1.
CAPITULO 28
CATABOLISMO DE
PROTEINAS DE NITROGENO
DE AMINOACIDOS
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

2.
IMPORTANCIA BIOMÉDICA

3.
En adultos normales, la ingestión de nitrógeno coincide con el
nitrógeno excretado.
Balance positivo de nitrógeno, un exceso de nitrógeno ingerido
sobre el nitrógeno excretado. Crecimiento y el embarazo.
Balance negativo de nitrógeno, la pérdida excede la ingestión.
Después de intervención quirúrgica, cáncer avanzado, y en los
trastornos nutricionales kwashiorkor y marasmo

4.
IMPORTANCIA BIOMÉDICA….
Los trastornos genéticos defectos en los genes que codifican para
la ubiquitina, las ubiquitina ligasas, o las enzimas desubiquitinante,
participan en la degradación de ciertas proteínas.
El síndrome de Angelman, la enfermedad de Parkinson juvenil, el
síndrome de Von Hippel-Lindau, y la policitemia congénita.

5.
El amoníaco, se forma en humanos a partir del nitrógeno α-amino de aminoácidos.
Los tejidos convierten el amoníaco en el nitrógeno amida del aminoácido no tóxico
glutamina.
La desaminación de la glutamina en el hígado libera amoníaco UREA
Si la función del hígado está alterada, como en cirrosis o hepatitis, las
concentraciones sanguíneas altas de amonio generan signos y síntomas clínicos.
IMPORTANCIA BIOMÉDICA….

6.
RECAMBIO DE PROTEÍNA
La degradación y síntesis continuas de proteínas celulares (recambio) suceden en
todas las formas de vida.
Cada día, hay recambio de 1 a 2% de la proteína corporal total de humanos,
principalmente proteína muscular.
Los tejidos con reordenamiento estructural, como el tejido del útero en gestación,
el músculo estriado en la inanición, y el tejido de la cola del renacuajo durante la
metamorfosis, tienen índices altos de degradación de proteína.

7.
Los aminoácidos no
incorporados de
inmediato en nueva
proteína son
degradados con
rapidez.
La principal porción de
los esqueletos de
carbono de los
aminoácidos se
convierte en
intermediarios
anfibólicos.
En humanos el
nitrógeno amino se
convierte en urea y se
excreta en la orina.

8.
Proteasas y peptidasas degradan
proteínas hacia aminoácidos
Las proteasas intracelulares hidrolizan enlaces peptídicos internos.
Posteriormente se degradan hacia aminoácidos por endopeptidasas.
Aminopeptidasas y carboxipeptidasas eliminan aminoácidos de manera
secuencial desde las terminales amino y carboxilo, respectivamente

9.
Degradación dependiente de ATP y de ubiquitina
La degradación de proteínas reguladoras de vida media
breve, y las proteínas anormales o plegadas de modo
erróneo, ocurre en el citosol, y requiere ATP y ubiquitina.
Las moléculas de ubiquitina están fijas mediante enlaces
no α-peptídicos que se forman entre el carboxilo terminal
de la ubiquitina y los grupos ε-amino de residuos lisilo en
la proteína blanco
El residuo presente en su amino terminal influye sobre el
hecho de si una proteína es ubiquitinada.

10.
El intercambio interórgano mantiene las
concentraciones circulantes de aminoácidos
El músculo genera más de la mitad del fondo común corporal total de
aminoácidos libres
El hígado es el sitio de las enzimas del ciclo de la urea necesarias para la
eliminación del nitrógeno excesivo.
El músculo y el hígado desempeñan funciones importantes en el
mantenimiento de las concentraciones de aminoácidos en la circulación.

11.
Los aminoácidos libres: alanina y glutamina, se liberan
del músculo hacia la circulación.
La alanina se extrae principalmente en el hígado y la
glutamina se extrae en el intestino y los riñones, y
ambos convierten una porción importante en alanina.
La glutamina sirve como una fuente de amoníaco para
excreción por los riñones. Proporcionan una fuente
importante de serina para captación por tejidos
periféricos, incluso hígado y músculo.
Los aminoácidos de cadena ramificada, en particular la
valina, son liberados por el músculo y captados de por
el cerebro

12.
• La alanina es un aminoácido
gluconeogénico clave .
• El índice de gluconeogénesis
hepática a partir de alanina es
mucho más alto que el
proveniente de todos los otros
aminoácidos.

13.
Los animales convierten el nitrógeno α-amino en
productos terminales variados
Amonotélicos Uricotélicos Ureotélicos

14.
Los seres humanos, son ureotélicos.
Excretan urea no tóxica, altamente hidrosoluble.
La urea no es tóxica para humanos, la concentración alta en sangre en
pacientes con enfermedad renal es una consecuencia de función renal
alterada, no una causa.

15.
Biosíntesis de la Urea

16.
ELIMINACION DEL NITROGENO DE LOS
AMINOÁCIDOS
Reacciones Transaminación
Desaminación
oxidativa
Proporcionan
amoníaco y
aspartato
Q.F.B. Melba Fernández Rojas
2 FUENTES PRINCIPALES PARA
LA FORMACIÓN DE LA UREA

17.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

18.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

19.
Cada aminotransferasa es específica para un par de sustratos, pero inespecífica
para el otro par.
La alanina es un sustrato para la glutamato aminotransferasa, todo el nitrógeno
amino proveniente de aminoácidos que pasan por transaminación puede
concentrarse en el glutamato.
L-glutamato es el único aminoácido que pasa por desaminación oxidativa.

20.
1er. etapa del catabolismo:
Transferencia de su grupo
amino al α cetoglutarato
2da. etapa.
El α cetoglutarato desempeña un
papel fundamental por aceptar los
grupos amino de los aa,
convirtiéndose en glutamato, el cual
puede desaminarse oxidativamente.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

21.
El fosfato de piridoxal (PLP), un derivado de la vitamina B6 está
presente en el sitio catalítico de todas las aminotransferasas, y
desempeña un papel clave en la catálisis

22.
DESAMINACION OXIDATIVA
Glutamato Deshidrogenasa
provoca liberación del
grupo amino en forma de
amoníaco libre -NH3
Las reacciones se producen
en hígado y riñón
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

23.
El amoniaco producido por las bacterias entéricas y el amoniaco producido por
los tejidos, se eliminan de la circulación por el hígado, y se convierten en urea.
El amoniaco es tóxico para el sistema nervioso central. Cuando la sangre porta no
pasa por el hígado, las cifras sanguíneas de amoniaco pueden alcanzar
concentraciones tóxicas.
Los síntomas de intoxicación por amoniaco son temblor, lenguaje cercenado,
visión borrosa, coma y finalmente la muerte

24.
El amoníaco es tóxico para el cerebro
Reacciona con α-cetoglutarato para formar glutamato.
El decremento resultante de las cifras de α-cetoglutarato después
altera la función del ciclo del ácido tricarboxílico (TCA) en neuronas.

25.
La glutamina sintetasa fija el amoníaco
como glutamina

26.
Glutaminasa y asparaginasa desamidato
glutamina y asparagina
2 isoformas de glutaminasa mitocondrial en humanos:
hepático y renal.
Las glutaminasas, que son productos de diferentes genes, difieren respecto a su
estructura, cinética y regulación.
La concentración de glutaminasa hepática aumenta en respuesta a ingestión alta de
proteína.
La glutaminasa tipo renal aumenta en los riñones en la acidosis metabólica.

27.
Glutaminasa y asparaginasa desamidato
glutamina y asparagina
La liberación hidrolítica del nitrógeno
amida de la glutamina como amoníaco,
catalizada por la glutaminasa favorece la
formación de glutamato.
La acción de la glutamina sintetasa y de
la glutaminasa cataliza la interconversión
de ion amonio libre y glutamina.

28.
La formación y secreción de amoníaco
mantienen el equilibrio acidobásico
La excreción hacia la orina del amoníaco producido por las células de los
túbulos renales facilita la conservación de catión y la regulación del
equilibrio acidobásico
La acidosis metabólica incrementa la producción de amoníaco a partir de
aminoácidos renales intracelulares, en especial glutamina.
La alcalosis metabólica la aminora

29.
Transporte del NH3
En los seres humanos existen 2 mecanismos para
transportar el NH3
1. Glutamina sintetasa (mayoría de tejidos)
2. Utilizado por el músculo, implica la transaminación
del piruvato, para formar alanina
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

30.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

31.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas
REACCIONES DEL CICLO
DE LA UREA

32.
La urea es el principal producto terminal del catabolismo de nitrógeno
en humanos
La síntesis de 1 mol de urea necesita 3 mol de ATP.
NH3, Aspartato, 5 enzimas.
N-acetilglutamato funciona sólo como un activador de enzima.

33.
111

34.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

35.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

36.
Trastornos metabólicos relacionados con
cada reacción del ciclo
Los trastornos del ciclo de la urea se caracterizan por hiperamonemia,
encefalopatía y alcalosis respiratoria.
Cuatro de las cinco enfermedades metabólicas, deficiencias de carbamoil fosfato
sintetasa l, ornitina carbamoil transferasa, argininosuccinato sintasa y liasa
suscitan la acumulación de precursores de urea
Los síntomas clínicos comunes comprenden vómitos, aversión de alimentos con
alto contenido de proteína, ataxia intermitente, irritabilidad, letargo y retraso
mental grave

37.
Exceso de Proteínas
Cuando hay un exceso de proteínas, el cuerpo no tiene la opción de almacenarlas como ocurre
con la grasa .
Por un lado supone una alteración metabólica al disminuir el pH y por otro la sobrecarga de
algunos órganos vitales para contrarrestar esa bajada de pH y la eliminación de catabolitos.
Al oxidar los aminoácidos de las proteínas para eliminarlos, aumenta la concentración
plasmática de amonio (NH4+), que altera el pH y lo vuelve ácido.
Acidifican el medio afectando a funciones neuronales, cardiovasculares y respiratorias.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

38.
El organismo reacciona a la toxicidad del amonio y en el hígado este forma urea,
menos tóxico pero que de todas formas hay que eliminar.
El riñón, aumenta el volumen de orina reteniendo más agua para poder eliminar
este exceso de urea y amoníaco. Esto conlleva cierto grado de deshidratación.
Por otro lado este amonio también se neutraliza con fosfatos para poder excretarlo,
en concreto con fosfato cálcico, ya sea del calcio procedente de la dieta o
directamente del propio hueso, por lo que puede haber riesgo de descalcificación
ósea.
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39.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

40.
CONSECUENCIAS DE DIETA HIPERPROTÉICA
TOXICIDAD
NH3
MAL OLOR
VOLÚMEN ORINA
DESHIDRATACION
SOBRECARGA
FOSFATO DE CALCIO
DESCALCIFICACIÓN
PURINAS ÁCIDO ÚRICO GOTA

41.
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