Diapositivas Bioquimica IV segmento, Metabolismo de las proteinas

1. METABOLISMO DE LAS
PROTEINAS

2. PROTEINASPROTEINAS
Importancia
 Catálisis: (enzimas)
 Transporte: (albúmina)
 Movimiento sistemático: (proteínas musculares)
 Regulatoria: (hormonas)
 Estructural: (colágeno)
 Defensa inmune: (anticuerpos)

3. RECAMBIO DE PROTEINAS
 Una persona consume entre 50 y 100 g de proteínas.
 Diariamente degrada entre 300 y 400 g, resintetiza
300 a 400 g y excreta/cataboliza 50 - 100 g.
 Las proteínas extracelulares (enzimas proteolíticas,
hormonas polipeptídicas y anticuerpos) cambian
rápidamente, las proteínas estructurales, como el
colágeno, son mucho más estables.
 Las enzimas claves de las vías metabólicas tienen una
vida media muy corta.

4. ENZIMAS DIGESTIVAS
• Endoproteasas:
• Pepsina, tripsina, quimotripsina, elastasa.
• Exoproteasas:
• Aminopeptidasas, carboxipeptidasa A,
carboxipeptidasa B
• Las enzimas pancreáticas son secretadas
como pro-enzimas, convirtiéndose por
hidrólisis parcial en su forma activa.

5. DIGESTION DE PROTEINAS
 La digestión de las proteínas se inicia en el
estómago, con participación de la pepsina,
enzima que hidroliza parcialmente a las
proteínas.
 El proceso culmina en el intestino con la
participación de enzimas pancreáticas e
intestinales, formando como productos finales:
tripéptidos, dipéptidos y aminoácidos, bajo
cuyas formas son absorbidas las proteínas.

6. Digestión y
absorción de
proteínas
A diferencia de
los hidratos de
carbono y lípidos
una parte
significativa de la
digestión de
proteínas tiene
lugar en el
estómago.
TRANSPORTE
MEDIADO ACTIVO

7. DIGESTION DE PROTEINASDIGESTION DE PROTEINAS
La digestión de las proteínas se inicia en el
estómago, con participación de la pepsina,
enzima que hidroliza parcialmente a las
proteínas.
 Las proteínas son parcialmente hidrolizadas
debido a la especificidad de la pepsina, enzima
que tiene un pH óptimo muy ácido.
Los productos de esta hidrólisis parcial son
polipéptidos de elevado peso molecular.

8. -NH2
NH2 -NH2
Pepsinógeno H Cl
Pepsina + resto de 42 Aa.
Digestión de ProteínasDigestión de Proteínas
En el estómagoEn el estómago
Proenzima Enzima activapH 1,5-2,5
GASTRINA
Células
Parietales
Células
Principales
HCl
Pepsinógeno

9. ¿Como actúa la pepsina?
• ES UNA ENDOPEPTIDASA
• HIDROLIZA UNIONES PEPTIDICAS
• ACTUA SOBRE: Phe-Phe, Phe-Tyr, Phe-Leu,
Leu-Ala, Leu-Glu

10. DIGESTION DE PROTEINASDIGESTION DE PROTEINAS
• El proceso de digestión culmina en el
intestino con la participación de enzimas
pancreáticas e intestinales, formando
como productos finales: tripéptidos,
dipéptidos y aminoácidos, bajo cuyas
formas son absorbidas las proteínas.
• En el enterocito participan las enzimas
dipeptidasas y tripeptidasas que culminan
el proceso.

11. ACTIVACION DE ENZIMAS PROTEOLITICAS
ESTOMAGOESTOMAGO Ion hidronioIon hidronio
Pepsinógeno PepsinaPepsina + Péptidos
INTESTINOINTESTINO
Enterocinasa
Sales biliares
Tripsinógeno TripsinaTripsina + Hexapéptido
Quimotripsinógeno QuimotripsinaQuimotripsina
Pro-elastasa ElastasaElastasa
Pro-carboxipeptidasa A Carboxipeptidasa ACarboxipeptidasa A
Pro-carboxipeptidasa B Carboxipeptidasa BCarboxipeptidasa B

12. DIGESTION DE PROTEINASDIGESTION DE PROTEINAS
ESTOMAGO PROTEINAS
Pepsina
Polipéptidos
LUMEN INTESTINAL
Tripsina Carboxipeptidasa A
Quimiotripsina Carboxipeptidasa B
Elastasa Dipeptidasas
ENTEROCITO
Dipéptidos Tripéptidos Aminoácidos
Dipeptidasas
Tripeptidasas
AMINOACIDOS

13. DIGESTION DE PROTEINAS
• Se realiza con participación de enzimas proteolíticas:
gástrica, intestinal y pancreática.
• Pepsina: Phe-Phe, Phe-Tyr, Phe-Leu, Leu-Ala, Leu-
Glu
• Tripsina: Arg-, Lys- .
• Quimotripsina: Tyr, Phe, Trp, Met, Lys.

14. DIGESTION DE PROTEINASDIGESTION DE PROTEINAS
• Elastasa: Hidroliza enlaces peptídicos adyacentes
a aminoácidos alifáticos.
• Carboxipeptidasas:
– CPA: (AA aromático) Phe, Tyr, Trp.
– CPB: (AA básico) Lys, Arg.
• Dipeptidasas y Tripeptidasas: Hidrolizan
dipéptidos y tripéptidos.

15. DIGESTION DE PROTEINASDIGESTION DE PROTEINAS
ESTOMAGO PROTEINAS
Pepsina
Polipéptidos
LUMEN INTESTINAL
Tripsina Carboxipeptidasa A
Quimiotripsina Carboxipeptidasa B
Elastasa Dipeptidasas
ENTEROCITO
Dipéptidos Tripéptidos Aminoácidos
Dipeptidasas
Tripeptidasas
AMINOACIDOS

16. TRANSPORTE DE AMINOÁCIDOS A TRAVES DETRANSPORTE DE AMINOÁCIDOS A TRAVES DE
MEMBRANAMEMBRANA
 Sistema A
 Transporta preferencialmente aminoácidos de
cadenas laterales cortas, polares o lineales: alanina,
glicina, serina, metionina y prolina.
 Depende de un gradiente de sodio a través de la
membrana.

18. TRANSPORTE DE AMINOÁCIDOS A TRAVES DETRANSPORTE DE AMINOÁCIDOS A TRAVES DE
MEMBRANAMEMBRANA
 Sistema ASC
 Transporta aminoácidos neutros: alanina, serina y
cisteína.
 Muestra elevada especificidad
 Es dependiente de sodio.
 Sistema X-
Transporta aminoácidos ácidos como Glu y Asp.

19. TRANSPORTE DE AMINOÁCIDOS A TRAVESTRANSPORTE DE AMINOÁCIDOS A TRAVES
DE MEMBRANADE MEMBRANA
• Sistema Y+
• Transporta aminoácidos básicos (Lisina,
arginina).
• Es dependiente de sodio.
• Sistema N
• Es específico para glutamina y asparagina.
• Sistema β
• Transporta β-alanina y taurina.

20. Sindrome de malabsorción: proteínasSindrome de malabsorción: proteínas
Cistinuria. Se produce por un alterado
transporte de los aminoácidos: Lys y Arg,
presencia de cistina, ornitina, lisina y arginina
en la orina. Pueden producirse cálculos de Cys.
Iminoglicinuria. Ocurre por una alteración en
el transporte de la prolina, glicina e
hidroxiprolina. En la orina aparecen dichos
aminoácidos.

21. Sindrome de malabsorción: proteínasSindrome de malabsorción: proteínas
Enfermedad de Hartnup.
Esta enfermedad es ocasionada por un
transporte defectuoso de aminoácidos
neutros.
La pérdida de triptofano por la orina causan
fotosensibilidad y picor.
 El triptofano se metaboliza formando
compuesto de color azul que tiñe los pañales
de los recién nacidos.

22. Distribución de los aminoácidos en el período
postprandial
• Glutamina y Asparagina: Intestino y riñón
• Aminoácidos de cadena ramificada: Músculo y
cerebro
• La mayor parte de los aminoácidos: Hígado

23. DESTINO DE LOS AMINOÁCIDOS EN LA CELULA
• Biosíntesis: Proteínas, Compuestos no proteicos, etc.
• Gluconeogénesis
• Obtención de Energía
Los aminoácidos deben degradarse
1º) Pérdida del Grupo Amino
2º) Degradación de la cadena carbonada
α

24. PERDIDA DEL GRUPO AMINO
• Reacciones de Transaminación
• Reacciones de Desaminación Oxidativa
• Reacciones de Desaminación no Oxidativa

25. Reacciones generales de losReacciones generales de los
aminoácidosaminoácidos

26. Reacción de Transaminación: Esquema General
L-Glutamato α- cetoácido α-cetoglutarato L- Aminoácido
• En las reacciones de transaminación ocurre la transferencia de un grupo amino desde un α-
aminoácido dador a un α-cetoácido aceptor.
• Las enzimas que catalizan estas reacciones se denominan AMINOTRANSFERASAS o
TRANSAMINASAS.
• Estas enzimas son de naturaleza ubicua, están presentes tanto en el citosol como en las
mitocondrias de las células de todos los seres vivos, animales y vegetales.
α
Transaminasas
Fosfato de piridoxal
(Vitamina B6)
Glutamato Aminotransferasa

27. • Las reacciones de transaminación son
fácilmente reversiblesreversibles y son muy
importantes en el metabolismo proteico.
• Todos los aminoácidos (excepto prolina,
hidroxiprolina, lisina y treonina) participan
en reacciones de transaminación con los
α-cetoácidosα-cetoácidos:
• piruvato alanina
oxalacetato
aspartato α-cetoglutarato
glutamato

28. TRANSAMINASAS DE INTERES CLINICO
• Infarto de Miocardio  Glutámico Oxalacetico Transaminasa
(GOT) o Aspartato aminotransferasa (AST)
Aumentada en afecciones cardíacas y hepáticas
(principalmente hepatitis con necrosis)
• Afecciones Hepáticas  Glutámico Pirúvico Transaminasa
(GPT) o Alanina aminotransferasa (ALT)
Los mayores aumentos se producen como consecuencia de
alteraciones hepáticas: colestasis, hepatitis tóxicas o virales.

29. C CO OO O- -
H C - C H +3
H C - C H +3
N H 2 N H 2
( C H ) - C O O H2 2
( C H ) - C O O H2 2
H O O C - C H O O C - C H
O O
G P T
A L T
G O T
A S T
C O O H
C H 2
C H 2
-
-
O
O
O
O
C
C
-
-
C H
C H
+
+
N H 2
N H 2
C O O H
C O O H
( C H )2 2
( C H )2 2
H O O C - C
H O O C - C
O
O
C O O H
L - a l a n in a - c e t o g l u t a r a t o p i r u v a t o L - g l u t a m a t oα
L - a s p a r t a t o - c e t o g l u t a r a t o o x a l a c e t a t o L - g l u t a m a t oα
GPT (Glutámico Pirúvico Transaminasa)
GOT (Glutámico Oxalacetico Transaminasa)

30. GPT
Alanina Cetoglutarato
Piruvato Glutamato
GOT
Aspartato Cetoglutarato
Oxalacetato Glutamato

31. Desaminación Oxidativa
Glutamato + H2O + NAD(P) α-Cetoglutarato + NH4
+
+ NAD(P)H + 2 H+
Glutamato
Deshidrogenasa
NADH
NADP+
+ GDH
L-glutamato que contiene los grupos aminos
provenientes de las reacciones anteriormente
descritas ingresa a la mitocondria a través de
transportadores y puede eliminar el grupo
amino proveniente del aminoácido inicial a
través de una reacción de desaminación
oxidativa, que se considera como la principal
vía de salida del amoníaco.

32. REGULACION DE LA GLUTAMATO
DESHIDROGENASA
• Regulación alostérica
( + ) ADP Y GDP
( - ) ATP Y GTP
• Cuando se acumula ATP y GTP en la mitocondria, como consecuencia de
una actividad elevada del ciclo de Krebs, se inhibe la desaminación del
glutamato para no incorporar más α-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 síntesis
de ATP e ingresa el α-cetoglutarato al Ciclo de Krebs.
Es una enzima mitocondrial (hígado y riñón)

33. GDH
TRANSDESAMINACION
Es el mecanismo general de desaminación de los aminoácidos, resultante del
acoplamiento de las dos enzimas: transaminasa y glutámico deshidrogenasa
TRANSAMINACION DESAMINACION
OXIDATIVA
ELIMACION DEL GRUPO AMINO
Aminoácido α−cetoglutarato
Glutamatoα−cetoácido
NADH + H+
NAD+
NH4
+
+

34. REACCIONES DE DESAMINACION NO
OXIDATIVA
• Serina deshidratasa
L-Serina Piruvato + NH4
+
• Treonina deshidratasa
L-Treonina α- cetobutirato + NH4
+
Fosfato de Piridoxal
Fosfato de Piridoxal

35. Origen del amoníaco
• Reacciones de desaminación: oxidativa y no
oxidativas
• Bacterias intestinales y posterior absorción.
EL AMONIACO Ó ION AMONIO ES TOXICO
DEBE SER ELIMINADO

36. TOXICIDAD DEL AMONIACO
• A NIVEL CEREBRAL
[NH4
+
] : revierte la reacción de la glutamato
deshidrogenasa
[α-cetoglutarato]
[ATP]
Valores normales: 5-10 µM de NH3 en sangre

37. • Además del amoníaco formado en los tejidos, una cantidad
considerable es producida por las bacterias intestinales a partir
de las proteínas de la dieta .
• Este amoníaco se absorbe y pasa a la sangre portal.
• Normalmente el hígado elimina el amoníaco de la sangre portal,
de tal manera que la sangre periférica está exenta del mismo.
• Esto es esencial ya que cantidades muy pequeñas de amoníaco
son tóxicas para el SNC, produciendo temblor, visión borrosa y
en los casos mas graves, coma y muerte.
• Por un mecanismo cíclico, el AMONÍACO resultante de la
desaminación oxidativa del glutamato (proceso que ocurre en
casi todos los tejidos), se convierte en el hígado en UREA que
luego por vía sanguínea llega a los riñones y se excreta por
orina.

38. Fuentes exógenas Fuentes endógenas
(aprox.50-100 g/ día) (aprox. 300-400 g/ día)
Proteínas de la dieta Proteínas tisulares
Digestión y absorción Degradación
AMINOACIDOS
Transaminación y/ó Desaminación
Degradación Biosíntesis
α - cetoácidos Amoníaco
Proteínas
Aminoácidos No esenciales
Constituyentes nitrogenados no
Proteicos: purinas, pirimidinas
porfirinas, ácidos biliares

39. α - cetoácidos
Glucosa
Oxidación
Cuerpos
cetónicos
Amoníaco
CO2 + H2O – ATP
Ciclo de Krebs
Acetil CoA
Excreción
renal
Urea
En los organismos, el 90% de las
necesidades energéticas son
cubiertas por los hidratos de
carbono y las grasas.
El 10% al 15% restante es
proporcionado por la oxidación de
los aminoácidos.