metabolismo-de-los-aminoacidos UNIVERSIDAD DE CUENCA.ppt

Tema: Proteínas (metabolismo y regulación,
patologías relacionadas, pruebas de
laboratorio en bioquímica clínica, discusión
de casos en relación a la ginecología y
obstetricia).
Docente: Carem Francelys Prieto Fuenmayor
Doctora en Ciencias de la Salud
MgSc. en Metabolismo Humano
Lcda. En Bioanálisis

Docente: Carem Francelys Prieto Fuenmayor
Doctora en Ciencias de la Salud
MgSc. en Metabolismo Humano
Lcda. En Bioanálisis
E-mail: carem.prieto@ucuenca.edu.ec
ResearchGate: https://www.researchgate.net/profile/Carem-Prieto
Orcid: https://orcid.org/0000-0002-7752-932X
Web of Science Researcher ID
is: AAZ-2029-2020.
Google Scholar: https://scholar.google.es/citations?user=0QNk4McAAAAJ&hl=es
¡Bienvenid@s!

METABOLISMO DE LOS
AMINOACIDOS
SINTESIS

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
 Aminoácidos
funciones:
a. Síntesis de proteínas.
b. Fuente principal de los átomos de nitrógeno que se
requieren en diversas rutas de reacción de síntesis.
c. Esqueletos carbonados (las partes no nitrogenadas).
 Son una fuente de energía
 Precursores de varias rutas de reacción.

• Reserva de aminoácidos : las moléculas de
aminoácidos de disposición inmediata para
su uso en los procesos metabólicos proceden
de:
a. Degradación de las proteínas del alimento.
b. Degradación de las proteínas de los tejidos.
• Dependiendo de las necesidades metabólicas
se sintetizan determinados aminoácidos o se
ínter convierten y luego se transportan a los
tejidos en los que se utilizan.

• Equilibrio nitrogenado; cuando la ingestión de nitrógeno
(principalmente aminoácidos) es igual a la perdida de nitrógeno
(adultos sanos).
• Balance positivo de nitrógeno; la ingestión de nitrógeno es mayor
que las perdidas.- se retiene el exceso de nitrógeno debido a la
cantidad de proteínas tisulares que se sintetizan supera a la
cantidad que se degrada (niños que crecen, mujeres embarazadas,
pacientes que se recuperan).
• Balance negativo de nitrógeno; no se puede sustituir las perdidas
de nitrógeno con las Fuentes alimenticias.- ejemplo: (el
kwashiorkor) forma de desnutrición que produce una ingestión
insuficiente y prolongada de proteínas.

TRANSPORTE AL INTERIOR DE LA
CELULA
• Intervención de proteínas transportadoras de
membrana (mamíferos).
a. Especificidad para los aminoácidos que transportan.
b. Proceso de transporte ligado al movimiento de Na+ a
través de la membrana plasmática (gradiente que
crea el transporte activo de Na+ puede mover
moléculas a través de la membrana).
c. Sistemas de transporte independiente de Na+ son
responsables del transporte de aminoácidos a través
de la porción de la membrana plasmática de los
enterocitos en contacto con los vasos sanguíneos.
d. El ciclo de alfa - glutámilo ayuda a transportar
algunos aminoácidos al interior de tejidos específicos
(cerebro, intestino y riñón).

• Aminoácidos dentro de la célula, sus grupos amino
pueden utilizarse para las reacciones de síntesis.
mediante dos reacciones:
a. Reacciones de transaminacion
Los grupos amino se transfieren desde un
alfa-aminoácido a un alfa-cetoacido.
b. Aminacion reductora ;el NH4+ o el nitrógeno amida
de la glutamina a la asparagina se utilizan para
suministrar el grupo amino o el nitrógeno amida de
determinado aminoácido.

TRANSAMINACION
• Aminotransferasas.-
enzimas localizadas en el
citoplasma o en las
mitocondrias (eucariotas).
• Especificidad (tipos) ;
a. La del alfa – aminoacido,
que dona el grupo alfa -
amino.
b. La del alfa – cetoacido, que
acepta el grupo alfa –
amino.
• Varían de acuerdo con el
tipo de aminoácidos que
unen.
• La mayoría utilizan
glutamato como donador del
grupo amino.

SINTESIS DE AMINOACIDOS
TRANSAMINACION
• Alfa – cetoglutarato / glutamato.- papel estrategico
(intermediario del ciclo del acido cítrico)
importante en el metabolismo de aminoacidos y en el
metabolismo general
• Oxalacetato / aspartato.- participa en la etiminación del
nitrógeno en el ciclo de la urea.
• Piruvato / alanina.- ciclo de la alanina
Alfa – cetoglutarato y oxaloacetato( intermediario del ciclo del
acido citrico) las reacciones de transaminacion mecanismo
importante para satisfacer los requerimientos energeticos de las
celulas.

TRANSAMINACION
• Requieren la coenzima
piridoxal –5´ – fosfato
(PLP)que procede de la
piridoxina (vitamina B6).
• PLP.- forma activa de la
vitamina B6
• Participa en otras reacciones;
a. Racemificaciones (reacciones
en las que se forman mezclas
de aminoácidos L – y – D).
b. Descarboxilaciones.
c. Modificaciones de la cadena
lateral.

TRANSAMINACION
1. Formación de una base de Schiff
entre el PLP y el grupo alfa –
amino de un alfa – aminoacido.
• El PLP se une al lugar activo de
la enzima mediante infracciones
no covalentes y una base de Schiff
(aldimina) formada por la
condensación del grupo aldehído
del PLP y el grupo amino de un
residuo aminoácido.
• Los aminoácidos sustrato se unen
al PLP por el grupo alfa – amino
en una reaccion de intercambio de
imina.

TRANSAMINACION
2. Cuando se elimina el
átomo de hidrogeno
alfa por una base
general en el lugar
activo de la enzima se
forma carbanion y
luego se estabiliza por
resonancia mediante
la ínterconversión a un
intermediario
quinoide.

TRANSAMINACION
3. Luego uno de los tres enlaces del
átomo de carbono alfa se rompe
selectivamente en los lugares
activos de cada tipo de enzimas
dependiente de PLP.
a. Rotura del enlace 2
(transaminacion) desprotonacion
inicial del carbono alfa del
donador del grupo amino.
b. Rotura del enlace 3 (raceminacion
o eliminación).
c. Rotura del enlace 1 (no se produce
la desprotoracion inicial y tiene
lugar a una descarboxilacion).

TRANSAMINACION
4. Con la cesión de un
protón por un ácido
general y una hidrólisis
posterior se libera desde
la enzima el alfa –
cetoacido recien formado.
•Esta alfa – cetoacido se
convierte en un producto
alfaaminoacido al
invertirse el proceso de
reaccion.

TRANSAMINACION
• Reacción de transaminacion; reacción bimolecular ping pong el
primer sustrato debe dejar el lugar activo antes que entre el
segundo.
• Son reversibles.
• Es posible sintetizar todos los aminoácidos.
• No existe síntesis neta de un aminoácido si el organismo no
sintetiza su alfa cetoacido precursor de forma independiente.
• No existe en las células animales las rutas de reacción para
sintetizar; fenil piruvato, el alfa – ceto – Beta – hidroxibutirato y
el imidazol piruvato deben proporcionarse en la alimentacion;
fenil alanina, treonina y la histidina.
• Rutas de Novo.- son las rutas de reacción que sintetizan los
aminoácidos a partir de intermediarios metabólicos; no solo por
transaminacion.

INCORPORACION DIRECTA DE LOS IONES AMONIO
A LAS MOLECULAS ORGANICAS
 Incorporación de los iones amonio en los
aminoácidos
medios:
1. Aminacion reductora de alfa – cetoacidos
2. Formación de los amidas del ácido aspartico y del
ácido glutámico con la consiguiente transferencia del
nitrógeno amida para formar otros aminoácidos.

AMINACION REDUCTORA
• Aminacion directa del alfa –
cetoglutarato;
Catalizado por la enzima;
glutamato deshidrogenasa
(mitocondrias y citoplasma
eucaritas y bacterias).
• Glutamato deshidrogenasa en
los eucariotas permite la
producción de NH4+ como
preparación de eliminación de
nitrógeno.
• En el exceso de amoniaco la
reacción se lleva a la síntesis
de glutamato.

FORMACION DE AMIDAS
•Los iones amonio se
incorporan en
metabolitos celulares
mediante la formación de
glutamina (amida del
glutamato).
•Cerebro; glutamina
sintasa.
•Vegetales; glutamina
sintasa y la glutamato
sintasa.

• Cada miembro de los aminoácidos se sintetiza mediante una ruta
única.
• Característica común; el esqueleto carbonado de cada aminoácido
procede de intermediarios metabólicos de fácil disposición.
• Intermediarios metabólicos de aminoácidos no esenciales:
a. Glicerato – 3 – fosfato.
b. Piruvato.
c. Alfa – cetoglutarato.
d. Oxalacetato.
• La tinosina se sintetiza a partir de la fenilalanina (aminoácido
esencial).

FAMILIAS
• De acuerdo a la semejanza de las rutas de
síntesis.
A. Familia del glutamato.
B. Familia de la serina.
C. Familia del aspartato.
D. Familia del piruvato.
E. Familia de los aromáticos
F. Familia de la histidina

FAMILIA DEL GLUTAMATO
Comprende:
A. Glutamato.
B. Glutamina.
C. Prolina.
D. Arginina.

Glutamato
• Alfa cetoglutarato puede
convertirse en glutamato
mediante:
a. Reacciones de aminacion
reductora.
b. Transaminacion.
• La transaminacion; función
esencial en la síntesis de la
manera de moléculas de
glutamato.

 Glutamato:
1. Componente de
proteínas
2. Precursor de
aminoácidos
3. Neurotransmisor
excitador
4. Precursor del GABA (
ácido alfa amino
butirico) por
descarboxilacion

FAMILIA DEL GLUTANATO
• Conversión del glutamato en glutamina.
• Cataliza la enzima glutamina sintasa.
• Tejidos; hígado, cerebro, riñón, músculo e
intestino.
• Aminoácidos ramificados:
fuente importante de los grupos amino en la
síntesis de glutamina.
• Glutamina funciones:
a. Síntesis proteica
b. Donador del grupo amino en reacciones de
biosíntesis;
 Síntesis de purinas.
 Síntesis de pirimidinas.
 Amino azucares.
c. Almacenamiento y transporte de NH4+
d. Riñón e intestino; fuente de energía.

La prolina es un derivado cíclico del
glutamato (3 pasos).
a. Gamma – glutamil fosfato se reduce
a glutamato – gamma –
semialdehido por fosforilacion del
glutamato.- cataliza la gamma –
glutamil quinasa.
a. Ciclacion del glutamato-gamma-
semialdehido para formar pirrolina-
5-carboxilato (
ciclacion espontánea )
a. La pirrolina-5-carboxilato se reduce
a prolina por la pirrolina-5-
carboxilato reductasa
la prolina puede sintetizarse de la
ornitina un intermediario del ciclo
de la urea

 Arginina; su precursor
es el glutamato
A. Su síntesis comienza
con la acetilacion del
grupo alfa-amino del
glutamato
B. El N-acetil-glutamato
se convierte en
ornitina
C. La ornitina se
convierte en arginina
(ciclo de la urea)

FAMILIA DE LA SERINA
 Comprende:
1. Serina
2. Glicina
3. Cisteina
 Obtienen su esqueleto
carbonado a partir del
intermediario glicolitico;
glicerato – 3-fosfato

 La serina:
 Síntesis directa desde
el glicerato-3-fosfato
 Reacciones de
deshidrogenacion,
transaminacion e
hidrólisis
 Precursora de la ;
A. Etanolamina
B. esfingosina

Conversión de serina en
glicina ( fuente principal)
Reacción única catalizada por
la serina
hidroximetiltransferasa
( requiere de piridoxal fosfato)
Otra fuente de glicina ; colina
Glicina; neurotransmisor
inhibidor del sistema nervioso
central
Serina y glicina; rutas de
biosíntesis de un carbono

 Cisteina ; su esqueleto
carbonado proviene de la
serina
 Enzimas involucradas en la
conversión de serina a
cisteina;
a. Cistationina-sintasa
b. Gamma-cistationasa
 Requiere piridoxal-fosfato
 Metabolismo del azufre

FAMILIA DEL ASPARTATO
 Comprende;
A. Aspartato
B. Asparagina
C. Lisina
D. Metionina
E. Treonina

 Aspartato ; se forma a partir
del oxaloacetato en una
reacción de transaminacion
 La aspartato transaminasa
( AST ) conocida como
glutámico oxalacetico
transaminasa :GOT, es la
transaminasa mas activa
 Funciones:
a. Fuente de nitrógeno
(formación de urea)
b. Intermediario del ciclo del
ácido fumarato
c. Precursor de nucleótido

 Síntesis de los otros miembros de
la familia del aspartato
 La inicia la aspartatoquinasa
(aspartoquinasa), requiere de ATP
y fosfórila el grupo carboxilo de la
cadena lateral
 El aspartato-beta-simialdehido
producto de la reducción del
Beta-aspartilfosfato; representa
un punto de ramificación
importante en la síntesis de
aminoácidos en vegetales y
animales
 El aspartato-beta-semialdehido es
el precursor de la lisina ( ácido
dihidropicolinico) metionina y
treonina (hemoserina)

FAMILIA DEL PIRUVATO
 Comprende ;
A. Alanina
B. Valina
C. Leucina
D. isoleucina

La alanina se sintetiza a
partir del piruvato en un
único paso
Enzima que cataliza la
reacción alanina
aminotransferasa
(citoplásmica y
mitocondrial)
El ciclo de la alanina
contribuye al
mantenimiento de la
glucosa sanguínea

 Síntesis de valina y leucina
 Comienza con la condensación
de piruvato con hidroxietil-TPP
( un producto de
descarboxilacion de un
intermediario piruvato-
pirofosfato de tiamina)
catalizado por la ácido
acetohidroxi-sintasa
 El producto de la reacción ;
alfa cetoisovalerato es el
precursor de :
A. L-leucina
B. L-valina

Síntesis de isoleucina ;
•Participa ;
el hidroxietil-TPP que se
condensa con el alfa-
cetobutirato ( procedente
de la L-treonina)
•Se forma ;
alfa-ceto-alfa-
hidroxibutirato que es el
precursor de la isoleucina

FAMILIA AROMATICA
 Comprende ;
A. Fenilalanina
B. Tirosina
C. triptofano

FAMILIA AROMATICA
El anillo bencénico de los
aminoácidos aromáticos se
forma por la ruta del
SIKIMATO
Los carbonos del anillo
bencénico proceden de la
eritrosa-4-fosfato y el
fosfoenilpiruvato
(PRPP)(cadena lateral)
La condensación de estas
moléculas da el 2-ceto-3-
desoxi-arabinoheptulosonato-
7-fosfato molécula que se
convierte en corismato

FAMILIA AROMATICA
o El corismato ( intermediario de la ruta del SIKIMATO)
o Punto de ramificación en la síntesis de varios compuestos aromáticos ;
1. Prefenato ; precursor de
a. Fenilalanina
b. Tirosina
2. Antranilato; precursor de;
a. Triptofano
3. Ácido-4-hidroxibenzoico; precursor de
a. Ubiquinonas
b. Síntesis de plastoquinona
c. tocoferoles

FAMILIA AROMATICA
Triptofano ;es el
precursor de la
serotonina
•Varias células dentro
del sistema nervioso
central
•Tubo digestivo
•Plaquetas sanguíneas
•mastocitos

FAMILIA AROMATICA
• Tirosina :las
catecolaminas
(derivados)
a. Dopamina
b. Noradrenalina
c. adrenalina

FAMILIA DE LA HISTIDINA
 Histidina se forma a partir de tres moléculas;
A. Fosforribosilpirofosfato (PRPP) cinco carbonos
B. ATP ( anillo de adenina; un nitrógeno y un carbono)
C. Glutamina (un nitrógeno)
 La síntesis comienza con la condensación del PRPP con el ATP para
formar fosforribosil- AMP
 Transferencia del grupo amino de la glutamina al fosforribosil-AMP,
para formar:
A. Imidazol-glicerol-fosfato ( precursor de histidina)
B. 5´-fosforribosil-4-carboxamida-5-aminoimidazol ( síntesis de purinas)

FAMILIA DE LA HISTIDINA
 Histidina : precursor de
la histamina
1. Mediador de reacciones
alérgicas
2. Estimulador de la
producción de ácido
gástrico
3. Neurotransmisor
encefálico

*FUENTES DE NH3 EN EL
ORGANISMO: 1)DESAMINACIÓN
OXIDATIVA DE GLUTAMATO 2)ACCIÓN
DE BACTERIAS DE LA FLORA
INTESTINAL
*Vías de eliminación del NH3
La vía mas importante de eliminación es la síntesis de
urea en hígado
También se elimina NH3, por la formación de
glutamina

*Todo el NH3 originado por desaminación, es convertido
en UREA en el hígado.
*El proceso consume 4 enlaces fosfato (ATP) por cada
molécula de UREA.
*Se lleva a cabo en los hepatocitos.
*Intervienen cinco enzimas y como alimentadores
ingresan NH3, CO2 y aspartato, el cual cede su grupo
amino.
.
CICLO DE LA UREA

Comprende las siguientes reacciones:
1-Síntesis de carbamil fosfato 2-
Síntesis de citrulina
3-Síntesis de argininosuccinato 4-
Ruptura de argininosuccinato 5-
Hidrólisis de arginina

Según el destinoseclasifican en:
• Glucogénicos: producen intermediarios de la
gluconeogénesis (piruvato, oxalacetato, fumarato,
succinilCoA o cetoglutarato) formando finalmente
GLUCOSA (aa no esenciales)
Cetogénicos: están representados por los aa esenciales:
leucina y lisina. Producen cuerpos cetónicos.
Aminoácidos glucogénicos y cetogénicos

CICLO DE KREBS
ÁCIDOS GRASOS
COLESTEROL CUERPOS
CETÓNICOS
GLUCONEOGÉNESIS
ACETOACETILCoA
ACETILCoA
PIRUVATO
Triptofano
Phe
Tir Leu
Lis
Leucina
Isoleucina
Triptofano
Ala
Cis
Gli
Ser
Treon
ina
Asparragina
Aspartato
Isoleu
Met
Val
Treoni
na
Phe
Tirosina
GLUTAMATO
Prolina
Arg
Hist
Glu
AMINOÁCIDOS GLUCOGÉNICOS Y
CETOGÉNICOS

Los aa. esenciales no pueden ser producidos por el
organismo.
Sí puede biosintetizarse el cetoácido correspondiente,
entonces el organismo producirá dicho aminoácido
por transaminación.

*Muchas de las aminas biológicas formadas por
descarboxilación son sustancias de importancia
funcional
*Para este proceso de síntesis el organismo utiliza
piridoxalfosfato como coenzima

⚫Histamina
⚫Acido -aminobutírico (GABA)
⚫Catecolaminas (Dopamina, Noradrenalina y
Adrenalina)
⚫Hormona Tiroidea
⚫Melatonina
⚫Serotonina
⚫Creatina
⚫Melanina

⚫Se produce por descarboxilación de la histidina,
catalizada por la histidina descarboxilasa y
piridoxalfosfato como coenzima. La histamina tiene
gran importancia biológica ya que tiene acción
vasodilatadora, disminuye la presión sanguínea, colabora
en la constricción de los bronquiolos, estimula la
producción de HCl y estimula la pepsina en estómago, se
libera bruscamente en respuesta al ingreso de sustancias
alergenas en los tejidos.
⚫Se degrada muy rápidamente.

Se forma por descarboxilación del
ácido glutámico, generalmente en el
sistema nervioso central.
Utiliza piridoxalfosfato como
coenzima. El GABA es un compuesto
funcionalmente muy importante, ya
que es el intermediario químico
regulador de la actividad neuronal,
actuando como inhibidor o depresor
de la transmisión del impulso
nervioso.
ÁCIDO -AMINOBUTÍRICO
(GABA)

Se producen en el sistema nervioso y en la médula
adrenal.
Derivan de la TIROSINA
La Dopamina es un neurotransmisor importante. La
acción de las catecolaminas es muy variada:
Son vasoconstrictores en algunos tejidos y
vasodilatadores en otros, aumentan la frecuencia
cardíaca, son relajantes del músculo bronquial,
estimulan la glucógenolisis en músculo y la lipólisis en
tejido adiposo.
⚫Son rápidamente degradadas y eliminadas del
organismo.

BIOQUÍMICA CLÍNICA DE LAS
PROTEÍNAS

BIOQUÍMICA CLÍNICA DE LAS
PROTEÍNAS
• Las proteínas son macromoléculas (polímeros que se forman a partir de
aminoácidos esenciales). La mayoría de las proteínas son de gran tamaño,
con pesos moleculares que oscilan entre 30 000 y más de 500 000.
• Son parte integral de todas las células, líquidos y órganos del cuerpo.
• Las proteínas que son de interés en los análisis de bioquímica clínica son
principalmente aquellas que circulan en la sangre.
• Entre estas se incluyen las proteínas del plasma, proteínas de transporte,
proteínas de defensa y proteínas de coagulación, que realizan su función
principalmente en la circulación y el líquido extracelular.
• La mayoría de estas proteínas se sintetizan en el hígado, con la excepción de
las inmunoglobulinas que se producen en las células inmunitarias
(específicamente en los linfocitos B).
• En ocasiones se encuentran en la sangre otras proteínas cuyas funciones
principales son intracelulares. Puede que se hayan escapado desde el interior
de las células donde se han sintetizado y su presencia en la sangre refleje a
menudo algún tipo de daño celular.

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