Metabolismo de los aminoacidos (extenso) PDF

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Resumen esencial para los examenes parciales de biquimica medica, incluye los sustratos, enzimas y productos de la ruta....

Description

Metabolismo general de los aminoácidos      

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La principal función de los aminoácidos es la síntesis de proteínas estructurales y funcionales. Mo cuentan con una forma de almacenamiento. Los aminoácidos no esenciales provienen de la dieta o son sintetizados en el cuerpo, mientras que los aminoácidos esenciales se obtienen solo a partir de la dieta. Todas las enzimas que participan en la digestión de proteínas son hidrolasas por naturaleza. Las enzimas proteolíticas son secretadas como zimógenos inactivos que son convertidos a su forma activa en el lumen intestinal. Las enzimas proteolíticas incluyen: o Endopeptidasas: actúan en los enlaces peptídicos dentro de las moléculas de la proteína. o Exopeptidasas: actúan en el enlace peptídico solo en las regiones terminales de la cadena. La absorción de los aminoácidos ocurre principalmente en el intestino delgado (requiere energía).

Digestión gástrica de las proteínas  

Rennina: o Llamada también quimosina, está ausente en adultos está involucrado en el cuajado de la leche. Pepsina: o Es secretada como pepsinógeno inactivo el cual posteriormente se convierte a pepsina por acción del ácido clorhídrico. Por acción de la pepsina, las proteínas son degradadas a proteosas y peptonas.

Digestión pancreática de las proteínas  

La secreción del jugo pancreático es estimulada por las hormonas peptídicas colecistoquinina y pancreozimina. El jugo pancreático contiene las endopeptidasas: o Tripsina: es activada por la enteroquinasa, cataliza la hidrolisis de los enlaces formados por los grupos carboxilo de Arg y Lis. o Quimotripsina: actúa sobre el quimotripsinogeno formando péptidos más pequeños. o Carboxipeptidasa: hidroliza los residuos producidos por la tripsina y la quimotripsina.

Digestión intestinal de las proteínas  

La digestión completa de los aminoácidos se lleva a cabo por las enzimas presentes en el jugo intestinal. Las células epiteliales del intestino contiene las enzimas: o Leucina aminopeptidasa: libera aminoácidos básicos y glicina del extremo amino terminal. o Prolina aminopeptidasa: remueve la prolina del extremo de los polipéptidos. o Dipeptidasas y tripeptidasas: esta llevan a cabo la digestión completa de las proteínas.

Ciclo de Meister (ciclo de gama-glutamil)    

Este ciclo se lleva a cabo en los intestinos, túbulos del riñón y en el cerebro, el cual consiste en la absorción de aminoácidos neutros. El tripeptido glutatión (GSH) reacciona con los aminoácidos para formar aminoácidos gamma-glutamil (dicha reacción es catalizada por la gamaglutamil transferasa). El aminoácido glutamil posteriormente se disocia para dejar el aminoácido libre. El resultado neto es la transferencia de un aminoácido a través de la membrana (este requerirá 3 ATP).

Aplicaciones Clínicas    

La deficiencia de la enzima 5-oxoprolinasa conduce a oxoprolinuria (aciduria piroglutámica). Los defectos en los sistemas intestinales de transporte de aminoácidos son vistos como errores innatos del metabolismo (ejemplo enfermedad de Hartnup, iminoglicinuria, cistinuria, etc.) La gastrectomía parcial, pancreatitis, carcinoma del páncreas y la fibrosis cística pueden afectar la digestión y la absorción de las proteínas. Enteropatía de pedida de proteínas: perdida excesiva de proteínas del suero a través del tracto intestinal.

Transporte de aminoácidos entre órganos  

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La degradación de proteínas en el musculo es la fuente de aminoácidos para los tejidos, mientras que el hígado es el sitio de disposición. En estado de aceleración: o El musculo libera principalmente alanina y glutamina, de los cuales la alanina es consumida por el hígado y la glutamina por los riñones. El hígado remueve el grupo amino y lo convierte en urea y el esqueleto de carbono es utilizado para la gluconeogénesis. En estado de alimentación: o Tanto los músculos como el cerebro consumen aminoácidos de cadena ramificada y liberan glutamina y alanina. La glutamina es liberada a los riñones para ayudar en la regulación del balance ácido-base mientras que la alanina es consumida en el hígado. Metabolismo general de los aminoácidos

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Reacciones anabólicas donde se sintetizan los aminoácidos. Síntesis de productos especializados (grupo heme, creatina, purinas, pirimidinas). Reacciones catabólicas para la degradación de aminoácidos. Transaminación: remoción del grupo amino para producir el esqueleto de carbono (cetoácido). El grupo amino liberado como amoniaco es destoxificado y excretado como urea. El esqueleto de carbono es utilizado para la síntesis de aminoácidos no esenciales, para la gluconeogénesis o para la oxidación completa.

Formación de amoniaco   

El primer paso en el catabolismo de los aminoácidos es la remoción del grupo amino como amoniaco (esta es la principal fuente de amoniaco). Es altamente tóxico. La destoxificación del amoniaco e por la conversión a urea y su excreción a través de la orina.

Transaminación 

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Es el intercambio del grupo α-amino entre un aminoácido alfa y un cetoácido alfa, formando un nuevo aminoácido alfa. Las enzimas que catalizan la reacción son las amino transferasas, estas contienen fosfato de piridoxal como grupo prostético. Esta reacción es reversible. Aminoácido 1 + cetoácido 2  aminoácido 2 + cetoácido 1 Por medio de la transaminación todos los aminoácidos no esenciales se pueden sintetizar en el cuerpo a partir de los cetoácidos disponibles de otras fuentes. La lisina, treonina y prolina no se transaminan.

Trans-desaminación  

Es la transaminación seguida de una desaminación oxidativa y consiste también en la liberación de un grupo amino. Tiene lugar en el citoplasma, el grupo amino es transportado al hígado como ácido glutámico que posteriormente es desaminado oxidativamente en las mitocondrias de los hepatocitos.

Desaminación oxidativa del glutamato  

Solo las mitocondrias del hígado contienen glutamato deshidrogenasa que desamina el glutamato a α-cetoglutarato más amoniaco. Todos los aminoácidos primero son transaminados a glutamato que posteriormente será desaminado (transdesaminación).

Desaminaciones no oxidativas 

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Deshidratasas: remueven el amoniaco de los siguientes compuestos: o Serina  piruvato o Treonina  alfa cetoácido butírico Desulfhidrasa: sufren trans-sulfuración. o Cisteína  piruvato La histidina forma ácido urocánico, este catalizado por la histidasa.

Ciclo de la urea (ciclo de la ornitina) 

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Paso 1: formación del carbamoil fosfato o Se condensa una molécula de amoniaco para formar cabamoil fosfato (catalizado por la enzima mitocondrial carbamoil fosfato sintetasa-I) Paso 2: formación de citrulina o Esta reacción también es mitocondrial. El grupo carbamoil es transferido al grupo NH 2 de la ornitina por la ornitina transcarbamoilasa. o La citrulina abandona la mitocondria y el resto de las reacciones tiene lugar en la mitocondria. Paso 3: formación del argininosuccinato o Una molecula de ácido aspártico se une a la citrulina (catalizado por la argininosuccinato sintetasa). o El PPi es un inhibidor de este paso. Paso 4: formación de arginina o El argininosuccinato es hidrolizado por la argininosuccinato liasa a arginina y fumarato. o La enzima es inhibida por el fumarato. o El fumarato puede irse a ciclo de Krebs para convertirse en malato y luego a oxaloacetato para ser transaminado a aspartato. Paso 5: formación de urea o Se hidroliza la arginina a urea y ornitina por la arginasa. o La ornitina regresa a la mitocondria para repetir el proceso.

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La reacción global del ciclo se resume como: NH3 + CO2 + Aspartato  urea + fumarato El gasto neto de energía es de 1.5 fosfatos de alta energía.

Regulación del ciclo de la urea  

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Regulación ordinaria: o Los niveles de enzimas cambiaran según sea el contenido de proteínas en la dieta. Regulación específica: o El principal paso regulatorio es catalizado por la carbamoil fosfato sintetasa-I (CPS-I), donde el efector positivo es el N-acetil glutamato (NAG). Compartimentalización: o El efecto inhibitorio del fumarato en su propia formación es minimizado debido a que la argininosuccinato liasa se encuentra en el citoplasma, mientras que la fumarasa está en la mitocondria.

Desordenes del ciclo de la urea 

Una deficiencia de cualquier enzima del ciclo de laurea resultaría en una hiperamonemia....