Unidad I - Metabolismo del Nitrógeno - IBQA - Vázquez Ortega Luis Alberto PDF

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Unidad I - Metabolismo del Nitrógeno - IBQA - Vázquez Ortega Luis Alberto

IBQA - V O L A Bioquimica Del Nitrogeno Y Regulacion Genetica. Unidad I Metabolismo del Nitrógeno Unidad II Metabolismo de Nucleótidos Unidad III - Control y Regulación Metabólica Unidad IV Estructura de los Ácidos Nucleidos Unidad V Mecanismos de Replicación y Regulación Genética Mapa del sitio

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Unidad I - Metabolismo del Nitrógeno 1.1 Metabolismo del nitrógeno. 1.2 Degradación de aminoácidos 1.3 Excreción de nitrógeno y el ciclo de la urea. 1.4 El ciclo del nitrógeno. 1.5 Biosíntesis de aminoácidos. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ciclo de la urea

Ciclo de la Urea

1.1 – Metabolismo del nitrógeno. Contrario de las grasas y los carbohidratos, los aminoácidos no se almacenan en el organismo, por lo tanto los aminoácidos deben de obtenerse de la dieta, sintetizarse o producirse a partir de la degradación normal de proteínas. La La primera primera fase fase del del catabolismo catabolismo consiste consiste en en lala eliminación eliminación de de los los grupos grupos alfa-aminos, alfa-aminos, para para producir produci amoniaco amoniaco yy elel alfa-cetoácidos alfa-cetoácidos correspondiente, correspondiente, elel esqueleto esqueleto de de carbono carbono de de los los aminoácidos. aminoácidos.Una parte del amoniaco libre se excreta con la orina, pero la mayor parte se usa en la síntesis de urea (forma de excreción de nitrógeno). En la segunda fase del catabolismo de aminoácidos, los esqueletos de carbono de los alfacetoácidos se convierten en productos intermediarios comunes de las rutas metabólicas que producen energía. Digestión de las proteínas de la dieta: Lamayor mayorparte partedel delnitrógeno nitrógenode delaladieta dietase seconsume consumeen enforma formade deproteínas. proteínas. Por lo La general las proteínas son demasiado grandes para poder ser absorbidas por el intestino. Por lo tanto, deben ser hidrolizadas a los aminoácidos que las componen, https://sites.google.com/site/bioquimicaii3bq5/home/unidad-i---metabolismo-del-nitrogeno

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los cuales si pueden ser absorbidos. Las enzimas proteolíticas responsables de la degradación de proteínas se producen en tres órganos diferentes: el estomago, el páncreas y el intestino delgado. La digestión de las proteínas comienza en el estomago, que segrega el jugo gástrico, una disolución que contiene acido clorhídrico y la proenzima pepsinógeno. Acido clorhídrico: el acido del estomago esta demasiado diluido como para hidrolizar proteínas. La función del acido es mas bien destruir algunas bacterias y desnaturalizar las proteínas, lo que las hace mas sensibles a la hidrólisis subsiguiente que llevan acabo las proteasas.

· El nitrógeno reducido se incorpora en aminoácidos y luego en biomoléculas. ·

El nitrógeno se incorpora en las moléculas a través de glutamato.

· Glutamato y glutamina son los donantes de nitrógeno en muchas reacciones de síntesis. ·

Sintetasa de glutamina es el punto principal de regulación.

·

Glutamato produce glutamina.

1.2 – Degradación de aminoácidos. El catabolismo de los aminoácidos tiene lugar, en gran parte, en el hígado, aunque el riñón también es significativamente activo. Hay 20 rutas catabólicas diferentes para la degradación de cada uno de los a.a estándar. En el hombre estas rutas degradativas individuales de los aminoácidos sólo aportan del 10 al 15% de la producción energética corporal. Por lo tanto, son mucho menos activas que la glucólisis y la oxidación de ácidos grasos. La actividad de las rutas catabólicas puede variar mucho de un aminoácido a otro, según el equilibrio entre las necesidades para los procesos biosintéticos y la cantidad disponible de un aminoácido dado.

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Los esqueletos carbonados de 10 de los aminoácidos se degradan, total o parcialmente, dando en último término acetil-CoA. 5 aminoácidos se convierten en αcetoglutarato, 4 en succinil-CoA, 2 en fumarato y 2 en oxalacetato.

Primera etapa del catabolismo de los aminoácidos: Transaminación: transferencia de un grupo amino a un ceto-ácido (transaminasas o aminotransferasas, cofactor: fosfato de piridoxal).

Desaminacion oxidativa: Se remueve el grupo amino como amoníaco libre, que se considera como la principal vía de salida del amoníaco (dehidrogenasa de glutamato y oxidasas).

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Los aminoácidos actúan como: Constituyentes de proteínas, así como precursores de otras importantes biomoléculas tales como hormonas, las purinas, pirimidinas, porfirinas, y algunas vitaminas. Fuente energética, cuando son ingeridos en exceso, reemplazando a las proteínas corporales. Combustible, al perder el grupo amino, sus esqueletos carbonados residuales tienen dos destinos principales: 1) La conversión en glucosa (gluconeogénesis). 2) La oxidación a CO2 a través del ciclo del acido cítrico. 1.1 – Excreción del nitrógeno y ciclo de la urea. Los átomos de nitrógeno de los grupos amino, separados de los aminoácidos durante su degradación oxidativa son finalmente excretados por la orina en forma de urea, amoniaco y ácido úrico.

Ciclo de la urea. La urea, se sintetiza en el hígado por las enzimas del ciclo de la urea, que es secretada al torrente sanguíneo y filtrada en los riñones para excretarse en la orina. Los dos átomos de nitrógeno de la urea son aportados por el aspartato y el amonio, los átomos de carbono, provienen del ácido carbónico. En el ciclo intervienen 5 reacciones, dos son mitocondriales y tres citosólicas.

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1.1 – Ciclo del Nitrógeno. Los organismos emplean el nitrógeno en la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN) y otras moléculas fundamentales del metabolismo. Su reserva fundamental es la atmósfera, en donde se encuentra en forma de N2, pero esta molécula no puede ser utilizada directamente por la mayoría de los seres vivos, excepto por algunas bacterias. Esas bacterias y algas cianofíceas que pueden usar el N2 del aire juegan un papel muy importante en el ciclo de este elemento al hacer la fijación del nitrógeno. De esta forma convierten el N2 en otras formas químicas (nitratos y amonio) asimilables por las plantas. El amonio (NH4+) y el nitrato (NO3-) lo pueden tomar las plantas por las raíces y usarlo en su metabolismo. Usan esos átomos de N para la síntesis de las proteínas y ácidos nucleicos. Los animales obtienen su nitrógeno al comer a las plantas o a otros animales. En el metabolismo de los compuestos nitrogenados en los animales acaba formándose ión amonio que es muy tóxico y debe ser eliminado. Esta eliminación se hace en forma de amoniaco (algunos peces y organismos acuáticos), o en forma de urea (el hombre y otros mamíferos) o en forma de ácido úrico (aves y otros animales de zonas secas). Estos compuestos van a la tierra o al agua de donde pueden tomarlos de nuevo las plantas o ser usados por algunas bacterias. Algunas bacterias convierten amoniaco en nitrito y otras transforman este en nitrato. Una de estas bacterias (Rhizobium) se aloja en nódulos de las raíces de las leguminosas (alfalfa, alubia, etc.) y por eso esta clase de plantas son tan interesantes para hacer un abonado natural de los suelos.

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Procesos del ciclo del nitrógeno. ·

Fijación: § Es el proceso en el cual el nitrógeno de la atmosfera es incorporado a amoniaco y luego a compuestos orgánicos. § La fijación ocurre por el complejo nitrogenasa, utilizando ATP.

·

Nitrificacion:

Reducción de nitrato a amoniaco (reductasa de nitrato). ·

Denitrificacion:

Nitrato y nitrilo devuelven nitrógeno a la atmosfera.

1.1 – Biosíntesis de aminoácidos. La biosíntesis de aminoácidos consiste en crear nuevos aminoácidos a partir de otros intermediarios metabólicos. Todos los aminoácidos pueden ser sintetizados, como en el caso de plantas leguminosas y la bacteria E. coli, pero la mayoría de los organismos no pueden sintetizar todos los aminoácidos, tal es el caso de los humanos que junto con la rata albina sólo son capaces de sintetizar 10 de los 20 aminoácidos, a los que se les llama esenciales, éstos que cumplen importantes funciones en el cuerpo, pero deben ser consumidos en la dieta. Las vías de síntesis están sujetas a inhibición alostérica de sus enzimas. La síntesis de aminoácidos ocurre en caso de que el organismo no tenga suficiente ingesta de proteínas para https://sites.google.com/site/bioquimicaii3bq5/home/unidad-i---metabolismo-del-nitrogeno

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degradar en aminoácidos durante un periodo extendido de tiempo. Esta vía es el último recurso ya que hay un gran costo energético y no es conveniente a menos que el organismo se encuentre bajo situaciones de ayuno extremo.

Intermediarios de la síntesis de aminoácidos. los aminoácidos esenciales se pueden clasificar de acuerdo al intermediario que sirven como sustrato para su síntesis. estos intermediarios son 6 muy importantes:

Sintesis de Glutamato: La síntesis de L-Glutamato es una reacción de gran importancia para las rutas de síntesis de los aminoácidos. y es a partir de amoniaco y α-cetoglutarato en presencia de NAD(P)H y catalizada por la enzima Glutamato deshidrogenasa

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Regulación de las rutas metabólicas. Inhibición alostérica multivalente de la glutamina sintetasa. Aunque la glicina y alanina no son productos directos del metabolismo de la glutamina, son inhibidores muy potentes, lo que sugiere que los niveles de en el estado estacionario de la glicina y alanina en la célula, están estrechamente relacionados con la síntesis de la glutamina.

Biosíntesis de aminoácidos a partir de α-cetoglutarato.

Biosíntesis de aminoácidos a partir de 3-fosfoglicerato.

Biosíntesis de aminoácidos a partir de oxalacetato.

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Biosíntesis de aminoácidos a partir de Piruvato.

Biosíntesis de aminoácidos a partir de fosfoenolpiruvato y eritrosa-4-fosfato.

Biosíntesis de aminoácidos a partir de ribosa-5-fosfato.

Enfermedades desencadenadas por el mal funcionamiento del metabolismo de aminoácidos.

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