicólisis en músculo + Glu

Transaminasa en músculo

Alanina + a-cetoglutarato

Transaminasa en hígado

Piruvato + Glu

Gluconeogénesis

Glucosa sangre músculo

Ciclo de la

Alanina- Glucosa



4 etapas:

1. Transaminación





4. Ciclo de la urea

1 CO2

1 NH4+ ó NH3

1 Asp-NH3+

3 ATP

aá especiales participan en el ciclo, pero no se consumen:

ornitina

citrulina

argininosuccinato

arginina

1

En el hígado:

• reacciones 1-2 en matriz mitocondrial

• reacciones 3-5 en citosol


4. Ciclo de la urea1

2

3

4

5

Matriz mitocondrialEnzimas:

1. Carbamoil-P-Sintasa I

2. Ornitina Transcarbamoilasa

3. Argininosuccinato Sintasa

4. Argininosuccinasa

5. Arginasa

CO2

NH3

Citosol

NH3

2

3a

4

5

3b

CO2

NH3

1

Glu NH3

Ciclo de la urea

Glu


Regulación

GlutamatoDH

Es alostérica:

Activadores: ADP

Inhibidores: GTP, ATP, NADH

Arginasa:

Inhibidores competitivos: Lisina, ornitina (=producto)

Carbamoil-P Sintasa I:

Activador alostérico: N-acetil-Glu

Acetil CoA + Glu

ArgActivada por dieta

alta en proteínas

1. Trastornos metabólicos de la síntesis de urea

Son enfermedades metabólicas

Algunas se detectan en la prueba de tamizaje

Cualquier defecto en enzimas:

Intoxicación con amoniaco >>

vómito, aversión por proteínas, retraso mental severo

Se debe consumir proteínas con frecuencia pero en cantidades muy pequeñas

1. Otros trastornos relacionados

Patologías que reducen la función hepática

Cirrosis o hepatitis

Falla en el ciclo de la urea >> NH3

Encefalopatía hepática

Coma hepático

los aá no se almacenan en ninguna proteína … · ciclo de la urea sistema nervioso: principal...

Documents