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CATABOLISMO DE ESQUELETO CARBONADO DE LOS AMINOÁCIDOS

TEMA 5

ESQUELETO CARBONADO DE LOS AMINOÁCIDOS El destino del esqueleto carbonado genera (por distintas vías) una serie de compuestos que tienen 3 tipos

15/01/2020

de destinos. Encontramos: • Aminoácidos aminoácidos

glucogénicos

(esqueleto

carbonado para síntesis

de glucosa). Los

glucogénicos son aquellos que en su catabolismo generan piruvato, α-cetoglutarato, SuccinilCoA ,fumarato u oxoloacetato (intermediarios del ciclo del ácido cítrico). • Aminoácidos cetogénicos (esqueleto carbonado para síntesis de cuerpos cetónicos). Los aminoácidos cetogénicos son aquellos que generan acetil-CoA y acetoacetato. • Aminoácidos glucogénicos / cetogénicos (tanto para síntesis de glucosa como de cuerpos cetónicos).

Desde el punto de vista del tipo de molécula que se obtiene tras la degradación del esqueleto hidrocarbonado, los aminoácidos pueden clasificarse en: Glucogénicos: los que se degradan a piruvato, -cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato y oxalacetato y se denominan así porque la síntesis de glucosa a partir de dichas moléculas es factible. Tanto el piruvato como los intermediarios del ciclo de Krebs señalados pueden convertirse en fosfoenolpiruvato y posteriormente en glucosa a través de la gluconeogénesis.

Cetogénicos: los que generan acetil-CoA o acetacetil-CoA y reciben este nombre porque pueden originar cuerpos cetónicos. Puesto que los mamíferos carecen del sistema enzimático adecuado, estos compuestos nunca podrán ser utilizados como precursores para la biosíntesis de glucosa. De los veinte aminoácidos universales, catorce son puramente glucogénicos y dos puramente cetogénicos (leucina y lisina). Los cuatro restantes (isoleucina, fenilalanina, triptófano y tirosina) son glucogénicos y cetogénicos simultaneamente ya que una parte del esqueleto hidrocarbonado origina precursores para la biosíntesis de la glucosa (piruvato o intermediarios del ciclo de Krebs) y la otra parte acetil-CoA o acetacetil-CoA.

El triptófano es del último grupo pero, fundamentalmente es cetogénico. La tricromía es del último grupo también aunque, fundamentalmente es glucogénico. La biosíntesis de aminoácidos se divide en familias: • Los glucolíticos son los que se generan a partir de intermediarios de la glucosilasa; ✓ Piruvato da alanina (por transaminación),

✓ 3 fosfoglicerato da Ser, que llega a dar Cys y Gly • A partir de intermediarios del Ciclo del ácido cítrico ✓ α-cetoglutarato que da Gly (que puede dar Gln) y Pro ✓ Oxalacetato que da Asp (que puede llegar a dar ASN). • Otros se obtienen en otras vías como el ciclo de la urea ✓ Arg y a partir de Phe (aminoácido esencial) que puede dar lugar a Tyr).

Después de la separación del grupo amino del aminoácido, queda un esqueleto carbonado que se degradará mediante una ruta propia, de modo que existen 20 rutas degradativas de los aminoácidos proteínicos. Estas rutas son convergentes. Los productos finales de estas rutas son Piruvato, Acetil-CoA o intermediarios del ciclo de Krebs. Así los esqueletos carbonados de los aminoácidos acabarán convertidos en C0 2 y H2 O y los electrones pasarán a la cadena respiratoria para producir energía. OXIDACIÓN DEL ESQUELETO CARBONADO DE LOS AMINOÁCIDOS El grupo amino resultante de la degradación de los aminoácidos o de los nucleótidos se puede eliminar de distintas formas, lo que permite clasificar a los animales en tres grupos: AMONIOTÉLICOS invertebrados acuáticos, mayoría de peces óseos... URICOTÉLICOS aves, insectos, reptiles... UREOTÉLICOS peces cartilaginosos, anfibios Al igual que todos los aminoácidos, el catabolismo de la lisina puede iniciar desde absorción de lisina en la dieta o de la descomposición de las proteínas intracelulares. Absorción intestinal de la lisina involucra proteínas específicas del transportador. En la mayoría de los tejidos, los aminoácidos catiónicos se transportan principalmente por un Na+ independiente del sistema, específico para L-isómeros de lisina, arginina, y ornitina. Este sistema de transporte es conocida como la Y(+) y sistema de estos transportadores son miembros de la SCL7 familia de transportadores de membrana. En realidad, hay al menos tres mecanismos de transporte para el transporte de lisina. Uno es el mencionado Y(+) sistema que puede ser inhibida por la leucina con alta afinidad al Na+ está presente, pero esta afinidad se reduce en la ausencia de sodio. Otro mecanismo consiste en un Na+ independiente sistema que es inhibida por leucina con alta afinidad sólo cuando Na+ está presente. Un transportador adicional es un Na+-dependiente del transporte sistema que puede ser inhibida por leucina con alta afinidad y también por alanina. Una vez absorbidos por los intestinos, lisina en la dieta puede ser incorporado en proteína o catabolizan. Hay varios, por lo menos tres, las vías para el catabolismo de lisina, pero el principal vía utilizada en el hígado es una que comienza con la formación de un aducto entre la lisina y 2oxoglutarato (α-cetoglutarato) llama sacaropina. Catabolismo lisina es inusual en la forma en que

el grupo ε-amino es transferido a 2-oxoglutarato y en la piscina de nitrógeno en general. La reacción es una transaminación en la que el ε-amino grupo se transfiere al carbono α-ceto de 2oxoglutarato formando el metabolito, sacaropina. A diferencia de la mayoría de las reacciones de transaminación, este no emplea un fosfato de piridoxal como cofactor. La formación de sacaropina y su hidrólisis a α-aminoadípico-6-semialdehído es catalizada por la bifuncional enzima α-aminoadípico semialdehído sintasa. Esta reacción produce el nitrógeno amino restante con la α-carbono de 2-oxoglutarato, producir glutamato y α-aminoadípico-6-semialdehído. Debido a que esta reacción de transaminación no es reversible, la lisina es un esencial aminoácido. En la levadura las dos primeras reacciones del catabolismo de lisina son catalizadas por dos productos génicos distintos identificado como lisina:2-oxoglutarato reductasa (LYS1) y deshidrogenasa sacaropina (LYS9). Mamíferos α-aminoadípico sintasa semialdehído es codificada por el gen AASS encuentra en el cromosoma 7q31.32 y está compuesto por 24 exones que se extienden de 68 kb. La proteína contiene 927 aminoácidos con la mitad N-terminal albergar la lisina:2-oxoglutarato actividad de la reductasa y la mitad C-terminal que alberga el sacaropina actividad deshidrogenasa. El último producto final del catabolismo de lisina, a través de esta vía, es acetoacetil.CoA. Las deficiencias genéticas en cualquiera de las dos primeras reacciones de la sacaropina vía de consecuencia el catabolismo de la lisina en hyperlysinemia familiar. Puesto que estas dos reacciones son catalizadas por la bifuncional AASS enzima, los defectos se pueden encontrar en cualquiera de la N-terminal de actividad de la reductasa lisina:2-oxoglutarato o la actividad deshidrogenasa sacaropina. Estas deficiencias se observan en individuos que excretan grandes cantidades de lisina urinaria y algunos sacaropina. El lysinemia y lysinuria asociados son benignos. Una de las otras vías menores del catabolismo de lisina, pero clínicamente significativo, es la ruta del ácido pipecólico. L-pipecólico (2-carboxypiperdine) era conocido por ser una amplia distribución no proteico amino ácido en las plantas y que se derivan de catabolismo de la lisina en los mamíferos. Originalmente se pensó que la degradación de la lisina a pipecolato era la vía principal catabólica de este aminoácido. Aunque ahora se sabe que este producto del catabolismo de lisina refleja una menor vía catabólica, hay significancia clínica de esta vía. Además, catabolismo de lisina a través de la ruta del ácido pipecólico pueden desempeñar un papel significativo en el sistema nervioso central sistema. Catabolismo lisina a través de esta vía implica la conversión de α-ceto-ε-amino-caproico y luego a pipecólico. Ácido pipecólico entonces se convierte finalmente a semialdehído α-aminoadípico que es también un producto de la vía sacaropina del catabolismo de lisina. Formación de α-aminoadípico semialdehído de ácido pipecólico es catalizada por la deshidrogenasa semialdehído α-aminoadípico (deshidrogenasa AASA). Deshidrogenasa AASA también se conoce como antiquitin (ATQ1) y es codificada por el aldehído deshidrogenasa 7 miembro de la familia A1 del gen (ALDH7A1). El gen se encuentra en ALDH7A1 cromosoma 5q23.2 compuesto por 18 exones que codifican una proteína de 510 aminoácidos. Las mutaciones en el gen ALDH7A1 están asociados con piridoxina-dependiente epilepsia.

Otros trastornos graves asociados con el metabolismo de la lisina se debe a fallas del transporte los sistemas para la lisina y los otros ácidos dibásicos amino a través de la pared intestinal. La lisina es esencial para la síntesis de proteínas, y en las deficiencias de su transporte el cuerpo puede causar que los niveles disminuidos de seriedad la síntesis de proteínas. Probablemente más significativo, sin embargo, es el hecho de que la arginina es transportado en el mismo portadora dibásico de aminoácidos, y deficiencias resultantes arginina limitar el cantidad de ornitina disponible para el la urea ciclo. El resultado es la hiperamonemia severa después de una comida rica en proteínas. La adición de citrulina a la dieta previene la hiperamonemia. La lisina es también importante como precursora para la síntesis de carnitina, requerida para el transporte de los ácidos grasos en la mitocondria para su oxidación. La lisina libre no sirve como precursor para esta reacción, sino más bien la lisina modificada encontrada en ciertas proteínas. Algunas proteínas modifican la lisina a trimetil-lisina usando el SAM como donante metilo para transferir los grupos metílicos al amino-ε de la cadena lateral de lisina. La hidrólisis de las proteínas que contienen trimetil-lisina proporciona el substrato para la subsecuente conversión a carnitina.

https://www.studocu.com/en/document/universidad-de-la-republica/bioquimica/summaries/18metabolismo-de-proteinas-y-aminoacidos/2528248/view https://es.slideshare.net/evelinro/metabolismo-de-aminocidos-y-protenas-13517097 http://www.fmvuba.org.ar/grado/medicina/ciclo_biomedico/segundo_a %C3%B1o/bioquimica/Seminario12/sem12file5.pdf...