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Química Biológica

METABOLISMO DE AMINOACIDOS. Química Biológica.

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Presentation Transcript

  1. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica BOLILLA 9: Metabolismo de Aminoácidos. Digestión y absorción de Proteínas. Catabolismo de aminoácidos. Transaminación. Desaminación oxidativa y no oxidativa. Descarboxilación. Transporte de amoníaco: síntesis de glutamina. Glutaminasa. Organismos ureotélicos, uricotélicos y amoniotélicos. Ciclo de la urea. Costo energético. Destino del esqueleto carbonado. Aminoácidos cetogénicos y glucogénicos. Compuestos nitrogenados de importancia biológica derivados de aminoácidos.

  2. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Glutamato deshidrogenasa Glutamato α-cetoglutarato Desaminación oxidativa del glutamato (+) ADP y GDP (-) ATP y GTP

  3. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica L-aminoácido + H2O + E-FMN a-cetoácido + NH4+ + E-FMNH2 L-aminoácidooxidasa E-FMNH2 + O2 E-FMN + H2O2 D-aminoácido oxidasa a-cetoácido + NH4+ + E-FADH2 D-aminoácido + H2O + E-FAD L-aminoácido oxidasa E-FADH2 + O2 E-FAD + H2O2 D-aminoácido oxidasa Catalasa 2 H2O2 2 H2O + O2 Desaminación oxidativa por aminoácido oxidasas peroxisomales

  4. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Treonina deshidratasa Serina deshidratasa + NH4+ - C O O PLP PLP O C H2O H2O H2O H2O Serina Piruvato C H 3 α-cetobutirato - C O O O C + NH4+ C H 2 CH3 Treonina Desaminación no oxidativa

  5. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Glutamato deshidrogenasa Glutamato α-cetoglutarato Ciclo de Krebs ATP α-cetoglutarato Toxicidad del amoníaco

  6. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Hígado Músculo Mayoría de los tejidos UREA Aminoácidos Glutamato Glutamato Glutamina sintetasa Glutaminasa Glutamato deshidrogenasa (GDH) GDH Glutamina Glutamina GPT GPT Piruvato Alanina Alanina Piruvato CICLO GLUCOSA-ALANINA Glucosa Glucosa ¿Cómo el hace el organismo para evitar la hiperamonemia y transportar el amoníaco hasta los sitios de eliminación? Gluconeogenesis

  7. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica L-Glutamina Molécula pequeña Sin carga Atóxica Difusible Soluble Elimina NH3 y CO2 Glutaminasa (mitocondrias de hígado y riñón) L-Glutamato Extraído de Lehninger, 2008. Glutaminasa

  8. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Ion Amonio Urea Acido Urico Animales amonotélicos: mayoría de vertebrados acuáticos. Animales ureotélicos: muchos vertebrados terrestres y tiburones. Animales uricotélicos: pájaros y reptiles. Formas de excreción del nitrógeno en las diferentes especies animales

  9. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica (+) N-acetilglutamato Mg2+ Mitocondria Mg2+ Ciclo de la Urea Citosol

  10. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica REGULACION DEL CICLO DE LA UREA Carbamil fosfato sintetasa I (+) N-Acetil glutamato Regulación a corto plazo Biosíntesis de las enzimas del ciclo (+) Aumento proteínas de la dieta (+) Aumento degradación proteínas endógenas (Inanición ) Regulación a largo plazo

  11. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica GASTO ENERGETICO DEL CICLO DE LA UREA • Formación de Carbamilfosfato: 2 ATP • Ingreso de Aspartato: 1 ATP AMP + PPi 2 Pi EN TOTAL: 4 uniones ricas en energía ó 3 ATP

  12. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Interconexión del Ciclo de la Urea con el Ciclo de Krebs MDH GOT MDH Fumarasa

  13. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Proteínas intracelulares Proteínas dietarias Aminoácidos NH4+ Esqueleto carbonado Biosíntesis de aminoácidos, nucleótidos y aminas biológicas Carbamil fosfato α-cetoacidos Interconexión Aspartato-arginino succinato CICLO DE KREBS CICLO DE LA UREA CO2 + H2O + ATP Oxalacetato UREA (producto de excreción del nitrógeno) Glucosa (gluconeogénesis) Catabolismo de aminoácidos Catabolismo del nitrógeno de aminoácidos

  14. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica DESTINO DEL ESQUELETO CARBONADO DE LOS AAs. Según el destino que siga el esqueleto carbonado, luego de la separación del grupo amino, los aminoácidos se clasifican en: • Cetogénicos: son precursores de cuerpos cetónicos a través de la formación de acetoacetato y acetil-CoA. • Glucogénicos: son precursores de intermediarios de la gluconeogénesis aportando piruvato, oxalacetato, fumarato, succinilCoA o a-cetoglutarato. • Glucogénicos y cetogénicos: parte de su molécula es cetogénica y parte es glucogénica.

  15. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Cuerpos cetónicos Ciclo de Krebs Glucosa Treonina

  16. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Cuerpos cetónicos Ciclo de Krebs Glucosa Treonina

  17. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Treonina Aldolasa ALDH CoA-SH + ATP Acetato FAD+ FADH2 ADP Acetato tioquinasa Acetil-CoA Ser-HO-metil transferasa Serina deshidratasa GPT PDH

  18. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Cuerpos cetónicos Ciclo de Krebs Glucosa Treonina

  19. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Cuerpos cetónicos Ciclo de Krebs Glucosa Treonina

  20. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Asparaginasa Aspartato aminotransferasa o GOT

  21. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Cuerpos cetónicos Ciclo de Krebs Glucosa Treonina

  22. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Cuerpos cetónicos Ciclo de Krebs Glucosa Treonina

  23. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica 4 etapas Fenilalanina hidroxilasa H4B O2 Transaminación Descarboxilación Oxidación Hidrólisis Tioquinasa

  24. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica AMINOACIDOS COMO PRECURSORES EN LA BIOSINTESIS DE AMINAS BIOLOGICAS • Muchas de las aminas biológicas formadas por descarboxilación de algunos aminoácidos son sustancias de importancia funcional • Para este proceso de síntesis el organismo utiliza piridoxalfosfato(PLP)como coenzima

  25. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica AMINAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA • Histamina, Tiramina, Triptamina. • Acido g-aminobutirico (GABA) • Catecolaminas (Dopamina, Noradrenalina y Adrenalina) • Hormonas Tiroideas • Melatonina • Serotonina • Creatina

  26. SINTESIS DE ALGUNAS AMINAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Histidina Histamina Tirosina Descarboxilasa Tiramina (PLP) CO2 Triptamina Triptofano GABA Glutamato

  27. SINTESIS DE ALGUNAS AMINAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica

  28. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Lahistaminaposee acción vasodilatadora, disminuye la presión sanguínea, colabora en la constricción de los bronquiolos, estimula la producción de HCl y estimula la pepsina en estómago, se libera bruscamente en respuesta al ingreso de sustancias alérgenas en los tejidos. Tiramina y triptaminason sustancias vasoconstrictoras. ElAcido γ-aminobutírico (GABA)es un compuesto funcionalmente muy importante, ya que es un intermediario químico regulador de la actividad neuronal, actuando como inhibidor o depresor de la transmisión del impulso nervioso. Las catecolaminas, Dopamina, Noradrenalina y Adrenalina, se producen en el sistema nervioso y en la medula adrenal. Son vasoconstrictores en algunos tejidos y vasodilatadores en otros, aumentan la frecuencia cardíaca, son relajantes del músculo bronquial, estimulan la glucógenolisis en músculo y la lipólisis en tejido adiposo.

  29. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Qué pasó con el metabolismo del NH3 y aminoácidos en las plantas??

  30. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica NADH NADPH Nitrogenasa NH4+ Fijación del Nitrógeno en las plantas

  31. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Citosol Nitrato reductasa NO2- + H2O NO3- NADH + H+ NAD+ Nitrito reductasa NO2- + 3H2O + 2H+ NH4++ 2H2O + 1.5 O2 LUZ Ferredoxina Cloroplastos o Protoplastidios AMINOACIDOS PROTEINAS Plantas que no pueden fijar N2 (mayoría de los cultivos excepto leguminosas) Fuentes importantes de nitrógeno: NO3- y NH4+

  32. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Proteínas Clorofila Acs. Nucleicos PEP carboxilasa Aspartato aminotransferasa (PLP) Asparagina sintetasa Glutamina sintetasa Glutamato sintasa Ferredoxina red. (cloroplastos) NADH o NADPH (protoplastos) Glutamina y Asparagina son las amidas vegetales, importantes para acumular nitrógeno, principalmente en órganos de almacenamiento.

  33. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica NH4+ Xilema Ciclo fotorrespiratorio del Nitrógeno. Interacción del metabolismo de CH y de AAs en una hoja Peroxisoma Cloroplasto MDH Mitocondria GQ Catalasa Fosfatasa Glicolato oxidasa 5- Glu-Gliox. Aminotransferasa 6- Ser-Gliox. Aminotransferasa 7- Gli descarboxilasa 8- Ser HO-metiltransferasa 9- HOpiruvato reductasa

  34. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Síntesis de aminoácidos (en plantas se sintetizan todos, Inclusive los esenciales) Via de las pentosas P Via de las pentosas P

  35. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Química Biológica Bibliografía 1- BLANCO A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 8a edic., Bs. As. (2007). 2- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). Bibliografía Complementaria 1- CAMPBELL Y FARREL, “Bioquimica”, Thomson Eds., 4ta. Ed., (2005). 2- SALISBURY Y ROSS, “Fisiología vegetal”, Grupo Ed. Iberoamericana, (1994). 3- HILL, WYSE Y ANDERSON, “Fisiología animal”, Ed. Med. Panamericana,(2006), Madrid, España. 4- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed., Barcelona (2010).

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