Oxidación de aminoácidos (AA) Sección Bioquímica Facultad de Ciencias 2015 Oxidación en 3 situaciones metabólicas Durante la síntesis y degradación normal de proteínas celulares (recambio proteico). Cuando los AA ingeridos exceden las necesidades para síntesis de proteínas, el excedente se cataboliza. Los AA no se pueden almacenar. Durante la inanición o en la diabetes mellitus, no hay glúcidos disponibles o no se usan correctamente. Catabolismo de AA en mamíferos Los grupos amino y el esqueleto carbonado siguen rutas separadas pero interconectadas. El grupo amino se desvía hacia rutas del metabolismo del grupo amino. Catabolismo del grupo amino Hígado Imagen tomada y adaptada de “Principios de Bioquímica”, Lehninger (quinta edición). Formas de excreción del nitrógeno Organismos amonotélicos (amoníaco, en forma de ión amonio) Organismos ureotélicos (urea) Organismos uricotélicos (ácido úrico) Primer paso: transaminación de L-AA PLP: piridoxal fosfato, forma coenzimática de la vitamina B6 Imagen tomada y adaptada de “Principios de Bioquímica”, Lehninger (quinta edición). Aminotransferasa o transaminasa La transaminación recolecta los grupos amino de diferentes aminoácidos en el glutamato (dador de grupos amino para rutas biosintéticas y rutas de excreción). Determinación de lesiones tisulares Alanina transaminasa Aspartato transaminasa Enzimas que se miden en suero para determinar daño cardíaco o hepático. El glutamato libera su grupo amino como amonio El grupo amino que se transfirió al α-cetoglutarato en la reacción de transaminación se libera como amonio por una reacción de desaminación oxidativa que lleva a cabo la glutamato deshidrogenasa. Transaminasa Glutamato deshidrogenasa Transaminasa Glutamato deshidrogenasa α-cetoglutarato NH4 Transporte de amonio en forma de glutamina El exceso de amonio de los tejidos se transporta hasta el hígado en la forma de glutamina, sintetizada desde glutamato por la glutamina sintetasa. ATP NH4+ Eliminación como urea (ciclo de la urea) HIGADO Una vez en la mitocondria hepática, la glutamina libera el amonio y se transforma en glutamato, por acción de la glutaminasa. Ciclo de la glucosa-alanina Hepatocito La urea se produce a partir de amonio en 5 pasos Conexiones entre los ciclos de la urea y de Krebs Genera ATP, reduce el costo energético de producir urea Imagen tomada y adaptada de “Principios de Bioquímica”, Lehninger (quinta edición). Regulación del ciclo de la urea Dependiente del flujo de nitrógeno de la dieta Regulación alostérica de la primer enzima de la ruta (carbamil fosfato sintetasa I), es activada por el N-acetilglutamato. Destino de los esqueletos carbonados Sólo Leucina y Lisina son exclusivamente cetogénicos Los AA ramificados no se degradan en el hígado Valina, Isoleucina y Leucina se oxidan como combustible en el músculo, cerebro, riñón y tejido adiposo. Interviene una aminotransferasa de cadena ramificada y un complejo de la α-cetoácido de cadena ramificada deshidrogenasa. Resumiendo La oxidación de los aminoácidos implica la liberación del grupo amonio y su incorporación al α-cetoglutarato para formar glutamato. Las enzimas responsables se conocen como transaminasas. En los vertebrados, el amonio excedente se transporta al hígado en forma de alanina o glutamina, donde se procesa a través del Ciclo de la urea y se elimina por la orina como urea. El esqueleto carbonado se degrada hasta intermediarios del Ciclo de Krebs que se convierten en oxalacetato que genera glucosa mediante la gluconeogénesis (AA glucogénicos), o produce cuerpos cetónicos (AA cetogénicos).
