Tema 16. Síntesis y degradación de aminoácidos PDF

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TEMA 16: Y DE hacemos con el esqueleto carbonado? Tenemos 20 diferentes cada uno con una cadena carbonatada agruparlos Es muy de los en base si pueden ser o no precursores para la de glucosa. Los y los (precursores para la de y cuerpos Los segundos los carbonos a unos compuestos y de ninguna manera ...

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TEMA 16: SÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DE AMINOÁCIDOS ¿Qué hacemos con el esqueleto carbonado? Tenemos 20 aminoácidos diferentes cada uno con una cadena carbonatada única. ¿Podemos agruparlos metabólicamente? Es muy difícil.

División de los aminoácidos en base si pueden ser o no precursores para la síntesis de glucosa. Los glucogénicos y los cetogénicos (precursores para la síntesis de lípidos y cuerpos cetónicos). Los segundos darán los carbonos a unos compuestos y de ninguna manera serán precursores para la síntesis de glucosa. La isoleucina, leucina y triptófano darán lugar a acetil CoA y no podrán sintetizar glucosa, pero a partir de él sí podemos formar lípidos. Acabarán formando acetoacetil CoA que darán lugar a dos moléculas de acetil CoA. Los primeros son los que entran en el ciclo de Krebs o a partir de moléculas que llegan al ciclo en procesos de post-carboxilación. Hay unos que nos entran en forma de piruvato. El piruvato puede formar a oxalacetato y puede entrar en el ciclo de Krebs, con lo cual estos aminoácidos son potencialmente glucogénicos. Los que han tenido un proceso de descarboxilación oxidativa entran por medio de alfa ceto glutarato, pero aún les queda un grupo carboxil. Otros en forma de oxalacetato, fumarato o succinil CoA. El triptófano según cuando será glucogénico o cetogénico. También sucede isoleucina.

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Hay otra clasificación por familias. La C2 refiriéndose a los aminoácidos de manera directa o indirecta forman el acetil – CoA con dos carbonos de ahí el nombre de familia C2. La familia C3 da piruvato.

FAMILIA C2. ACETIL-COA Los aminoácidos de cadena ramificada solo pueden ser metabolizados en tejidos con transaminasas específicos para estos aminoácidos. Estas transaminasas utilizan el alfa cetoglutarato como aceptor del grupo amino. Se da un segundo proceso, que es una descarboxilación oxidativa. Se forma potencial reductor en forma de NAD y FAD, está catalizada por un enzima que mantiene muchas similitudes con la piruvato deshidrogenasa. Evolutivamente estas funciones de descarboxilación oxidativa han tenido gran éxito. Cuando hay una deficiencia se forman ceto ácidos correspondientes a aminoácidos de cadena ramificada y se genera un excedente. Formación de un enlace doble tras la descarboxilación. El hidroximetilglutaril CoA participa en el metabolismo del colesterol y de los cuerpos cetónicos y aparece en el tramo final, y por acción de una tiolasa se formarán 6 carbonos en forma de 3 moléculas de acetil-CoA.

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FAMILIA C3. PIRUVATO Algunos de los aminoácidos como el triptófano con una estructura compleja. La glicina tiene diferentes tipos de metabolismo, uno de ellos es de metilación en el que a partir de glicina se forma serina y a partir de la serina deshidratasa obtendremos piruvato. En el caso de la treonina es un proceso de oxidación y descarboxilación.

FAMIILIA C4 – O Oxalacetato

FAMILIA C4 – S – SUCCINIL COA

FAMILIA C4 – F – FUMARATO Fenilcetonuria  primer error innato del metabolismo del que se detectó el defecto bioquímico. Por acción de la fenilalanina hidroxilasa. La alcaptonuria es otro problema congénico relacionado con el defecto de la dioxigenasa. Proporcionó un defecto genético en una enfermedad humana. Finalmente actúa una hidrolasa. El acetoacetato y el fumarato pueden ser cetogénicos o glucogénicos. 3

FAMILIA C5. ALFA-CETOGLUTARATO

Nos generan problemas neurológicos estos aminoácidos. Como el albinismo, la fenilcetonuria… El albinismo está relacionado con las oxigenasas del metabolismo de la tirosina. La tirosina es precursor de la síntesis de melanina. Si hay un defecto no la sintetizará. La alcaptonuria problema de la dioxigenasa. Cualquier intermediario de los aminoácidos da problemas. BIOSÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS En 10 aminoácidos hay pocos pasos para su síntesis a partir de los precursores, pero otras vías son muy complicadas. De estas últimas se desprende el concepto de ESENCIALIDAD. Hay 10 aminoácidos que nos cuesta poco generarlos, pero otros requieren de otros aminoácidos, o procesos más complejos. La esencialidad también depende de si estamos en un proceso de desarrollo o no. Los productos finales no siempre son el punto de inicio para la biosíntesis de los aminoácidos. El del alfa cetoglutarato sí que sería un producto final. En el caso del piruvato… El oxalacetato también, es el precursor de unos cuantos, pero algunos son esenciales porque tienen un metabolismo complicado. En el caso de la tirosina y fenilalanina necesitamos dos precursores.

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LOS AMINOÁCIDOS COMO MOLÉCULAS PRECURSORAS Glutatión importante para la protección de las células ante una excesiva oxidación.

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Cuando el hígado no funciona bien, la degradación de la bilirrubina está afectada y no lo hace.

Hidroxilación de la tirosina. Fosfato de piridoxal actúa como cofactor. La dopamina es deficitaria en situaciones de párkinson. A partir de la dopamina podemos sintetizar hormonas. Inicialmente tenemos un proceso de hidroxilación. Donador de los grupos metil por parte de la norapinefrina. Descarboxilación del glutamato por la glutamato descarboxilasa y actuando también el fosfato de piridoxal se forma un segundo mensajero de señales sinápticas: GABA. Cuando hay bajos niveles de este se producen epilepsias. Otra situación sería la síntesis de la histamina. El triptófano es precursor para la síntesis de hidroxitriptófano. A partir de este actúa descarboxilasa y se genera serotonina (neurotransmisor con múltiples funciones como en situaciones depresivas).

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POLIAMINAS Se sintetizan a partir de metionina y ornitina. Se incorpora ATP a la metionina y se forma adenosil metionina. Descarboxilación se forma adenosina. La ornitina se descarboxila y forma diamina (putrefacción, olor carne muerta). A través de transferasas, entrar carbonos en el extremo y queda una triamina con tres grupos amino. Y después se forma tetramina. Estas aminas son importantes como estabilizadores del DNA y tiene también funciones reguladoras.

SÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DE NUCLEÓTIDOS

ESTRUCTURA DE LOS NUCLEÓTIDOS

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RELACIÓN ENTRE EL METABOLISMO DE LA GLUCOSA Y LA SÍNTESIS DE NUCLEÓTIDOS Necesitamos donadores de grupos aminos y son los aminoácidos. Para las purinas necesitaremos glicinas, glutaminas y ácido aspártico. Para las pirimidinas donadores serán el ácido aspártico y glutamina. SÍNTESIS DE NUCLEÓTIDOS 1. SÍNTESIS DE NOVO. A partir de sus precursores biosintéticos. Vías muy conservadas. Nos centraremos en esta. 2. RUTAS DE RECUPERACIÓN. A partir de los productos de la degradación de ácidos nucleicos (bases libres / nucleósidos).

PURINAS Y PIRIMIDINAS Los procesos de ambas son totalmente diferentes. En el primero, se inicia a partir de la pentosa ribosa y se empieza a sintetizar el doble anillo que configurará las purinas. Después llegará a especializar y a formar cada uno de los nucleótidos. En las pirimidinas habremos de sintetizar primero el anillo y después añadir la pentosa, es totalmente diferente.

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BIOSÍNTESIS DE PURINAS: se hidroliza un ATP, el pirofosfato queda incorporado en posición 1. Una glutamina entra y será donadora de un grupo amino y se quedará donde estaba el pirofosfato que saldrá afuera. Entran los carbonos de la glicina, se rompe de nuevo una molécula de ATP., se unirá el grupo amino y el grupo carboxil de la glicina y queda incorporado sobre la pentosa. Estamos empezando a sintetizar uno de los anillos. Entra un grupo formil, a partir de un donador el tetra hidro polar, lo cederá al anillo que se está estructurando. Entra una glutamina en el carbono totalmente oxidado. Nueva rotura de ATP, y ahora tenemos una situación en la que se establece el cambio de unión, un doble enlace, hemos conseguido cerrar el primer anillo de la purina. Ahora hemos de construir el segundo, entra un carbono como grupo carboxil. Nueva rotura de ATP, y entra aspartato, y en la segunda reacción se rompe unión del carbono y del grupo amino, y los carbonos salen en forma de fumarato. Ahora falta añadir un grupo formil a partir del tetra hidro polar, y seguimos en otra diapositiva. En un proceso de pérdida de agua, conseguimos cerrar el segundo anillo. De IMP a AMP, y de IMP a GMP (proceso de oxido-reducción, entra glutamina y nueva rotura de ATP).

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BIOSÍNTESIS PIRIMIDINAS: Primera reacción similar a la del ciclo de la Urea. ¿Qué diferencias hay? El carbomil P sintasa II en la urea es la I, en este caso es enzima citosólico no mitocondrial, y además entra un carbono pero el nitrógeno no entra como grupo amino viene seguido de una glutamina. Actuación transcarbamilasa. Se pierde un grupo fosfato. La dihidrooratasa cierra el anillo y se forma dihidroorotato, y en un proceso de óxido-reducción, y se sintetiza así el orotato. Este en exceso se elimina por la orina. Importante en el caso clínico. Cuando tenemos el anillo hecho ahora entra el fosfato en forma de fosfo-ribosil pirofosfato. En esta reacción cuando se incorpora la base nitrogenada se forma OMP. Ahora tenemos un proceso de descarboxilación y se forma así la UMP. Para poder llegar a la CTP, pasamos de UDP después a UTP, y ahora incorporamos un nuevo grupo amino proveniente de la glutamina, se genera glutamato y tenemos finalmente la CTP.

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