Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)

Metabolismo de AminoácidosIntegración del Metabolismo

Tema 11B

2

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)Degradación de Aminoácidos

Proteína intracelular

Biosíntesis

AminoácidosProteínade la dieta

NH4+

Carbamilfosfato

Ciclo dela urea

Ciclodel ácidocítrico

α-cetoácidos

Esqueletoscarbonados

UreaOxalacetato

Glucosa(gluconeogénesis)

CO2H2OATP

Lehninger (mod García Ferris)

Los aminoácidosprocedentes de la dieta odel recambio intracelularque no se emplean parasíntesis de proteínasdeben ser degradados

El hígado es el órganoprincipal de degradaciónen mamíferos, y tambiénse produce en tejidosextrahepáticos como eltejido muscular

1 3

2

3

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)

Catabolismo del Grupo Amino

HígadoProteína intracelular

Aminoácidos de las proteínas de la dieta

Aminoácidos

α-cetoácidos

NH4+, urea o ácido úrico

Alanina,del músculo

Glutamato

α-cetoglutarato

Glutamina,del músculoy otrostejidos

α-cetoglutarato

Piruvato

Glutamina

Lehninger (mod)

Aminoácidos ceden α-amino a α-cetoglutaratopara dar glutamato(transaminación)

Glu se desaminaoxidativamente dandoamonio libre (NH4

+) quepuede excretarse endiferentes formas notóxicas

El amonio producido entejidos extrahepáticos setransporta al hígadomediante glutamina yalanina

Transaminasa

Glutamatodeshidrogenasa NAD+

NADH

4

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)

Desaminación Oxidativa del Glutamato

El grupo α-amino del glutamato se convierte en ión amoniomediante glutamato deshidrogenasa (reacción reversible)

En dirección catabólica (desaminación oxidativa) empleaNAD+, y NADPH cuando actúa en el anabolismo (aminaciónreductiva)

Lehninger

Activada por carga energetica baja(alostérica)

mitocondria

5

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)

Transporte de Grupos Amino al Hígado

Lehninger

6

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)

Ciclo de la Urea

Stryer

Ruta cíclica transcurre enmatriz mitocondrial y citosol(Krebs y Henseleit, 1932)

Los átomos de nitrógenoprovienen de NH4

+ libre(desaminación de glutamatoen la matriz mitocondrial), yde aspartato (se habrátransferido desde unaminoácido al oxalacetato portransaminación desdeglutamato)

HCO3- + NH4

+ + 3ATP + aspartato urea + 2ADP + 4Pi + AMP +

fumarato

7

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)

Destino de los Esqueletos Carbonados de Aminoácidos

Stryer

Las 20 rutas de degradación de los esqueletos carbonados de losaminoácidos convergen en sólo 7 intermediarios metabólicos

- aminoácidos cetogénicos: acetil-CoA, acetoacetil-CoA- aminoácidos glucogénicos: piruvato, α-cetoglutarato, succinil-CoA,

fumarato y oxalacetato

Sólo Leu y Lysson puramente cetogénicos

8

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)

Incorporación del Amonio a Compuestos Orgánicos

glutamato + NH4+ + ATP glutamina + ADP + Pi

α-cetoglutarato + glutamina + NADPH + H+ 2 glutamato + NADP+

α-cetoglutarato + NH4+ + NADPH + H+ glutamato + NADP+

HCO3- + NH4

+ + 2ATP carbamil fosfato + 2ADP + PiHCO3

- + glutamina + 2ATP carbamil fosfato + glutamato + 2ADP + Pi

Glutamina sintetasa

Glutamato sintasa

Glutamato deshidrogenasa

Carbamilfosfato sintetasa

Glutamato, glutamina y carbamil fosfato son las principales moléculas orgánicasque actúan como dadoras de nitrógeno en reacciones de biosíntesis demoléculas orgánicas nitrogenadas (aminoácidos, nucleótidos, azúcaresaminados)

9

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)

Biosíntesis de AminoácidosLehninger

Stryer

Bacterias y plantaspueden sintetizar los 20aminoácidosMamíferos sólo los noesenciales (rutas sencillas)Los esenciales (rutas máscomplejas) deben serincorporados a partir de ladieta

Precursores provienen de- Glicolisis (3-fosfoglicerato, fosfoenolpiruvato, piruvato)- Ciclo del ácido cítrico (oxalacetato, α-cetoglutarato)- Ruta de fosfatos de pentosa (ribosa-5-fosfato)

Nitrógeno entra a través de glutamato o glutamina

10

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)Integración del Metabolismo

Stryer

Metabolitos encrucijada

11

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)

División del Trabajo MetabólicoLehninger

12

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)

Interrelaciones entre Organos

13

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)

Adaptaciones Metabólicas, Alimentación

Lehninger

14

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)

Adaptaciones Metabólicas, Ayuno

Lehninger

15

Bioq

uím

ica

gD T

ema

11B

(UVE

G - 2

006)

Concentración en Sangre de Metabolitos durante el Ayuno

Con

cent

raci

ón e

n pl

asm

a (m

M)

Días de ayuno