Presentacin de PowerPoint

UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA

CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS DE LA SALUDTCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN RADIOLOGA E IMAGENTRABAJO:METABOLISMO DE PROTEINASALUMNO: FELIPE JAVIER GALINDO GUTIRREZMATERIA: BIOQUIMICAPROFESORA: IRMA NOEMI LUA RAMIREZCICLO ESCOLAR: 2010 B

METABOLISMO DE AMINOCIDOS

Los aminocidos desempean muchas funciones importantes en los seres vivos ya que participan en la biosntesis de compuestos nitrogenados tales como: nucletidos (pricos y pirimidnicos) hormonas (tiroxina y adrenalina) coenzimas Porfirinas

Adems los aminocidos son las unidades estructurales de las protenas.

Estas molculas extraordinarias cumplen diferentes funciones dependiendo del tejido y de la ubicacin celular, por ejemplo:

estructurales (colgeno o elastina) funcionales (Miosina del msculo, hemoglobina) protectoras (queratina del pelo y uas) catalticas (enzimas) Defensa (anticuerpos)

El recambio de las protenas puede ocurrir por varias causas: porque la protena ha cumplido su ciclo vital, porque ha sufrido un efecto deletreo que provoca la destruccin de la misma en caso de ciertas enfermedades en las cuales la clula debe utilizar protenas para cumplir funciones energticas.

Toda protena tiene una VIDA MEDIA determinada tras la cual se destruye por diferentes tipos de mecanismos en los cuales intervienen enzimas proteolticas.

Por ejemplo las protenas que forman parte de membranas tiene una vida media de meses Mientras que aquellas que cumplen funciones de regulacin sealizacin tienen una vida media corta, de minutos u horas.

POOL DE LOS AMINOACIDOS

La poza de aminocidos es un conjunto de aminocidos que se encuentran en equilibrio dinmico con la sntesis y degradacin de protenas. Representa la fraccin de aminocidos que se encuentra disponible de manera inmediata para su uso metablico por las distintas clulas del organismo.

Fuentes exgenas Fuentes endgenas (aprox.70 g/ da) (aprox. 140 g/ da) Protenas de la dieta Protenas tisulares

Digestin y absorcin Degradacin AMINOACIDOS

Transaminacin y/ Desaminacin

Degradacin Biosntesis

- cetocidos Amonaco ProtenasAminocidos No esenciales Constituyentes nitrogenados no Proteicos: purinas, pirimidinas porfirinas, cidos biliares

6

- cetocidosGlucosaOxidacinCuerpos cetnicosAmonacoCO2 + H2O ATPCiclo de KrebsAcetil CoAExcrecin renalUrea

En los organismos, el 90% de las necesidades energticas son cubiertas por los hidratos de carbono y las grasas.

El 10% al 15% restante es proporcionado por la oxidacin de los aminocidos.

Las clulas no utilizan las protenas como fuente de energa. Sin embargo, los aminocidos sobrantes tras la sntesis de protenas no pueden ser almacenados, a diferencia de los azcares y lpidos, ni pueden ser excretados. Debido a ello, son utilizados como combustible celular.

La degradacin de aminocidos permite la formacin de derivados que entran en el ciclo de Krebs a travs de varios puntos y amonaco (NH3), que posteriormente ser transformado en las mitocondrias hasta urea, que se elimina por la orina.

Las protenas se extraen de las clulas destruidas y se fragmentan en aminocidos libres. Algunos de ellos de convierten en aminocidos, vuelven a formar enlaces peptdicos y sintetizan nuevas protenas como parte de un continuo estado de recambio en todas las clulas.

CATABOLISMO DE LAS PROTEINAS

Digestin y absorcin de protenas

A diferencia de los hidratos de carbono y lpidos una parte significativa de la digestin de protenas tiene lugar en el estmago.

TRANSPORTE MEDIADO ACTIVO

-NH2 NH2 -NH2 Pepsingeno H Cl Pepsina + resto de 42 Aa.

Digestin de ProtenasI) En el estmagoProenzima Enzima activa pH 1,5-2,5

GASTRINAClulas ParietalesClulas Principales

HClPepsingeno

Como acta la pepsina?

ES UNA ENDOPEPTIDASA

HIDROLIZA UNIONES PEPTIDICAS

ACTUA SOBRE GRUPOS AMINOS DE Aac AROMATICOS (Triptofano, fenilalanina, tirosina)

FORMACION de HCLACCION DE LA ANHIDRASA CARBONICACO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

LUMENCITOPLASMAK+H+ATP ADP + Pi

Membrana apical

Clula ParietalHistaminaAcetilcolinaGastrina

(+)

SECRECION PANCREATICA

SecretinaPancreozimina o ColecistoquininaH+AminocidosHCO3-Enzimas

pHEstmago IntestinoPncreasSangre

Digestin de ProtenasII) En Duodeno

TripsingenoTripsina

QuimotripsingenoProcarboxipeptidasas A y B Enteroquinasa Proelastasa Quimotripsina

Carboxipeptidasas A y B Elastasa

TRIPSINAINACTIVOSACTIVOS

QUE TIPO DE ENLACES PEPTIDICOS HIDROLIZAN?

Tripsina (endopeptidasa) : grupos carbonilo de lisina y arginina

Quimotripsina (endopeptidasa) grupos carboxilo de fenilalanina, tirosina, triptofano

Las carboxipeptidasas (exopeptidasas) eliminan restos carboxilos terminales.

CLASIFICACIN de AMINOCIDOSAlifticos: glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina.Hidroxiaminocidos: serina y treonina.Dicarboxlicos y sus aminas: cido asprtico y asparagina, cido glutmico y glutamina.Bsicos : lisina, arginina, histidina.Aromticos: fenilalanina, tirosina, triptfanoAzufrados: cistena, metionina.Iminocidos: prolina, hidroxiprolina.

No EsencialesEsencialesAlaninaArgininaAsparraginaHistidinaAspartatoIsoleucinaCisteinaLeucinaGlutamatoLisinaGlutaminaMetioninaGlicinaFenilalaninaProlinaTreoninaSerinaTriptfanoTirosinaValina

Aminocidos Esenciales vs. no Esenciales

Degradacin de protenas endgenasLas protenas endgenas cuando han cumplido su ciclo vital o sufren alteraciones por compuestos txicos, como radicales libres, metales pesados, etc., se degradan. El Ciclo vital depende de la vida media de la protena; por ejemplo existen protenas de vida media corta (hormonas, antgenos, etc.) y otras de vida media larga (protenas estructurales). Una vez degradadas, sus aminocidos pasan a formar parte de la reserva de aminocidos del organismo.

VIAS DE DEGRADACION DE PROTEINAS

VIA DE LA UBIQUITINA

Esta va degrada las protenas anormales y las protenas citosolicas de vida corta, es ATP dependiente y esta localizada en el citosol celular.

VIA LISOSOMICA

Esta va degrada las protenas de vida larga, de membrana o las extracelulares y las organelas como por ejemplo la mitocondria. Las protenas extracelulares entran a la clula por endocitosis, donde son englobadas por el retculo endoplasmico para formar autofagosomas.

ELIMINACION DEL NITROGENO PROTEICOLas reacciones dominantes implicadas en remover el nitrgeno de los aminocidos del cuerpo son conocidas como transaminaciones. Esta clase de reacciones concentra el nitrgeno de todos los aminocidos libres en una pequea cantidad de compuestos; entonces, o son desaminados por medio de oxidacin, produciendo amonaco, o sus grupos aminos son convertidos en urea por el ciclo de la urea. La transaminacin implica mover un grupo -amino desde un -aminocido donador al carbono ceto de un -cetocido receptor. Estas reacciones reversibles son catalizadas por un grupo de enzimas intracelulares conocidas como aminotransferasas, que generalmente emplean como cofactor covalentemente unido al fosfato de piridoxal. Sin embargo, algunas aminotransferasas emplean el piruvato como cofactor.

Reaccin de Transaminacin

L-Glutamato a- cetocido a-cetoglutarato L- AminocidoEn las reacciones de transaminacin ocurre la transferencia de un grupo amino desde un a-aminocido dador a un a-cetocido aceptor. Las enzimas que catalizan estas reacciones se denominan AMINOTRANSFERASAS o TRANSAMINASAS. Estas enzimas son de naturaleza ubicua, estn presentes tanto en el citosol como en las mitocondrias de las clulas de todos los seres vivos, animales y vegetales.aTransaminasasFosfato de piridoxal (Vitamina B6)Glutamato Aminotransferasa

Las reacciones de transaminacin son fcilmente reversibles y son muy importantes en el metabolismo proteico.

Todos los aminocidos (excepto lisina y treonina) participan en reacciones de transaminacin con los -cetocidos: piruvato alanina oxalacetato aspartato -cetoglutarato glutamato

Desaminacin Oxidativa

Glutamato + H2O + NAD(P) a-Cetoglutarato + NH4+ + NAD(P)H + 2 H+

Glutamato Deshidrogenasa

NADHNADP+

+ GDHL-glutamato que contiene los grupos aminos provenientes de las reacciones anteriormente descriptas ingresa a la mitocondria a travs de transportadores y puede eliminar el grupo amino proveniente del aminocido inicial a travs de una reaccin de desaminacin oxidativa, que se considera como la principal va de salida del amonaco.

REGULACION DE LA GLUTAMATO DESHIDROGENASARegulacin alostrica ( + ) ADP Y GDP ( - ) ATP Y GTPCuando se acumula ATP y GTP en la mitocondria, como consecuencia de una actividad elevada del ciclo de Krebs, se inhibe la desaminacin del glutamato para no incorporar ms a-cetoglutarato al ciclo. Por el contrario, cuando aumentan los niveles de ADP y GDP se activa la enzima y de esa forma se produce NADH que es utilizado para la sntesis de ATP e ingresa el -cetoglutarato al Ciclo de Krebs.

Es una enzima mitocondrial (hgado y rin)

GDHTRANSDESAMINACIONEs el mecanismo general de desaminacin de los aminocidos, resultante del acoplamiento de las dos enzimas: transaminasa y glutmico deshidrogenasaTRANSAMINACIONDESAMINACION OXIDATIVA

ELIMACION DEL GRUPO AMINOAminocidoa-cetoglutaratoGlutamatoa-cetocidoNADH + H+NAD+

NH4++

AMINOOXIDASASFlavoprotenas que producen desaminacin oxidativa de los ismeros D- de los aminocidos

Estas flavoprotenas se encuentran en los peroxisomas junto con las catalasasLos D-Aminocidos utilizan enzimas cuya coenzima es el FADCatalasa

REACCIONES DE DESAMINACION NO OXIDATIVASerina deshidratasa

L-Serina Piruvato + NH4+

Treonina deshidratasa

L-Treoninaa- cetobutirato + NH4+

Fosfato de PiridoxalFosfato de Piridoxal

Origen del amonaco

Reacciones de desaminacin: oxidativa y no oxidativas

Bacterias intestinales y posterior absorcin.EL AMONIACO ION AMONIO ES TOXICO DEBE SER ELIMINADO

TOXICIDAD DEL AMONIACOA NIVEL CEREBRAL

[NH4+] : revierte la reaccin de la glutamato deshidrogenasa

[a-cetoglutarato]

[ATP]

Valores normales: 5-10 mM de NH3 en sangre

Transporte de los grupos aminos de los aminocidos

El amonaco producido permanentemente en los tejidos, es transportado hacia el hgado bajo la forma de un compuesto, no txico, la GLUTAMINA, que puede atravesar con facilidad las membranas celulares por ser una molcula neutra.

La reaccin es catalizada por una enzima mitocondrial, muy abundante en tejido renal, denominada GLUTAMINA SINTETASA la cual requiere energa en forma de ATP.

TRANSPORTE Y DESTINO DEL AMONACOLa mayora de los tejidosHgadoMsculo

Ciclo de la Glucosa AlaninaGlutamatoGlutaminaGlutamina sintetasaGlutamatoGlutaminaAminocidosGlutamato deshidrogenasaAlaninaPiruvatoGlucosaGlucosaAlaninaPiruvatoGlutaminasa

ELIMINACION DEL AMONIACO

AMONIOTELICOS: Especies acuticas como peces seos.

URICOTELICOS: Aves y reptiles

UREOTELICOS: Animales terrestresNH3Acido ricoUrea

En el hombre:Urea compuesto no txico y muy soluble. A nivel renal parte del amonaco se excreta como in amonio siendo muy importante este mecanismo para el mantenimiento del equilibrio cido-base.

Adems del amonaco formado en los tejidos, una cantidad considerable es producida por las bacterias intestinales a partir de las protenas de la dieta .

Este amonaco se absorbe y pasa a la sangre portal.

Normalmente el hgado elimina el amonaco de la sangre portal, de tal manera que la sangre perifrica est exenta del mismo.

Esto es esencial ya que cantidades muy pequeas de amonaco son txicas para el SNC, produciendo temblor, visin borrosa y en los casos mas graves, coma y muerte.

Por un mecanismo cclico, el AMONACO resultante de la desaminacin oxidativa del glutamato (proceso que ocurre en casi todos los tejidos), se convierte en el hgado en UREA que luego por va sangunea llega a los riones y se excreta por orina.

CLASIFICACION DE LOS AMINOACIDOS

El carbamilfosfato es utilizado en la sntesis de las bases pirimidnicas que intervienen en la formacin de los nucletidos pirimidnicosEl grupo amino proveniente de la desaminacin oxidativa del glutamato en la mitocondria, y el CO3H- de las oxidaciones biolgicas, forman un compuesto inestable, el Carbamil fosfato

Translocasas

REGULACION DEL CICLO DE LA UREARegulacin a corto plazoRegulacin a largo plazoCarbamil fosfato sintetasa I(+) N-Acetil glutamatoBiosntesis de las enzimas del ciclo(+) Aumento protenas de la dietaAumento degradacin protenas endgenas (Inanicin )

GASTO ENERGETICO DEL CICLO DE LA UREA

Formacin de Carbamil fosfato: 2 ATP

Ingreso de Aspartato: 1 ATP AMP + PPi 2 Pi

EN TOTAL: 3 ATP

PROPIEDADES DE LA UREAMolcula pequea, sin carga.DifusibleSolubleAtxicaEl 50% de su peso es nitrgeno.Permite la eliminacin de 2 productos de desecho: CO2 y NH3Valores Normales: 25-30 gr de urea diarios