XI. CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS 1. Generalidades 2. Ciclo de

XI. CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
1. Generalidades
2. Ciclo de la urea
GRASAS
POLISACÁRIDOS
ÁCIDOS GRASOS
Y GLICEROL
GLUCOSA Y
OTROS AZÚCARES
PROTEÍNAS
AMINOÁCIDOS
ACETIL CoA
CoA
CICLO
DE
KREBS
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
ATP
CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES COMUNES DE LOS AMINOÁCIDOS
Grupo carboxilo
CENTRO
QUIRAL
Grupo
amino
Carbono α
NIVELES DE ESTRUCTURACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
ADEMÁS,
SON METABOLITOS ENERGÉTICOS
Y
PRECURSORES
DE DIVERSOS METABOLITOS IMPORTANTES QUE
CONTIENEN NITRÓGENO:
COMO EL GRUPO HEMO, LAS AMINAS, EL GLUTATIÓN,
LOS NUCLEÓTIDOS Y ALGUNOS
COENZIMAS NUCLEOTÍDICOS
CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS EN
ESENCIALES Y NO ESENCIALES
LOS NO ESENCIALES SE SINTETIZAN A PARTIR DE
PRECURSORES METABÓLICOS
ESENCIALES SE OBTIENEN DE LA DIETA
EL EXCESO DE AMINOÁCIDOS DE LA DIETA
NI SE ACUMULA NI SE EXCRETA
TODO SE CONVIERTE EN INTERMEDIARIOS COMUNES
QUE SON: PIRUVATO, OXALACETATO Y α-CETOGLUTARATO
POR LO TANTO,
LOS AMINOÁCIDOS SON COMBUSTIBLES METABÓLICOS
LOS AMINOÁCIDOS
SON DEGRADADOS
PANORAMA GENERAL DE
LA DEGRADACIÓN
DE AMINOÁCIDOS
EN MAMÍFEROS
Proteína
de la dieta
Proteína
Intracelular
Aminoácidos
Esqueletos
carbonados
CONDICIONES METABÓLICAS EN LAS QUE LOS
AMINOÁCIDOS SUFREN DEGRADACIÓN OXIDATIVA
1. Durante el RECAMBIO PROTEICO (síntesis y degradación normal de
proteínas).
2. En condiciones DE ABUNDANCIA, durante una dieta rica en proteínas y
aminoácidos, el exceso se degrada porque los aminoácidos no se
almacenan.
3. Durante la INANICIÓN o en la DIABETES MELLITUS, donde no hay
glúcidos disponibles o éstos no son utilizados adecuadamente, se recurre
a las proteínas como combustible.
FUENTES
DE AMINOÁCIDOS
PROTEÍNAS
DE LA DIETA
PROTEÍNAS
INTRACELULAR
LAS PROTEÍNAS DE LA DIETA SE DEGRADAN A
AMINOÁCIDOS.- Digestión y absorción.
1. Digestión.- Es el resultado de la actividad de enzimas secretados en el
páncreas.
2. Absorción.- Se completa la degradación de las proteínas.
3. Liberación de los aminoácidos al torrente sanguíneo.
LAS PROTEÍNAS DE
LA DIETA SE
DEGRADAN
ENZIMÁTICAMENTE
A
AMINOÁCIDOS
“PROTEASAS”
PANORAMA GENERAL DE
LA DEGRADACIÓN
DE AMINOÁCIDOS
EN MAMÍFEROS
Proteína
de la dieta
Proteína
Intracelular
Aminoácidos
Esqueletos
carbonados
Los aminoácidos se degradan siguiendo tres etapas:
1. La DESAMINACIÓN (eliminación del grupo amino), mediante
la cual los grupos amino se convierten en amoníaco o en los
grupos amino del aspartato
2. La INCORPORACIÓN de los átomos de nitrógeno del
amoníaco y del aspartato a la urea para la excreción
3. La CONVERSIÓN de los esqueletos de carbono de los
aminoácidos (los α-cetoácidos producidos por la desaminación)
en intermediarios metabólicos comunes
DESAMINACIÓN.- Consta de dos etapas con objeto de eliminar el grupo amino de
los aminoácidos y convertir los esqueletos carbonados en intermediarios comunes
A) TRANSAMINACIÓN.- Es la transferencia de un grupo amino a un
α-cetoácido para producir el α-cetoácido del aminoácido original y un nuevo
aminoácido (GLUTAMATO).
aminoácido + α-cetoglutarato
α-cetoácido +
glutamato
AMINOTRANSFERASAS
“TRANSAMINASAS”
B) DESAMINACIÓN OXIDATIVA.- Proceso mediante el cual se elimina el grupo
amino del glutamato y SE LIBERA COMO AMONÍACO
Glutamato + NAD(P)+ + H2O
α-cetoglutarato + NH3 + NADP(H)
GLUTAMATO DESHIDROGENASA
LAS AMINOTRANSFERASAS
DIFIEREN EN SU ESPECIFICIDAD
POR LOS AMINOÁCIDOS SUSTRATO. SIN EMBARGO,
SON ESPECÍFICAS EN CUANTO AL α-CETOÁCIDO,
ACEPTANDO ÚNICAMENTE
α-CETOGLUTARATO
O
(EN MENOR GRADO) EL OXALACETATO
Los grupos amino de la mayoría de los aminoácidos
son dirigidos a la formación de GLUTAMATO (α
αcetoglutarato) O ASPARTATO (oxalacetato)
QUE A SU VEZ SON RECONVERTIDOS ENTRE SÍ
POR ACCIÓN DE LA GLUTAMATO-ASPARTATO
AMINOTRANSFERASA
ETAPA 2. INCORPORACIÓN DEL NITRÓGENO
DESTINOS METABÓLICOS DEL GRUPO AMINO
DE LA DIETA
DEPENDIENDO DEL
ORGANISMO:
Intracelular
COMO ION AMONIO
AMONOTÉLICOS
(Vertebrados acuáticos)
AMINOÁCIDOS
ESQUELETOS
CARBONADOS
AMONÍACO
REUTILIZACIÓN
EN OTRAS
RUTAS METABÓLICAS
EXCRETADO
COMO UREA
UREOTÉLICOS
(Vertebrados terrestres)
COMO ÁCIDO ÚRICO
URICOTÉLICOS
(Aves y reptiles)
LA UREA ES SINTETIZADA EN EL HÍGADO A TRAVÉS DE LAS
ENZIMAS DEL CICLO DE LA UREA
CITOSOL
MATRIZ
MITOCONDRIAL
Paso 1. Adquisición del primer átomo de nitrógeno de la urea
Carbamoil fosfato
sintasa I (mitocondrial)
Entra de citosol
Ornitina
transcarbamilasa
mit
(mitocondrial)
Sale a citosol
1° N
Paso 3. Adquisición del segundo átomo de nitrógeno de
la urea
2° N
SE SECRETA A LA SANGRE Y ES
CAPTADA POR LOS RIÑONES
PARA SER EXCRETADA EN LA ORINA
Los aminoácidos se degradan siguiendo tres etapas:
1. La DESAMINACIÓN (eliminación del grupo amino), mediante
la cual los grupos amino se convierten en amoníaco o en los
grupos amino del aspartato
2. La INCORPORACIÓN de los átomos de nitrógeno del
amoníaco y del aspartato a la urea para la excreción
3. La CONVERSIÓN de los esqueletos de carbono de los
aminoácidos (los α-cetoácidos producidos por la desaminación)
en intermediarios metabólicos comunes
EL MECANISMO DE DEGRADACIÓN DEL ESQUELETO
CARBONADO DE LOS AMINOÁCIDOS DESAMINADOS
VA A DEPENDER
DEL TIPO DE AMINOÁCIDO
DADO QUE LOS AMINOÁCIDOS TIENEN CADENAS
LATERALES DIFERENTES, SUS CONVERSIONES A
INTERMEDIARIOS DEL CICLO DE KREBS
SIGUEN VÍAS DIFERENTES
LOS AMINOÁCIDOS PUEDEN SER
GLUCOGÉNICOS
CETOGÉNICOS
O AMBAS COSAS
AMINOÁCIDOS GLUCOGÉNICOS, cuyos esqueletos de carbono se
degradan a piruvato, a-cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato u oxalacetato
y son precursores de glucosa
AMINOÁCIDOS CETOGÉNICOS, cuyos esqueletos de carbono son
degradados a acetil-CoA o acetoacetato y pueden ser convertidos
en ácidos grasos y cuerpos cetónicos
Los aminoácidos
son degradados a
uno de siete
intermediarios
metabólicos
comunes
Isoleucina
Leucina
Treonina
Triptófano
Leucina
Lisina
Fenilalanina
Tirosina