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METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS 

Aminoácidos funciones:

a.

Síntesis de proteínas.

b.

Fuente principal de los átomos de nitrógeno que se requieren en diversas rutas de reacción de síntesis.

c.  

Esqueletos carbonados (las partes no nitrogenadas). Son una fuente de energía Precursores de varias rutas de reacción.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS •

Reserva de aminoácidos : las moléculas de aminoácidos de disposición inmediata para su uso en los procesos metabólicos proceden de:

a. b.

Degradación de las proteínas del alimento. Degradación de las proteínas de los tejidos.

•

Dependiendo de las necesidades metabólicas se sintetizan determinados aminoácidos o se ínter convierten y luego se transportan a los tejidos en los que se utilizan.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS •

Equilibrio nitrogenado; cuando la ingestión de nitrógeno (principalmente aminoácidos) es igual a la perdida de nitrógeno (adultos sanos).

•

Balance positivo de nitrógeno; la ingestión de nitrógeno es mayor que las perdidas.- se retiene el exceso de nitrógeno debido a la cantidad de proteínas tisulares que se sintetizan supera a la cantidad que se degrada (niños que crecen, mujeres embarazadas, pacientes que se recuperan).

•

Balance negativo de nitrógeno; no se puede sustituir las perdidas de nitrógeno con las Fuentes alimenticias.- ejemplo: (el kwashiorkor) forma de desnutrición que produce una ingestión insuficiente y prolongada de proteínas.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS TRANSPORTE AL INTERIOR DE LA CELULA • a. b.

c.

d.

Intervención de proteínas transportadoras de membrana (mamíferos). Especificidad para los aminoácidos que transportan. Proceso de transporte ligado al movimiento de Na+ a través de la membrana plasmática (gradiente que crea el transporte activo de Na+ puede mover moléculas a través de la membrana). Sistemas de transporte independiente de Na+ son responsables del transporte de aminoácidos a través de la porción de la membrana plasmática de los enterocitos en contacto con los vasos sanguíneos. El ciclo de alfa - glutámilo ayuda a transportar algunos aminoácidos al interior de tejidos específicos (cerebro, intestino y riñón).

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS •

Aminoácidos dentro de la célula, sus grupos amino pueden utilizarse para las reacciones de síntesis. mediante dos reacciones:

a.

Reacciones de transaminacion Los grupos amino se transfieren desde un alfa-aminoácido a un alfa-cetoacido.

b.

Aminacion reductora ;el NH4+ o el nitrógeno amida de la glutamina a la asparagina se utilizan para suministrar el grupo amino o el nitrógeno amida de determinado aminoácido.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION •

Aminotransferasas.- enzimas localizadas en el citoplasma o en las mitocondrias (eucariotas).

• a.

Especificidad (tipos) ; La del alfa – aminoacido, que dona el grupo alfa - amino. La del alfa – cetoacido, que acepta el grupo alfa – amino.

b.

•

Varían de acuerdo con el tipo de aminoácidos que unen.

•

La mayoría utilizan glutamato como donador del grupo amino.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS TRANSAMINACION •

Alfa – cetoglutarato / glutamato.- papel estrategico (intermediario del ciclo importante en el metabolismo de del acido citrico aminoacidos y en el metabolismo general

•

Oxalacetato / aspartato.- participa en la etiminación del nitrógeno en el ciclo de la urea.

•

Piruvato / alanina.- ciclo de la alanina Alfa – cetoglutarato y oxaloacetato( intermediario del ciclo del acido citrico) las reacciones de transaminacion mecanismo importante para satisfacer los requerimientos energeticos de las celulas.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION •

Requieren la coenzima piridoxal –5´ – fosfato (PLP)que procede de la piridoxina (vitamina B6).

•

PLP.- forma activa de la vitamina B6

•

Participa en otras reacciones;

a.

Racemificaciones (reacciones en las que se forman mezclas de aminoácidos L – y – D).

b.

Descarboxilaciones.

c.

Modificaciones de la cadena lateral.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION 1. Formación de una base de Schiff

entre el PLP y el grupo alfa – amino de un alfa – aminoacido.

•

El PLP se une al lugar activo de la enzima mediante infracciones no covalentes y una base de Schiff (aldimina) formada por la condensación del grupo aldehído del PLP y el grupo amino de un residuo aminoácido.

•

Los aminoácidos sustrato se unen al PLP por el grupo alfa – amino en una reaccion de intercambio de imina.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION 2.

Cuando se elimina el átomo de hidrogeno alfa por una base general en el lugar activo de la enzima se forma carbanion y luego se estabiliza por resonancia mediante la ínterconversión a un intermediario quinoide.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION 3.

Luego uno de los tres enlaces del átomo de carbono alfa se rompe selectivamente en los lugares activos de cada tipo de enzimas dependiente de PLP.

a.

Rotura del enlace 2 (transaminacion) desprotonacion inicial del carbono alfa del donador del grupo amino.

b.

Rotura del enlace 3 (raceminacion o eliminación).

c.

Rotura del enlace 1 (no se produce la desprotoracion inicial y tiene lugar a una descarboxilacion).

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION 4. Con la cesión de un protón por un ácido general y una hidrólisis posterior se libera desde la enzima el alfa – cetoacido recien formado. • Esta alfa – cetoacido se

convierte en un producto alfaaminoacido al invertirse el proceso de reaccion.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS TRANSAMINACION • • • • •

•

Reacción de transaminacion; reacción bimolecular ping pong el primer sustrato debe dejar el lugar activo antes que entre el segundo. Son reversibles. Es posible sintetizar todos los aminoácidos. No existe síntesis neta de un aminoácido si el organismo no sintetiza su alfa cetoacido precursor de forma independiente. No existe en las células animales las rutas de reacción para sintetizar; fenil piruvato, el alfa – ceto – Beta – hidroxibutirato y el imidazol piruvato deben proporcionarse en la alimentacion; fenil alanina, treonina y la histidina. Rutas de Novo.- son las rutas de reacción que sintetizan los aminoácidos a partir de intermediarios metabólicos; no solo por transaminacion.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS INCORPORACION DIRECTA DE LOS IONES AMONIO A LAS MOLECULAS ORGANICAS 

Incorporación de los iones amonio en los aminoácidos

medios: 1.

Aminacion reductora de alfa – cetoacidos

2.

Formación de los amidas del ácido aspartico y del ácido glutámico con la consiguiente transferencia del nitrógeno amida para formar otros aminoácidos.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS AMINACION REDUCTORA •

Aminacion directa del alfa – cetoglutarato; Catalizado por la enzima; glutamato deshidrogenasa (mitocondrias y citoplasma eucaritas y bacterias).

•

Glutamato deshidrogenasa en los eucariotas permite la producción de NH4+ como preparación de eliminación de nitrógeno.

•

En el exceso de amoniaco la reacción se lleva a la síntesis de glutamato.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FORMACION DE AMIDAS • Los iones amonio se

incorporan en metabolitos celulares mediante la formación de glutamina (amida del glutamato). • Cerebro; glutamina

sintasa. • Vegetales; glutamina

sintasa y la glutamato sintasa.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS •

Cada miembro de los aminoácidos se sintetiza mediante una ruta única.

•

Característica común; el esqueleto carbonado de cada aminoácido procede de intermediarios metabólicos de fácil disposición.

•

Intermediarios metabólicos de aminoácidos no esenciales:

a. b. c. d.

Glicerato – 3 – fosfato. Piruvato. Alfa – cetoglutarato. Oxalacetato.

•

La tinosina se sintetiza a partir de la fenilalanina (aminoácido esencial).

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS FAMILIAS •

De acuerdo a la semejanza de las rutas de síntesis.

A. B. C. D. E. F.

Familia del glutamato. Familia de la serina. Familia del aspartato. Familia del piruvato. Familia de los aromáticos Familia de la histidina

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DEL GLUTAMATO Comprende: A. Glutamato. B. Glutamina. C. Prolina. D. Arginina.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DEL GLUTAMATO Glutamato •

a. b. •

Alfa cetoglutarato puede convertirse en glutamato mediante: Reacciones de aminacion reductora. Transaminacion. La transaminacion; función esencial en la síntesis de la manera de moléculas de glutamato.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DEL GLUTAMATO 

Glutamato:

1.

Componente de proteínas Precursor de aminoácidos Neurotransmisor excitador Precursor del GABA ( ácido alfa amino butirico) por descarboxilacion

2. 3. 4.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL GLUTANATO •

Conversión del glutamato en glutamina.

•

Cataliza la enzima glutamina sintasa.

•

Tejidos; hígado, cerebro, riñón, músculo e intestino.

•

Aminoácidos ramificados: fuente importante de los grupos amino en la síntesis de glutamina.

• a. b.

Glutamina funciones: Síntesis proteica Donador del grupo amino en reacciones de biosíntesis; Síntesis de purinas. Síntesis de pirimidinas. Amino azucares. Almacenamiento y transporte de NH4+ Riñón e intestino; fuente de energía.

   c. d.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL GLUTAMATO La prolina es un derivado cíclico del glutamato (3 pasos). a.

Gamma – glutamil fosfato se reduce a glutamato – gamma – semialdehido por fosforilacion del glutamato.- cataliza la gamma – glutamil quinasa.

a.

Ciclacion del glutamato-gammasemialdehido para formar pirrolina5-carboxilato ( ciclacion espontánea )

a.

La pirrolina-5-carboxilato se reduce a prolina por la pirrolina-5carboxilato reductasa la prolina puede sintetizarse de la ornitina un intermediario del ciclo de la urea

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL GLUTAMATO 

Arginina; su precursor es el glutamato

A.

Su síntesis comienza con la acetilacion del grupo alfa-amino del glutamato El N-acetil-glutamato se convierte en ornitina La ornitina se convierte en arginina (ciclo de la urea)

B.

C.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DE LA SERINA 

Comprende:

1.

Serina Glicina Cisteina

2.

3. 

Obtienen su esqueleto carbonado a partir del intermediario glicolitico; glicerato – 3-fosfato

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DE LA SERINA 

La serina:

 

Síntesis directa desde el glicerato-3-fosfato Reacciones de deshidrogenacion, transaminacion e hidrólisis



Precursora de la ;

A. B.

Etanolamina esfingosina

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DE LA SERINA  Conversión de serina en

glicina ( fuente principal)  Reacción única catalizada por

la serina hidroximetiltransferasa ( requiere de piridoxal fosfato)  Otra fuente de glicina ; colina  Glicina; neurotransmisor

inhibidor del sistema nervioso central  Serina y glicina; rutas de

biosíntesis de un carbono

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DE LA SERINA 

Cisteina ; su esqueleto carbonado proviene de la serina



Enzimas involucradas en la conversión de serina a cisteina;

a. b.

Cistationina-sintasa Gamma-cistationasa



Requiere piridoxal-fosfato



Metabolismo del azufre

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL ASPARTATO 

Comprende;

A. Aspartato B. Asparagina C. Lisina D. Metionina E. Treonina

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL ASPARTATO 

Aspartato ; se forma a partir del oxaloacetato en una reacción de transaminacion



La aspartato transaminasa ( AST ) conocida como glutámico oxalacetico transaminasa :GOT, es la transaminasa mas activa



Funciones:

a.

Fuente de nitrógeno (formación de urea) Intermediario del ciclo del ácido fumarato Precursor de nucleótido

b. c.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DEL ASPARTATO

 Síntesis de los otros miembros de

la familia del aspartato  La inicia la aspartatoquinasa

(aspartoquinasa), requiere de ATP y fosfórila el grupo carboxilo de la cadena lateral  El aspartato-beta-simialdehido

producto de la reducción del Beta-aspartilfosfato; representa un punto de ramificación importante en la síntesis de aminoácidos en vegetales y animales  El aspartato-beta-semialdehido es

el precursor de la lisina ( ácido dihidropicolinico) metionina y treonina (hemoserina)

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL PIRUVATO 

Comprende ;

A. Alanina B. Valina C. Leucina D. isoleucina

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL PIRUVATO  La alanina se sintetiza a

partir del piruvato en un único paso  Enzima que cataliza la

reacción alanina aminotransferasa (citoplásmica y mitocondrial)  El ciclo de la alanina

contribuye al mantenimiento de la glucosa sanguínea

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL PIRUVATO 

Síntesis de valina y leucina



Comienza con la condensación de piruvato con hidroxietil-TPP ( un producto de descarboxilacion de un intermediario piruvatopirofosfato de tiamina) catalizado por la ácido acetohidroxi-sintasa



El producto de la reacción ; alfa cetoisovalerato es el precursor de :

A. B.

L-leucina L-valina

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DEL PIRUVATO  Síntesis de isoleucina ; • Participa ;

el hidroxietil-TPP que se condensa con el alfacetobutirato ( procedente de la L-treonina) • Se forma ;

alfa-ceto-alfahidroxibutirato que es el precursor de la isoleucina

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA AROMATICA 

Comprende ;

A. Fenilalanina B. Tirosina C. triptofano

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA AROMATICA  El anillo bencénico de los

aminoácidos aromáticos se forma por la ruta del SIKIMATO  Los carbonos del anillo

bencénico proceden de la eritrosa-4-fosfato y el fosfoenilpiruvato (PRPP)(cadena lateral)  La condensación de estas

moléculas da el 2-ceto-3desoxi-arabinoheptulosonato7-fosfato molécula que se convierte en corismato

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA AROMATICA o

El corismato ( intermediario de la ruta del SIKIMATO)

o

Punto de ramificación en la síntesis de varios compuestos aromáticos ;

1. a. b.

Prefenato ; precursor de Fenilalanina Tirosina

2. a.

Antranilato; precursor de; Triptofano

3. a. b. c.

Ácido-4-hidroxibenzoico; precursor de Ubiquinonas Síntesis de plastoquinona tocoferoles

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA AROMATICA

 Triptofano ;es el

•

• • •

precursor de la serotonina Varias células dentro del sistema nervioso central Tubo digestivo Plaquetas sanguíneas mastocitos

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA AROMATICA •

Tirosina :las catecolaminas (derivados)

Dopamina b. Noradrenalina c. adrenalina a.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS SINTESIS DE AMINOACIDOS FAMILIA DE LA HISTIDINA 

Histidina se forma a partir de tres moléculas;

A. B. C.

Fosforribosilpirofosfato (PRPP) cinco carbonos ATP ( anillo de adenina; un nitrógeno y un carbono) Glutamina (un nitrógeno)



La síntesis comienza con la condensación del PRPP con el ATP para formar fosforribosil- AMP



Transferencia del grupo amino de la glutamina al fosforribosil-AMP, para formar:

A. B.

Imidazol-glicerol-fosfato ( precursor de histidina) 5´-fosforribosil-4-carboxamida-5-aminoimidazol ( síntesis de purinas)

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS FAMILIA DE LA HISTIDINA 

Histidina : precursor de la histamina

1.

Mediador de reacciones alérgicas Estimulador de la producción de ácido gástrico Neurotransmisor encefálico

2.

3.