METABOLISMO PROTEINAS Mg. Anahi Virginia Cuellas Docente-Investigadora GENERALIDADES Las proteínas constituyen el principal componente de los músculos, órganos y glándulas. Cada célula viva y todos los fluidos corporales, excepto la bilis y la orina, contienen proteína. En animales superiores, las proteínas son los compuestos orgánicos más abundantes, pues representan alrededor del 50% del peso seco de los tejidos No existe proceso biológico alguno que no dependa de la presencia o actividad de este tipo de sustancias Todas las proteínas contienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno y casi todas poseen también azufre Las proteínas son moléculas poliméricas, constituidas por gran número de unidades estructurales que forman largas cadenas Las proteínas son compuestos orgánicos complejos, cuya estructura básica es una cadena de aminoácidos Dependiendo de la composición de la cadena R de los aminoácidos, encontramos aminoácidos neutros, ácidos, básicos, azufrados y aminoácidos aromáticos Los aminoácidos son los precursores de las proteínas. La unión de aminoácidos da lugar a la formación de péptidos. La unión de polipéptidos entre sí da lugar a la formación de proteínas. AMINOÁCIDOS COMO PRECURSORES DE OTRAS MOLÉCULAS Las proteínas están formadas por aminoácidos que pueden ser esenciales y no esenciales Todas las carnes y los otros productos animales son fuentes de proteínas completas. La proteína de los granos, las frutas y las verduras son consideradas incompletas. Las proteínas vegetales pueden combinarse para aportar todos los aminoácidos esenciales y constituir un aporte proteico completo. Las proteínas, se pueden clasificar en dos grandes categorías, proteínas globulares y proteína fibrosas Número, identidad y ordenamiento de los aminoácidos que componen la molécula. Disposición espacial regular, repetitiva, que puede adoptar la cadena polipeptídica, gralmente por enlaces de hidrógeno. En este caso suelen darse dos tipos de enlace: Hélice a y Lámina b. Arquitectura tridimensional completa que se debe a las fuerzas de atracción o repulsión electrostática, a enlaces de hidrógeno, a fuerzas de Van der Walls y a puentes disulfuro. Se aplica sólo a proteínas constituidas por dos o más cadenas polipeptídicas y se refiere a la disposición espacial de esas cadenas y a los enlaces que se establecen entre ellas Las proteínas desempeñan distintas funciones en las células de todos los seres vivos. •Funciones catalíticas. •Funciones de transporte (transporte de oxígeno y de grasas en la sangre). •Funciones estructurales: Forman parte de la estructura básica de los tejidos (músculos, tendones, piel, uñas, etc.). •Funciones de defensa (inmunoglobulinas o anticuerpos). •Desempeñan funciones reguladoras (hormonas). •Funciones contráctiles (actina y miosina) •Funciones nutricionales. •Los aminoácidos poseen un gran numero de funciones claves en los procesos energéticos y en el sistema nervioso central Los animales pueden degradar oxidativamente las proteínas en tres situaciones metabólicas distintas: OXIDACIÒN DE AMINOÀCIDOS Biosíntesis de aminoácidos La mayoría de los aminoácidos se oxidan en el hígado y algunos de ellos (los aminoácidos de cadena ramificada) también en el músculo ENTRADA DE PROTEÍNAS EN EL ESTÓMAGO 1-la mucosa gástrica secrete la hormona GASTRINA Secreción de HCl (PEPSINOGENO) PEPSINA: hidroliza las proteínas en una mezcla de péptidos mas pequeños. 2- Los contenidos acídicos pasan al intestino delgado, baja el pH y se estimula la acción de la hormona SECRETINA a la sangre 3-páncreas secreta bicarbonato al intestino delgado y neutralice el pH, donde continua la digestión de las proteínas. 4-La entrada de aas en el intestino, libera la hormona COLECISTOQUININA, que estimula la secreción de enzimas pancreáticas (Zimógenos), activas a pH 7-8. Los aminoácidos se transportan a células epiteliales que cubren el intestino delgado, entran en los capilares sanguíneos y se transportan al hígado. Las enzimas producidas por el páncreas como precursores inactivos o zimógenos (TRIPSINA, QUIMIOTRIPSINA y CARBOXIPEPTIDASA) protegen a las células exocrinas del páncreas del ataque “autodestructivo”. El páncreas también se protege produciendo un inhibidor especifico “INHIBIDOR PANCREÁTICO DE TRIPSINA”. Una vez que el TRIPSINOGENO, entra en el intestino delgado se convierte, se convierte en TRIPSINA, su forma activa, por acción de la ENTEROPEPTIDASA, enzima secretada por células intestinales. el grupo amonio se elimina por transaminación al α-cetoglutarato formando glutamato, dejando el correspondiente α-cetoácido. COO – COO – aminotransferasa H3N + — C— H R AMINOACIDO C— O R α-CETOACIDO COO – COO – H3N + — C— H H3N + — C— H R α-CETOGLUTARATO CH2 CH2 COO GLUTAMATO El glutamato, es el aminoácido encargado de almacenar de manera temporal y mantener dentro de los niveles aceptados el amonio El GLUTAMATO es sustituido por la GLUTAMINA para el transporte (glutamina sintasa) La GLUTAMINA pasa a la corriente circulatoria, hasta el hígado y la convierte de nuevo en GLUTAMATO, (glutaminasa). PROT EIN A M U SCU LA R A M IN O A C ID O S NH4 G LU CO SA PIRU V A T O G LU T A M A T O ALAN IN A AM INOTR AN SFER AS A A LA N IN A M USC ULO α-cetoglutarato G LU CO SA SA N G U IN EA A LA N IN A SA N G U IN EA A LA N IN A α-cetoglutarato ALAN IN A AM INOTR ANS FER AS A G LU CO SA H IG A DO PIRU V AT O G LU T A M A T O NH4 U REA En la especie humana, el ión amonio es un compuesto muy tóxico que se convierte en el hígado y el riñón en urea, en el llamado ciclo de la urea. Ésta pasa al torrente sanguíneo y es eliminada por el riñón en la orina Varios de los intermediarios y productos laterales del ciclo de la urea son también intermediarios del ciclo del ácido cítrico, por lo que ambos ciclos están interconectados Luego de la eliminación de los grupos aminos, los esqueletos carbonados de los aminoácidos se oxidan a compuestos que pueden entrar en el ciclo del ácido cítrico, para ser oxidados a CO2 y H2O Las 20 rutas catabólicas convergen para formar 5 intermediarios por los que esqueletos carbonados de los aminoácidos pueden entrar en el ciclo del ácido cítrico: Acetil-CoA Α-cetoglutarato Succinil-CoA Fumarato Oxalacetato