Metabolismo delle proteine Flashcards
Funzione dei processi di sintesi e degradazione
Gli aa devono essere ricavati dalla dieta, dalla degradazione o dalla sintesi ex novo.
Tre funzioni:
1. Conservare i nutrienti sotto forma di proteine e degradarle nei momenti di necessità metabolica
2. Eliminare proteine anormali perché a una struttura anormale si accompagna una funziona non corretta quindi possono essere dannose
3. Espressione delle proteine quando ce n’è bisogno
Le proteine hanno vita media che dipende dalla funzione: proteine che hanno sequenza PEST (Pro, Glu, Ser, Thr) hanno vita più corta perché vengono degradate più facilmente
Digestione
Inizia nello stomaco e continua nell’intestino tenue.
Nello stomaco la mucosa gastrica secerne la GASTRINA che stimola la secrezione di HCl che determina un pH molto acido nello stomaco e di PEPSINOGENO.
Il pepsinogeno (precursore inattivo) viene convertito in PEPSINA che catalizza l’IDROLISI dei LEGAMI PEPTIDICI tra gli aa aromatici (Phe, Tyr e Trp) e gli aa alifatici (Leu e Ile) tagliando le proteine in peptidi più piccoli.
Quando il contenuto dello stomaco passa nell’intestino tenue viene secreta la SECRETINA che stimola il dotto pancreatico a secernere BICARBONATO per neutralizzare l’HCl.
Gli aa nel duodeno causano il rilascio della COLECISTOCHININA che stimola la secrezione della BILE dalla cistifellea nella prima parte dell’intestino.
La colecistochinina stimola anche la secrezione delle PROTEASI PANCREATICHE. Vengono secreti i PRECURSORI INATTIVI che vengono convertiti negli enzimi attivi.
Il TRIPSINOGENO si trasforma in TRIPSINA che è un’ENDOPEPTIDASI che idrolizza i legami peptidici che SEGUONO gli AA BASICI Lys e Arg (C-term).
Il CHIMOTRIPSINOGENO si trasforma in CHIMOTRIPSINA che è un’ENDOPEPTIDASI che idrolizza i legami peptidici DOPO gli AA IDROFOBICI Phe, Tyr e Trp (C-term).
La degradazione viene completata dalle CARBOSSIPEPTIDASI A e B e dalle AMMINOPEPTIDASI.
Le CARBOSSIPEPTIDASI A e B sono ESOPEPTIDASI che idrolizzano sequenzialmente gli aa dall’ESTREMITA’ C-TERMINALE.
Le AMMINOPEPTIDASI sono ESOPEPTIDASI che idrolizzano sequenzialmente gli aa partendo dall’ESTREMITA’ N-TERMINALE.
Tutti questi enzimi pancreatici digeriscono in frammenti più piccoli i peptidi generati nello stomaco dalla pepsina fino ad avere aa liberi che vengono rilasciati nel torrente circolatorio e inviati ai tessuti
Catabolismo degli aa
Comporta l’ALLONTANAMENTO del gruppo NH₂ legato al Cα con formazione di NH₃ e dell’αCHETOACIDO CORRISPONDENTE.
L’NH₃ viene utilizzata per il CICLO DELL’UREA o ESCRETA con le urine.
Gli αCHETOACIDI vengono metabolizzati a CO₂ e H₂O, a glucosio, ad acidi grassi o a corpi chetonici per produrre ENERGIA
Eliminazione del gruppo NH₂
E’ possibile per
TRANSAMINAZIONE: spostamento di un gruppo amminico da un aa ad un altro composto che è un chetoaccettore con la formazione dell’αchetoacido corrispondente ad opera di una TRANSAMINASI. Si forma GLUTAMMATO
DEAMINAZIONE OSSIDATIVA DEL GLUTAMMATO: ad opera della GLUTAMMATO DEIDROGENASI, completa la tappa di eliminazione dell’azoto
Reazione di transaminazione
Aa donatore: dona il gruppo amminico e si trasforma nel chetoacido corrispondente
Aa accettore: accetta il gruppo amminico e diventa aa. E’ quasi sempre l’αCHETOGLUTARATO
Tutti gli aa vengono transaminati con formazione del glutammato che prosegue la reazione di eliminazione del gruppo amminico (solo Glu può andare incontro a eliminazione del gruppo amminico)
Transaminasi o amminotrasferasi
Sono enzimi che si trovano nel CITOSOL di tutte le cellule (epatiche, cardiache, renali, intestinali e muscolare).
Richiedono il PIRIDOSSALFOSFATO (PLP) come coenzima: è un derivato della vitamina B6, riceve su di sé il gruppo amminico e lo trasferisce all’αchetoacido accettore.
Le transaminasi catalizzano reazioni REVERSIBILI: la transaminazione può procedere verso la DEGRADAZIONE DEGLI AA o verso la BIOSINTESI
AST e ALT
Sono transaminasi che hanno VALORE DIAGNOSTICO. I livelli delle transaminasi devono essere bassi. Se sono elevati o ci sono compromissioni del fegato o del miocardio oppure c’è una dieta ricca di proteine e la degradazione è spinta.
ALT/GPT: ALANINA AMMINOTRASFERASI/GLUTAMMATO PIRUVATO TRANSAMINASI. Prognostica di MALATTIE DEL FEGATO quindi compromissioni epatiche
Ala + αchetoglutarato = piruvato + glutammato
AST/GOT: ASPARTATO AMMINOTRASFERASI/GLUTAMMATO OSSALACETATO TRANSAMINASI. Marcatore di INFARTO DEL MIOCARDIO
Asp + αchetoglutarato = ossalacetato + glutammato
Deaminazione ossidativa
Il GLUTAMMATO deve PERDERE il gruppo AMMINICO: avviene una reazione REDOX catalizzata dalla GLUTAMMATO DEIDROGENASI che utilizza NAD⁺.
La glutammato deidrogenasi è un esamero ed è presente nella MATRICE mitocondriale. E’ un enzima allosterico regolato da GTP e GDP.
Se la CARICA ENERGETICA è ELEVATA non è necessario proseguire con la degradazione quindi GTP e ATP INIBISCONO la GLUTAMMATO DEIDROGENASI.
Se la CARICA ENERGETICA è BASSA viene favorito il processo di degradazione quindi GDP e ADP ATTIVANO la GLUTAMMATO DEIDROGENASI.
La deaminazione ossidativa procede alla RIMOZIONE del gruppo NH₂ in α del GLUTAMMATO liberando NH₄⁺ e formando αCHETOGLUTARATO con RIDUZIONE del NAD⁺.
La reazione è REVERSIBILE ma è spinta verso destra perché viene sottratto un prodotto quindi è favorita la deaminazione.
L’αCHETOGLUTARATO può andare incontro a TRANSAMINAZIONE accettando gruppi amminici, è un metabolita del CICLO DI KREBS oppure può entrare nella GLUCONEOGENESI dopo conversione ad ossalacetato
Tossicità dell’ammoniaca
L’NH₄⁺ è TOSSICA a concentrazioni elevate, può causare coma e morte quindi deve essere velocemente ELIMINATA con il CICLO DELL’UREA oppure può essere usata per la SINTESI DEGLI AA
Sintesi della glutammina
L’AMMONIACA si combina con il GLUTAMMATO formando GLUTAMMINA per azione della GLUTAMMINA SINTETASI. Richiede ATP.
Il glutammato che ha già accolto gruppi amminici degli altri aa può accogliere un ulteriore gruppo amminico formando glutammina.
La glutammina è il DEPOSITO TEMPORANEO di tutti i GRUPPI AMMINICI. Nel fegato tramite il sangue perde i gruppi amminici: perdendo il primo genera GLUTAMMATO che cede con la DEAMINAZIONE OSSIDATIVA l’altro gruppo amminico. L’AMMONIACA che si genera viene RIDOTTA a UREA
(reazione inversa catalizzata dalla glutamminasi)
Ciclo glucosio-alanina
Nel fegato la reazione di transaminazione fornisce metaboliti che consentono al fegato di continuare a produrre glucosio partendo da substrati proteici (alanina)
