Metabolismo de aminoácidos

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Metabolismo de aminoácidos

  1. 1. <ul><li>XI. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Y SU RELACION CON OTRAS VIAS METABOLICAS. </li></ul><ul><li>Mecanismos gales. de degradación de aa. </li></ul><ul><li>Desaminación oxidativa y no oxidativa. </li></ul><ul><li>Transaminación. Descarboxilación. </li></ul><ul><li>Formación de aminas biógenas. </li></ul><ul><li>Mecanismo de acción del fosfato de piridoxal. </li></ul><ul><li>Metabolismo del fragmento C. </li></ul><ul><li>Metilación. Metionina activa. Transferencia de metilos. </li></ul><ul><li>Papel del ácido tetrahidrofólico. </li></ul>
  2. 2. <ul><li>XI. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Y SU RELACION CON OTRAS VIAS METABOLICAS. </li></ul><ul><li>Mecanismo de biosíntesis de aa. </li></ul><ul><li>aa esenciales y no esenciales. </li></ul><ul><li>Destino de los aa. Destino del amoníaco. </li></ul><ul><li>Arginina y ciclo de la urea. </li></ul><ul><li>Destino del residuo no nitrogenado de aa. </li></ul><ul><li>aa cetogénicos y glucogénicos. </li></ul><ul><li>aa como precursores de otras sustancias: hemoproteínas, porfirinas y clorofilas; nucleótidos úricos y pirimidínicos; poliaminas . </li></ul>
  3. 3. NO HACER INCAPIÉ EN LAS ESTRUCTURAS SINO EN LOS CONCEPTOS GENERALES
  4. 4. Los aa (de proteínas de la dieta o degradación de proteínas intracelulares) constituyen la última clase de biomoléculas cuya oxidación contribuye de manera significativa a la generación de energía metabólica
  5. 5. La función energética de los aa es secundaria y reemplazable por la participación en síntesis de otros componentes celulares, de hormonas y de otras sustancias celulares que se desempeñan en funciones insustituibles.
  6. 6. <ul><li>TODOS LOS ORGANISMOS VIVOS REQUIEREN UNA FUENTE DE NITRÓGENO (aa., nucleótidos, ... ) </li></ul><ul><li>QUE PASA CUANDO LAS SUSTANCIAS NITROGENADAS SON OFRECIDAS EN EXCESO? </li></ul>* FUENTE DE ENERGIA
  7. 7. <ul><li>SE ALMACENAN LOS aa? </li></ul><ul><li>HC ? o Grasas? </li></ul>
  8. 8. BIOSINTESIS Requieren aporte de Energía FASE DEGRADORA DEL METABOLISMO Producen Energía ATP, NADH Y NADPH
  9. 9. Metabolismo de aa / proteínas : + o -: ingesta / excreta. Proteínas muscular degradada?
  10. 10. <ul><li>Proteínas de la ingesta – ENZIMAS PROTEOLÍTICAS: hidrólisis de proteínas hasta sus aa. </li></ul><ul><li>Se confunden con los sintetizados en las células, son transportados por la sangre a los tejidos pueden ser usados o formar otros comp. o ser degradados. </li></ul>
  11. 11. <ul><li>Adultos? Niños? embarazadas? Desnutrición? </li></ul>
  12. 12. 20 aa: el hombre debe suplementar en su dieta 10 aa. Qué pasa en una dieta deficiente en aa Dietas que suplementan esas necesidades? VEGETAL? ANIMAL?
  13. 13. AMINOACIDOS NO ESENCIALES Y ESENCIALES PARA EL HOMBRE Y RATA ALBINA No Esenciales Esenciales ALANINA ARGININA (ADULTOS: NO) ASPARAGINA HISTIDINA ASPARTATO ISOLEUCINA CISTEÍNA LEUCINA GLUTAMATO LISINA ---------------- GLUTAMINA METIONINA GLICINA FENILALANINA PROLINA TREONINA SERINA TRIPTOFANO ------------------ TIROSINA VALINA
  14. 14. <ul><li>aa NO ESENCIALES SE SINTETIZAN A PARTIR DE LOS ESENCIALES </li></ul><ul><li>DIETA NORMAL SUPLEMENTA 20 aa. </li></ul><ul><li>ARREGLO TETRAHÉDRICO DE GRUPOS DEL C: isomero L(PROT), isómero D </li></ul><ul><li>aa: pH 1? pH 7? pH 11? LA IONIZACIÓN DEL aa VARÍA CON EL pH </li></ul><ul><li>GLICINA pK GRUPO AMINO ES 9,6 Y –PARA EL CARBOXILO ES 2,3 </li></ul><ul><li>IONIZADOS (DIPOLO) NO DIFUNDEN POR BICAPA LIPÍDICA. </li></ul>
  15. 15. ¿ CÓMO PASAN LOS aa POR LA BICAPA LIPÍDICA? (“SYMPORT” + BOMBA de NA+)?
  16. 16. METABOLISMO (algunos aspectos) Cómo sale el grupo amino? Cuál es el destino del esqueleto no nitrogenado? Cómo el nitrogeno se convierte en urea? Cómo se sintetizan los aminoácidos?
  17. 17. Degradación de aa Cómo se separa el grupo amino? En dónde ocurre ppalmente. (órgano)?
  18. 18. El sitio de degradación de los aa en los mamiféros es el hígado. La pérdida del grupo amino la vamos a considerar primero y luego el esqueleto carbonado. El grupo amino de muchos aa es transferito al glutamato, el cual, por desaminación oxidativa llega a la formación de amonio.
  19. 19. Desaminación oxidativa
  20. 20. <ul><li>DESAMINACIÓN OXIDATIVA : </li></ul><ul><li>GLUTAMATO DESHIDROGENASA (matriz mitocondrial) </li></ul><ul><li>ENZIMA ALOSTÉRICA, 6 SUBUNIDADES = </li></ul><ul><li>la reacción es reversible (NAD/NADP reacción directa/inversa) </li></ul>
  21. 21. <ul><li>DESAMINACIÓN OXIDATIVA : </li></ul><ul><li>GLUTAMATO DESHIDROGENASA (matriz mitocondrial) </li></ul><ul><li>ENZIMA ALOSTÉRICA, 6 SUBUNIDADES = </li></ul><ul><li>la actividad puede ser: </li></ul><ul><li>INHIBIDA POR ATP Y GTP </li></ul><ul><li>- ESTIMULADA POR ADP Y GDP </li></ul><ul><li>CUANDO OCURRE LA DESAMINACIÓN DE aa? </li></ul>
  22. 22. DESAMINACIÓN OXIDATIVA <ul><li>INHIBIDA POR ATP Y GTP </li></ul><ul><li>- ESTIMULADA POR ADP Y GDP </li></ul><ul><li>CUANDO: [ADP] > </li></ul><ul><li>Cuando [ATP] > (ej.: ciclo ácido cítrico(por acción de: succinato tioquinasa) </li></ul>Ciclo de Krebs y se genera ATP
  23. 23. <ul><li>DESAMINACION OXIDATIVA : NO TODOS LOS </li></ul><ul><li>aa PUEDEN DESAMINARSE DIRECTAMENTE </li></ul><ul><li>SE VALEN DE LA TRANSAMINACIÓN: </li></ul><ul><li>* SE TRANSFIERE EL AMINO GRUPO AL </li></ul><ul><li>CETO ÁCIDO FORMANDO GLUTAMATO </li></ul><ul><li>Y EL CORRESPONDIENTE  CETO ÁCIDO </li></ul><ul><li>LA TRANSAMINACIÓN es </li></ul><ul><li>REVERSIBLE , EXISTEN FORMAS SOLUBLES: CITOPLASMÁTICA Y MITOCONDRIALES </li></ul><ul><li>TODOS LOS aa PUEDEN TRANSAMINARSE? L-lisina y L-treonina? Y </li></ul><ul><li>b) si la célula no dispone de alfa-ceto ácidos? </li></ul>
  24. 24. TRANSAMINACIÓN
  25. 25. TRANSAMINACIÓN El grupo prostético (coenzima) de todas las aminotransferasas es el FOSFATO DE PIRIDOXAL: acepta un grupo amino (base de Schiff) el cual es transferido a un aceptor.
  26. 26. PLP Aspartato aminotransferasas (2 Sub. Identicas )
  27. 29. La segunda mitad de la transaminación consiste: en el sitio activo) se acerca un segundo  - cetoácido reacciona con el complejo E-fosfato de piridoxamina (E-PMP), para producir un segundo aa y se regenera el complejo (PLP-E) aa 1 + E-PLP < =>  ceto ácido 1 + E-PMP  ceto ácido 2 + E-PMP <= > aa 2 + E-PLP
  28. 30. aa 1 + E-PLP <=>  ceto ácido 1 + E-PMP  ceto ácido 2 + E-PMP  aa 2 + E-PLP
  29. 31. aa 1 + E-PLP  Alfa ceto ácido 1 + E-PMP Primera mitad de la transaminación: mecanismo. Segunda mitad: E- PMP +  cetoacido 2  aa 2 + E-PLP TRANSAMINACION aa 1 + E-PLP   c eto ácido 1 + E-PMP   ceto ácido 2 + E-PMP  aa 2 + E-PLP
  30. 32. Aspartato aminotransferasa tridimensional dos subunidades idénticas (color azul y verde, PLP rojo) y verde) ASPARTATO +  CETOGLUTARATO  OXALACETATO + GLUTAMATO
  31. 33. Mecanismos generales de degradación de aa . Aminotransferasas catalizan la transferencia de un  aminogrupo de un aa a un  ceto ácido.
  32. 34. Desaminación oxidativa + Transaminación
  33. 35. Valor diagnóstico y pronóstico: Aspartato aminotransferasa (GOT glutámico – oxalacético transaminasa) y Glutamato aminotransferasa (GPT glutámico – pirúvico transaminasa)
  34. 36. Son abundantes en hígado y corazón. En insuficiencia hepática o cardíaca: aumento concentración sanguínea. Son solubles (citoplasma) aunque pueden encontarse particuladas (mitocondrias)
  35. 37. Otras DESAMINACIÓN POR DESHIDRATASAS Porque la deshidratación precede a la desaminación Serina deshidratasa (PLP grupo prostético) Serina  piruvato + NH 4 + + H 2 O
  36. 38. Ser deshidratasa
  37. 39. Thr deshidratasa (PLP grupo prostético) Treonina   ceto butirato + NH 4 + + H 2 O
  38. 40. <ul><li>Los aa esenciales cómo llegan a la dieta? </li></ul><ul><li>Flujo de l nitrógeno en los aa . R educción del N 2 a tmosférico a NH 3 </li></ul><ul><li>Sólo algunas bacterias y cyanobacteria pueden convertir N 2 atmosférico en NH 3 . </li></ul><ul><li>Esta conversión se llama fijación de nitrógeno El proceso industrial (Harper, 1910) empleado en la producción de fertilizantes </li></ul><ul><li>N 2 + 3 H 2 <=> 2 NH 3 </li></ul>
  39. 41. CICLO DEL NITRÓGENO
  40. 42. Org. Heterótrofos Obtienen el C y N de otras moléculas Org. Autótrofos (CO 2 del ambiente): u-organismos fotosintéticos, plantas superiores (NH 3 , NO 3 - ,...)
  41. 43. Org. Autótrofos Algunos como las CIANOBACTERIAS Pueden usar el N y CO 2 del ambiente: u-organismos fotosintéticos, autosuficientes

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