METABOLISMO DE AA Flashcards
¿Qué es el pool de aa, cómo está formado?
Los aminoácidos no se almacenan, ellos se encuentran como un conjunto de aa libres dentro de la célula, en la sangre o en tejidos extracelulares. Está formado por aminoácidos que provienen de la dieta, de la degradación de proteínas y de la síntesis de aa no esenciales. Estés aa van a abastecer rutas de síntesis de aa, síntesis de porfirinas, creatina, NT, purinas, pirimidinas y al esqueleto carbonado de glucosa, CC…
balance nitrogenado (que es y cómo se elimina)
El balance nitrogenado equivale a la cantidad de nitrógeno ingerido menos lo que es eliminado, principalmente por la orina en forma de urea, pero también por las heces y la descamación de la piel. El valor normal de este balance es de zero, pero si este equilibrio es negativo, el individuo se encuentra en situación de inanición, desnutrición proteica, senectud, diabetes no controlada, traumatismo, sepsis e infecciones… y si este equilibrio es positivo puede referirse a mujeres gestantes, niñez (debido al crecimiento y desarrollo) o individuo en período pós inanición.
de qué depende el valor biológico de una proteína?
Su valor biológico depende de la cantidad de aa esenciales que tenga en su composición. Las proteínas de mayor valor biológico son las de origen animal.
qué pasa con los aa en exceso? se almacenan?
Los aminoácidos no se almacenan, cuando hay un exceso de aminoácidos provenientes de la dieta, el cuerpo sigue diferentes rutas para manejar este exceso:
Oxidación: Algunos aminoácidos pueden ser oxidados para generar energía. En este proceso, el grupo amino se elimina mediante transaminación y desaminación, generando amoníaco, que se convierte en urea y se excreta en la orina.
Conversión en ácidos grasos: El esqueleto de carbono de los aminoácidos puede convertirse en precursores de ácidos grasos, que luego se utilizan para la síntesis de triacilglicéridos (TAG) en el hígado. Estos TAG pueden almacenarse en el tejido adiposo como grasa corporal o transportarse en lipoproteínas a otros tejidos.
familia de los aa no esenciales
Los aa no esenciales son aquellos que nuestro cuerpo sintetiza, o sea, no tenemos que adquirirlo en la dieta. Ellos son divididos en familias que caracteriza por tener un mismo precursor, son:
alfa-cetoglutarato ￫ glutamato ￫ va a originar glutamina, prolina y arginina.
oxalacetato ￫ aspartato (transaminación) ￫ va a originar asparagina, metionina, treonina y lisina
piruvato ￫ alanina (por transaminación) ￫ va a originar valina, leucina e isoleucina.
3P-glicerato ￫ serina, glicina y cisteína
PEP ￫ triptófano, fenilalanina y tirosina
ribosa 5P ￫ histidina
como se da la digestión y absorción de los aa
La digestión de las proteínas empieza en el estómago, las células parietales van a secretar HCl- disminuyendo el pH y así va a desnaturalizar a las proteínas llevando a la proteólisis catalizada por la pepsina. Cuando el bolo alimenticio llega al duodeno se encuentra ácido lo que va a estimular a la secreción de secretina y esta va a estimular la secreción de HCO3- por el páncreas y así va alcalinizar al bolo alimenticio. Y también a la secreción de CCK que va a estimular a estimular la disminución de la motilidad, estimula al páncreas a secretar su pool de enzimas (son hidrolasas) y también a la secreción de los ácidos biliares.
El pool de enzimas secretada por el páncreas está formado por:
tripsinógeno ￫ por proteolisis se convierten en tripsina, corte hecho por la enteropeptidasa (enzima secretada por enterocitos), esa va a proteolizar y activar a los demás zimógenos
quimiotripsinógeno ￫ pasa a quimotripsina por la tripsina.
proelastasas ￫ pasa a elastasa por la tripsina
procarbonopeptidasas A y B ￫ pasa a carbopeptidasas A y B por tripsina
La absorción se da por los enterocitos (lúmen intestinal ￫ enterocito ￫ sangre ￫ hígado). El ingreso se da por transporte activo secundario, o sea, un cotransporte con el Na+ (ingresa a favor de su gradiente). Ese transporte es específico pues solo pasa L-aa y es un transporte que puede llegar a saturarse. Los aa salen a la vena porta por difusión facilitada y de allí va hacia el hígado. (recordar que allá también tiene una Na/K ATPasa para que pueda mantener el gradiente electroquímico de la célula).
que es el ciclo del gamma-glutamilo
Es un sistema de transporte de aminoácidos que se pasa en el intestino y riñón y va a sintetizar al glutatión (glicina, cisteína y glutamato) y esta es su principal función.
se activa al glutamato por medio del gasto de 1 ATP
glutamato se une a la cisteína, también gasta 1 ATP, formando al gamma-glutamilcisteína
se une a la glicina, por la glutatión sintasa gasta 1 ATP.
culmina en la formación del glutatión reducido (ese cuando en contacto con un ROS por ejemplo se oxida y reduce al ROS)
Glutatión se divide en sus constituyentes: cisteinilglicina + glutamilaminoacido.
¿Cómo está formada la molécula de glutatión?
El glutatión es un tripéptido formado por cisteína, glutamato y glicina. El glutatión cumple funciones clave como antioxidante en el organismo, protegiendo las células contra el daño oxidativo al neutralizar los radicales libres y las especies reactivas de oxígeno. Además, juega un papel en la detoxificación de xenobióticos y en el metabolismo de sustancias tóxicas.
se activa al glutamato por medio del gasto de 1 ATP
glutamato se une a la cisteína, también gasta 1 ATP, formando al gamma-glutamilcisteína
se une a la glicina, por la glutatión sintasa gasta 1 ATP.
culmina en la formación del glutatión reducido (ese cuando en contacto con un ROS por ejemplo se oxida y reduce al ROS)
Glutatión se divide en sus constituyentes: cisteinilglicina + glutamilaminoacido.
¿Qué pasa con el aa en situación postprandial? y en ayuno?
POSTPRANDIAL ￫ los aa son transportados por la vena porta hacia hígado donde van a ser utilizados para sintetizar las proteínas o van a conformar compuestos nitrogenados. El exceso de aa sufre oxidación para la obtención de energía ya que ellos no son almacenados, pueden convertirse en ácidos grasos y luego en triacilglicéridos (TAG), o ser utilizados como sustratos gluconeogénicos para la producción de glucosa.
AYUNO ￫ Durante el ayuno, los niveles de aminoácidos en sangre disminuyen. En este estado, los aminoácidos pueden liberarse de las reservas proteicas del cuerpo, especialmente del músculo, para ser utilizados como fuente de energía o para mantener funciones vitales. El músculo actúa como donador de esqueletos carbonados, que pueden ser convertidos en cuerpos cetónicos o glucosa. Esta glucosa puede ser transportada por el hígado a tejidos que la necesitan, como el cerebro, los eritrocitos, el músculo y los riñones.
Para la obtención de estos esqueletos carbonados, es necesario desaminar los aminoácidos, lo que convierte a los aminoácidos en amonio, un compuesto tóxico que debe ser eliminado. Esta eliminación se lleva a cabo a través del ciclo de la urea, que convierte el amonio en urea, la cual es excretada en la orina.
¿Cómo se produce la eliminación del grupo amino de los aa?
Para que se libere al esqueleto carbonado tiene que eliminar al grupo amino, que puede ocurrir de 3 maneras:
transaminación (aminotransferasas o transaminasas)
Ocurre en el hígado y tiene como función hacer con que el glutamato recoja toda NH4+ (amonio) de los tejidos extrahepáticos. Consiste en la pasaje del grupo amino de un aa a un alfa-cetoácido formando al glutamato + otro alfa cetoácido. Es una reacción atóxica (pues no produce NH4+ libre). Utilizan un aa + un intermediario del CK + la enzima aminotransferasas o transaminasas. (alfa cetoácido + aa ⇆ alfa cetoácido + aa)
alfa-cetoglutarato + alanina ⇆ piruvato + glutamato (enzima alanina aminotransferasa = TGP o ALT) - ocurre en citosol.
alfa-cetoglutarato + aspartato ⇆ oxalacetato + glutamato (enzima aspartato aminotransferasa = TGO o AST) - ocurre en citosol y mitocondria, es un indicador de daño hepático.
desaminación
Consiste en la eliminación del grupo NH3 (amonia). Pueden ser de 2 tipos:
oxidativas: ocurre mediante enzimas deshidrogenasas y oxidasas, se divide en 2 subtipos:
catalizadas por deshidrogenasas: reacción que desamina por completo al glutamato, o sea, lo transforma en alfa-cetoglutarato + NH3+ libre. Reacción catalizada por glutamato DH. Esa reacción es reversible y dependiendo del sentido tiene distintos cofactores:
síntesis: NADPH + H (alfa cetoglutarato + NH4 → glutamato + H2O)
Desaminación: NAD+ (glutamato + H2O → alfa cetoglutarato + NH4)
catalizadas por aminoácido oxida: es dependiente de FMN, esa desaminación ocurre en los peroxisomas
no oxidativas: ocurre por deshidratación, solo en serinas, treoninas y cisteínas (al invés de agua libera ácido sulfhídrico). En esa desaminación se va a liberar una molécula de H2O. És catalizada por la DH PLP (piridoxal fosfato) dependientes.
que es, cual la función, donde se forma y como se sintetiza la glutamina
La glutamina es la forma de cómo se va a transportar a los NH3 (amonia) hacia el hígado, está formada por un glutamato unido a 1 amino. Su síntesis se da en el citoplasma de los tejidos extrahepáticos catalizados por la enzima glutamina sintetasa (con gasto de ATP).
Cuando la glutamina llega al hígado la enzima glutaminasa separa esa molécula en un grupo NH4 (entra en el ciclo de la urea) + glutamato, ese va a tener que sufrir desaminación por la glutamato DH, liberando así alfa-cetoglutarato + NH3 (va al ciclo de la urea). El alfa-cetoglutarato queda disponible para la transaminación y vía TGP libera al grupo NH3 de la alanina (ella convierte en piruvato y va a la gluconeogénesis)
ciclo de la glucosa - alanina
Ese ciclo además de aportar sustratos gluconeogénicos va a transportar NH3 hacia el hígado. Va a ocurrir en ejercicio prolongado, el músculo se encuentra en contracción vigorosa y requiere energía para nutrirse y para eso va necesitar de producir glucosa. La glucólisis va generar al piruvato, pero este no puede salir libremente por la sangre, por lo tanto se transamina a alanina (piruvato + glutamato ➜ alanina + alfa cetoglutarato) y esta si viaja por la torrente sanguínea hacia hígado, donde va transaminase a piruvato y ingresar en la vía de la gluconeogénesis, así se genera glucosa, esta se libera ya que solo el hígado tiene la enzima (glucosa 6Patasa) responsable por sacar el fosfato de la gluc-6P, así liberando glucosa libre.
En el hígado la alanina va a transaminase y así libera su grupo NH3:
alanina + alfa cetoglutarato ↔ piruvato + glutamato
El glutamato sufre acción de la enzima glutamato DH y libera al grupo NH3 que va hacia el ciclo de la urea.
ciclo de la urea
El ciclo de la urea es el mecanismo mediante el cual el cuerpo elimina el amoníaco, un compuesto tóxico que se produce durante la degradación de los aminoácidos. Este proceso convierte el amoníaco en urea, que es una sustancia mucho menos tóxica y que se excreta en la orina. El ciclo ocurre en el hígado, iniciándose en la mitocondria, donde se forma carbamoil fosfato a partir de amoníaco y bicarbonato. Luego, este carbamoil fosfato se une a ornitina para formar citrulina, que se transporta al citoplasma. Allí, la citrulina se combina con aspartato para formar argininosuccinato, que posteriormente se divide en arginina y fumarato. Finalmente, la arginina se hidroliza para liberar urea y regenerar la ornitina, que regresa a la mitocondria para continuar el ciclo.
sintetiza carbamoil fosfato
se sintetiza en la matriz mitocondrial por la unión del amonio (NH4+) + bicarbonato (HCO3-). Reacción catalizada por la enzima carbamoil fosfato sintetasa 1.
ingresa al primer NH4+
gasta 2 moléculas de ATP
es el punto de regulación
síntesis de citrulina
ocurre en la matriz mitocondrial por la condensación del carbamoil fosfato + ornitina (proviene del citosol). Reacción catalizada por la ornitina transcarbamilasa
forma a la citrulina + Pi
La citrulina sale al citosol por antiporte con la ornitina.
síntesis de argininosuccinato
aspartato cede su grupo NH4 a la citrulina generando al argininosuccinato, reacción catalizada por la enzima arginino succinato sintetasa
gasta 2 ençaces de alta energía de 1 ATP
agrega al 2º NH4+
ruptura del argininosuccinato
ocurre por acción de la argininosuccinato liasa
libera fumarato que va al CK y a la arginina
hidrólisis de la arginina
se hidroliza y forma urea (libera por la orina) + ornitina (sigue el ciclo)
GASTA 3 ATPs pero 4 enlaces de alta energía.
Por cada molécula de urea se eliminan 2 amonios.
La regulación del ciclo de la urea se puede darse a largo plazo con la velocidad de síntesis de las enzimas del ciclo según el estado nutricional, pero también se puede dar a corto plazo mediante regulación alostérica + de la enzima carbamoil fosfato sintetasa I, que se da por un compuesto denominado N-acetilglutamato que se sintetiza a partir de la condensación del acetil-CoA con el glutamato, reacción catalizada por la enzima N-acetilglutamato sintasa (arginina estimula a esa enzima).
¿Cuál es la relación del ciclo de la urea con el ciclo de krebs?
Fumarato: se obtiene de la ruptura del arginino succinato que da fumarato (ciclo
Krebs) y-arginina (ciclo urea). El fumarato puede transformarse en malato (fumarasa), y volver como malato a la mitocondria usando la lanzadera malato aspartato, esta lanzadera a su vez, permite sacar al aspartato de la mitocondria, lo que es necesario para formar arginino succinato. El malato una vez dentro de la mitocondria entra al CK: Malato → oxalacetato (transamina por la TGO) → aspartato → CK.
¿Cuáles son los destinos de los esqueletos carbonados de los aa?
Los esqueletos carbonados de los aminoácidos pueden servir para la síntesis de glucosa, acetil-CoA, cuerpos cetónicos o oxidarse completamente a CO2 + H2O. Con base en eso se puede separar a los aa en dos grandes grupos:
Glucogénicos: aquellos que son intermediarios de la gluconeogénesis.
cetogénicos: intermediarios para la síntesis de CC. Los que son puramente cetogénicos son la lisina y la leucina.
