+ + + + NH

METABOLISMO
DE
AMINOÁ
AMINOÁCIDOS Y
PROTEÍ
PROTEÍNAS
AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS
R
R
+
H3N - CH - CO - NH - CH - CO - NH - CH - CO - NH - CH - CO - NH - CH - COO
R
n
+
H3N - CH - COO
R
+
H 3N
R
R
Proteína
-
-
Aminoácidos
CADENA HIDROCARBONADA
( C, H y O)
DEGRADACIÓN DE AMINOÁCIDOS Y
PROTEÍNAS EN PLANTAS
COMO RESULTADO DEL INTERCABIO DE PROTEÍNAS O
DEGRADACIÓN DE PROTEÍNAS ALMACENADAS EN SEMILLA
FINALIDAD EXCLUSIVA DE CUBRIR LAS NECESIDADES PARA LA
BIOSÍNTESIS DE OTRAS PROTEÍNAS, ÁCIDOS NUCLEICOS Y OTRAS
MOLÉCULAS NECESARIAS PARA EL CRECIMIENTO
RECICLAN VIRTUALMENTE TODOS LOS GRUPOS AMINO (-NH2)
POR LO QUE NO SE PRODUCE EXCRECIÓN.
DEGRADACIÓN DE PROTEÍNAS YAMINOÁCIDOS
PROTEÍNAS INTRACELULARES
HIDRÓLISIS
(por medio de enzimas hidrolíticas)
AMINOÁCIDOS
DESTINO DEL GRUPO AMINO
NH4+
DESTINO DE LA CADENA
HIDROCARBONADA
α- CETOÁCIDOS
GLUCOSA
Gluconeogénesis
Biosíntesis de:
otros a.a,
nucleótidos,
aminas biológicas
C. De Krebs
TRANSAMINACIONES
+
NH3
O
O
transaminasa
R-CH-COO- + -OOC-(CH2)2-C-COOα-cetoglutarato
aa
PLP
+
NH3
R-C-COO- +-OOC-(CH2)2-CH-COOα-cetoácido
glutamato
ENZIMAS: transaminasas o aminotransferasas
COENZIMA: fosfato de piridoxal o piridoxalfosfato
GPT: Glutamato Piruvato transaminasa o Alaninaminotransferasa
+
NH3
CH3-CH-COO-
O
-
OOC-(CH 2 )2 -C-COO
alanina
-
α-cetoglutarato
+
O
GPT
CH3-C-COO- +
P.L.P.
piruvato
NH3
-
OOC-(CH2)2-CH-COOglutamato
GOT: Glutamato Oxalacetato transaminasa o Aspartatoaminotransferasa
+
NH3
-
OOC-CH-CH2-COO- +
aspartato
O
-
OOC-(CH2)2-C-COOα-cetoglutarato
GOT
P.L.P.
O
+
NH3
OOC-C-CH2-COO- + OOC-(CH2)2-CH-COO
-
oxalacetato
glutamato
AMINOÁCIDOS
α - CETOGLUTARATO
TRANSAMINASAS
GLUTAMATO
Dador de grupos aminos (NH2)
OTROS AMINOÁCIDOS
NUCLEÓTIDOS
AMINAS BIOLÓGICAS
SÍNTESIS DE AMINOÁ
AMINOÁCIDOS Y PROTEÍ
PROTEÍNAS
CADENAS HIDROCARBONADAS
NH4 +
+
NH3
-
OOC-(CH2)2-CH-COO-
GLUTAMATO
AMINOÁCIDOS
Biosíntesis de proteínas: proceso complejo donde
participan el ADN, ARNm, ARNt y ribosomas.
PROTEÍNAS
BIOSÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS
Para la síntesis de los aminoácidos no solo son necesario C, H y O (Cadena
Hidrocarbonada) como en los lípidos y glúcidos sino también NITRÓGENO.
El Nitrógeno puede provenir de otros aminoácidos, pero en los vegetales
principalmente proviene del medio como N2 de la atmósfera, NO3- del suelo y, en
menor %, NH4+ también del suelo.
El primer compuesto orgánico nitrogenado que se forma es el Glutamato y es el
principal dador de grupo amino
La Cadena Hidrocarbonada que recibe el grupo amino proviene de distintos
metabolitos de diferentes vías según el aminoácido
FAMILIAS BIOSINTÉTICAS
(Origen de las Cadenas Hidrocarbonadas)
1) α- cetoglutarato (C. de Krebs)
Ej: Glutamato
2) 3-fosfoglicerato (Glicólisis)
3) Oxalacetato (C. de Krebs)
Ej: Glicina
Ej: Aspartato
4) Fosfoenolpiruvato (Glicólisis) + eritrosa-4-fosfato
5) Piruvato (Glicólisis)
6) Ribosa-5-fosfato (C. de las Pentosas Fosfato)
Ej: Triptófano
Ej: Alanina
Ej: Histidina
(de la bacteria)
1º- Activación de la Fep
Dinotrogenasa
Reductasa
2º- Formación del
Complejo transitorio
Fep- MoFep
3º-Separación de Fep y MoFep
Dinotrogenasa
Propiamente
dicha
1º Unión del
N2 a la MoFep
4º-Reducción del sustrato
Para síntesis
(N2 orgánico)
SISTEMA DE LA NITROGENASA
ECUACIÓN:
N2 + 10 H+ + 8 e- + 16 ATP
2 NH4+ + 1H2 + 16 ADP + 16 Pi
REGULACIÓN:
1- O2 produce la destrucción de las enzimas
2- presencia de NO33- Bajas concentraciones de ATP y NADH, disminuye la actividad
4- Altas concentraciones de ATP y NADH, aumenta la actividad
ORGANISMOS FIJADORES DE NITRÓGENO
Algunas algas verdes Azuladas
Agentes no Simbióticos
ó de Vida Libre
Algunas levaduras
Algunas bacterias
Plantas leguminosas con bacterias
(género Rizobium)
Agentes Simbióticos
Plantas no Leguminosas con Hongos ó Algas
Plantas leguminosas con bacterias (género Rizobium)
REDUCCIÓN ASIMILATORIA DEL NO3(EN PLANTAS Y HONGOS)
1ª Etapa reducción de NO3- a NO2-. Enzima: NITRATO REDUCTASA
(citoplasma)
NAD(P) + H+
NAD(P)
FAD
Mo5+
FADH2
Mo6+
NO3NO2-
2ª Etapa reducción de NO2- a NH4+. Enzima: NITRITO REDUCTASA
(cloroplasto)
FERREDOXINA (Red.)
NO2+
(NADPH + H )
FERREDOXINA (Oxid.)
(NADP+)
NH4+.
FORMACIÓN DE NITRÓGENO ORGÁNICO
Los vegetales tienen 2 maneras de incorporar el Nitrógeno inorgánico (NH4+) al
α- cetoglutarato para transformarlo en Nitrógeno orgánico (glutamato)
1) Vía de las dos enzimas
+
NH3
OOC-(CH2)2-CH-COO- + NH4+ + ATP
O
-
glutamato
O
OOC-(CH 2 )2 -C-COO
sintetasa
C-(CH2)2-CH-COO- + ADP + Pi + H+
NH2
+
-
+
NH3
glutamina
-
α-cetoglutarato
+
O
glutamina
+
NH3
C-(CH2)2-CH-COO
+
-
+ glutamato
+ NAD(P)H + H
NH2
sintasa
NH3
2
-
OOC-(CH2)2-CH-COO-
glutamato
glutamina
+ NAD(P)+
α-cetoglutarato +
NH4+ + ATP + NAD(P)H
glutamato + ADP
Los animales poseen la glutamina sintetasa, pero no la glutamato sintasa
FORMACIÓN DE NITRÓGENO ORGÁNICO
2) Vía de la Glutamato Deshidrogenasa
O
+
NH3
GD
-
OOC-(CH2)2-C-COO- + NAD(P)H + NH4+
α-cetoglutarato
-
OOC-(CH2)2-CH-COO-
+ NAD(P)+ + H2O
glutamato
Enzima: glutamato deshidrogenasa
Coenzima: NAD+ ó NADP+
Las bacterias del suelo y los vegetales utilizan principalmente la vía de
las dos enzimas para incorporar NH4+. Esto se debe al alto Km por el amonio
que presenta la Glutamato deshidrogenasa.
TRANSAMINACIONES
+
NH3
O
R-C-COO
-
α-cetoácido
+
NH3
TRANSAMINASA
-
+ OOC-(CH2)2-CH-COO
-
O
R-CH-COO- +
P.L.P.
glutamato
-
OOC-(CH2)2-C-COO-
aminoácido
α-cetoglutarato
P.L.P: Piridoxal fosfato
GPT: Glutamato Piruvato transaminasa o Alaninaminotransferasa
+
O
NH3
-
CH3-C-COO- + OOC-(CH2)2-CH-COO
piruvato
-
+
NH3
P.L.P.
O
CH3-CH-COO-+ OOC-(CH 2 )2 -C-COO
-
GPT
alanina
glutamato
-
α-cetoglutarato
GOT: Glutamato Oxalacetato transaminasa o Aspartatoaminotransferasa
O
+
NH3
-
OOC-C-CH2-COO- + -OOC-(CH2)2-CH-COOoxalacetato
glutamato
+
GOT
P.L.P.
NH3
O
-
OOC-CH-CH2-COO- + -OOC-(CH2)2-C-COOaspartato
α-cetoglutarato
SÍNTESIS DE AMINOÁ
AMINOÁCIDOS Y PROTEÍ
PROTEÍNAS
CADENAS HIDROCARBONADAS
(Familias biosintéticas)
NH4 +
+
NH3
-
OOC-(CH2)2-CH-COO-
GLUTAMATO
AMINOÁCIDOS
Biosíntesis de proteínas: proceso complejo donde
participan el ADN, ARNm, ARNt y ribosomas.
Etapas: Transcripción y Traducción.
PROTEÍNAS
BIOSÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS
Para la síntesis de los aminoácidos no solo son necesario C, H y O (Cadena
Hidrocarbonada) como en los lípidos y glúcidos sino también NITRÓGENO.
El Nitrógeno puede provenir de otros aminoácidos, pero en los vegetales
principalmente proviene del medio como N2 de la atmósfera, NO3- del suelo y, en
menor %, NH4+ también del suelo.
El primer compuesto orgánico nitrogenado que se forma es el Glutamato y es el
principal dador de grupo amino
La Cadena Hidrocarbonada que recibe el grupo amino proviene de distintos
metabolitos de diferentes vías según el aminoácido
FAMILIAS BIOSINTÉTICAS
(Origen de las Cadenas Hidrocarbonadas)
1) α- cetoglutarato (C. de Krebs)
Ej: Glutamato
2) 3-fosfoglicerato (Glicólisis)
3) Oxalacetato (C. de Krebs)
Ej: Glicina
Ej: Aspartato
4) Fosfoenolpiruvato (Glicólisis) + eritrosa-4-fosfato
5) Piruvato (Glicólisis)
6) Ribosa-5-fosfato (C. de las Pentosas Fosfato)
Ej: Triptófano
Ej: Alanina
Ej: Histidina
CLOROPLASTO
α-cetoácidos
NADP+
2Glutamato
Transaminasas
Aa
Fd Red
Glutamato sintasa
α-cetoglutarato
NADPH+H+
Fd Ox
glutamina
Síntesis de
Proteínas
Glutamina sintetasa
glutamato
N2 fijado por el Sistema
NH4+
de la Nitrogenasa
FADH2
Mo6+
NO2-
Nitrato reductasa
NAD(P) + H+
FAD
ATP
Federroxina Ox
Nitrito reductasa
NO2-
NAD(P)
ADP + Pi
Mo5+
NO3-
Federroxina Red
T
I
L
A
C
O
I
D
E
HOJA
SEMILLA
NH4+
SINTESIS
PROTEÍNAS DE
RESERVA
DEGRADACIÓN
(SENESCENCIA)
SINTESIS
PROTEÍNAS
FLOEMA
AMINOÁCIDOS
AMINOÁCIDOS
NO2-
XILEMA
FLOEMA
NO3NO3Vacuola
RAÍZ
PROTEÍNAS
NO3-
NO3-
AMINOÁCIDOS
NO2-
NH4+
NH4+