DEGRADACIÓN DE LOS AMINOACIDOS

El catabolismo de los aminoácidos involucra reacciones anapleróticas (reacciones químicas que forman intermediarios de las rutas metabólicas). La descomposición del esqueleto de carbono de los aminoácidos se puede clasificar por las vías metabólicas a las que sus productos catabólicos servirán como intermediarios
El grupo -amino (nitrógeno) de los aminoácidos es separado del esqueleto de carbono, mediante el desarrollo coordinado de la transaminación y la desaminación oxidativa. Durante la transaminación, el grupo -amino de los aminoácidos proteicos, excepto lisina, treonina y prolina, se transfiere a un cetoácido (esqueleto de carbono), en consecuencia, se forma un nuevo aminoácido y se libera el cetoácido correspondiente al aminoácido inicial.
La degradación de los aminoácidos se puede dividir en 3 etapas
1. Transaminación y desaminación oxidativa
  1. La primera es la reacción entre un aminoácido y un alfa-cetoácido, en la que el grupo amino es transferido hacia un alfa-cetoácido.
    1. Después de la formación de glutamato, éste transfiere su grupo amino directamente a una variedad de alfa-cetoácidos por varias reacciones reversibles de transaminación: donación libremente reversible de un grupo amino alfa de un aminoácido al grupo ceto alfa de un alfa-cetoácido, acompañado de la formación de un nuevo aminoácido y un nuevo alfa-cetoácido.
      1. Estas reacciones son llevadas a cabo por enzimas llamadas aminotransferasas. Todas estas enzimas requieren de fosfato de piridoxal (vitamina B6) como grupo prostético, una razón importante de que esta vitamina sea esencial para la vida.
  2. La desaminación oxidativa es una reacción química que se caracteriza por la ruptura de un grupo amino. Esta reacción es clave a nivel biológico en la degradación de los aminoácidos. El ácido glutámico es desaminado oxidativamente en la mitocondria por la glutamato deshidrogenasa, la única enzima conocida que, al menos en algunos organismos, puede trabajar tanto con NAD+ o NADP+ como coenzima redox. Se piensa que la oxidación ocurre con la transferencia de un ion hidruro del carbono a del glutamato al NAD(P)+ formando α-iminoglutarato el cual es hidrolizado a α-cetoglutarato y amonio
    1. La desaminación oxidativa también tiene lugar en la inactivación de las catecolaminas, que tiene lugar en las mismas neuronas que liberan estas sustancias y en general, en todas las células que tengan la enzima MAO (Monoamino oxidasa). Estas enzimas se encuentran en la membrana externa de la mitocondria. En este caso es el oxígeno utilizado como aceptor externo que sustituirá al grupo amonio, liberándose así amoníaco y el aldehído correspondiente a la monoamina catalizada. El otro producto es el peróxido de hidrógeno. Esta enzima es utilizada como diana para los fármacos antidepresivos: inhiben la enzima MAO y por lo tanto provocan un aumento de la dopamina y otras catecolaminas
2. Degradación del esqueleto carbonado α-oxoácido
3. Ciclo de la Urea
  1. El ciclo de la urea es el proceso metabólico en el cual se procesan los derivados proteicos y se genera urea como producto final.
    1. El ciclo de la urea empieza desde el interior de las mitocondrias del hígado, si bien tres de los pasos siguientes tienen lugar en el citosol; por lo tanto, el ciclo abarca dos compartimientos celulares.
      1. El ciclo de la urea proviene del amoníaco de la matriz mitocondrial, como resultado de las múltiples rutas descritas. Parte del amoníaco también llega al hígado vía vena porta a partir del intestino en donde se produce por oxidación bacteriana de aminoácidos
        El NH4 generado en las mitocondrias hepáticas se utiliza únicamente e inmediatamente junto con el CO2 (en forma de HCO3-) producido por la respiración mitocondrial, generando carbamoil fosfato en la matriz. Esta reacción dependiente de ATP es catalizada por la carbamoil fosfato sintetasa I, la enzima reguladora. La forma mitocondrial de la enzima es distinta de la forma citosólica (II), cumple una función diferente en la síntesis de pirimidinas.
        El carbamoil fosfato, que puede ser considerado como un donador activado del grupo carbamilo, entra ahora en el ciclo de la urea, que consta de cuatro pasos enzimáticos. En primer lugar, el carbamoil fosfato cede su grupo carbamilo a la ornitina para formar citrulina y libera Pi y tiene lugar a través de un intermedio citrulil-AMP'. La ornitina desempeña pues un papel similar al del oxalacetato en el ciclo del ácido cítrico, aceptando material en cada vuelta del ciclo. La reacción está catalizada por la ornitina transcarbamilasa, y la citrulina formada pasa de la mitocondria al citosol.
        El segundo grupo amino, se introduce a partir del aspartato (generado en la mitocondria por transaminación y transportado al citosol) mediante una reacción de condensación entre el grupo amino del aspartato y el grupo ureido (carbonilo) de la citrulina, que forma argininosuccinato. Este tipo de reacción citosólica, catalizada por la argininosuccinato sintetasa, requiere ATP. A continuación, se corta reversiblemente el argininosuccinato por la argininosuccinato liasa, para formar arginina libre y fumarato, que entra en la mitocondria y se une a la reserva de intermedios del ciclo del ácido cítrico. En la última reacción del ciclo de la urea, la enzima citosólica arginasa corta la arginina dando urea y ornitina. La ornitina es transportada a la mitocondria para iniciar otra vuelta del ciclo de la urea.
  2. Regulación del ciclo de la urea
    1. Las cinco enzimas se sintetizan a velocidades más elevadas durante la inanición
      1. la regulación alostérica de al menos una enzima clave ajusta el flujo a través del ciclo de la urea. La primera enzima de la ruta, la carbamil fosfato sintetasa I, está activada alostéricamente por el N-acetilglutamato, que es sintetizado a partir del acetil-CoA y glutamato por la N-acetilglutamato sintasa. Este enzima cataliza el primer paso de la síntesis de novo de la arginina a partir de glutamato en plantas y microorganismos.
4. Ruta Metabólica
  1. Enzimas
ADRIANA MARCELA VELASQUEZ G BIOQUIMICA GRUPO 137 TUTORA ASTRID ROXANAMORENO

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