El documento describe los procesos de digestión, absorción y metabolismo de las proteínas y los aminoácidos en el cuerpo humano. Las proteínas se digieren en aminoácidos que se absorben en el intestino delgado y se utilizan para la síntesis de nuevas proteínas, la producción de energía y la síntesis de otros compuestos. Los aminoácidos se metabolizan principalmente a través de la transaminación y la desaminación oxidativa para eliminar el nitrógeno en forma de urea en el hígado.

1. Universidad de Oriente
Núcleo Bolívar
Escuela de Ciencias de la Salud
Bioquímica Médica
Prof. Zulay Castillo

2. GENERALIDADES
El nitrógeno presente en la biosfera como
nitrato (NO3-) ó dinitrógeno (N2), debe ser
reducido a amonio (NH4+) para su
incorporación a las proteínas.
El hombre adquiere mayoritariamente el
nitrógeno de las proteínas de la dieta.

3. ORIGEN DEL NITRÓGENO

4. DIGESTIÓN DE LAS PROTEÍNAS
Enzimas Absorción
Hidrolíticas Intestinal
Proteínas AA
Aminoácidos
(dieta) (sangre)
Sin modificación
AA
Transformación (tejidos)
Degradación

5. Las proteínas se digieren mediante la acción de proteasas que
hidrolizan los enlaces peptídicos, previa desnaturalización por el ácido del
estómago y calor de la cocción.
Los aminoácidos, dipéptidos y oligopéptidos se absorben en el
intestino delgado
 Síntesis de compuestos nitrogenados
purinas, pirimidinas, grupos hemo, etc.
 Fuente de energía durante el ayuno,
directamente, ingresando al ciclo de Krebs e
Las proteínas ingeridas indirectamente, convirtiéndose en glucosa.
se emplean para:
 Síntesis de triacilgliceroles
 Síntesis de nuevas proteínas. Enzimas,
proteínas musculares, proteínas plasmáticas,
etc. LAS PROTEÍNAS ESTÁN EN CONTINUO
RECAMBIO.

6. METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
Esenciales No Esenciales
Arginina* Alanina
Histidina* Asparagina
Isoleucina Aspartato
Leucina Cisteína**
Lisina Glutamato
Metionina Glutamina
Fenilalanina Glicina
Treonina Prolina
Triptofano Serina
Valina. Tirosina**
No pueden ser Se pueden sintetizar a
sintetizados y deben partir de
estar presentes en la intermediarios
dieta. metabólicos
* En niños ** En adultos con requerimientos especiales

7. METABOLISMO DEL NITRÓGENO
El nitrógeno no tiene lugar de almacenamiento especial
en el organismo
En adultos, respecto a las proteínas, cuando ocurre: Síntesis ≈
Degradación, se dice que se mantiene el balance nitrogenado.
Cuando la Síntesis > Degradación, se dice que hay un balance de
nitrógeno positivo. Esto es característico de niños, adultos en recuperaión de
enfermedades o mujeres embarazadas. HAY SÍNTESIS NETA DE
PROTEÍNAS.
Cuando Síntesis < Degradación, estamos en presencia de un
balance de nitrógeno negativo. Ocurre especialmente cuando hay deficiencia
de aminoácidos esenciales o en el ayuno.

8. METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS

9. METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
Los aminoácidos cumplen diferentes funciones
en el metabolismo, no solo actúan como componentes
principales de las proteínas, también representan una
fuente de energía y precursores de otros productos
metabólicos.
Ya que el amonio (NH4+) no tiene lugar donde
acumularse, debe ser retirado del organismo en forma
de urea, para ello debe ocurrir la desaminación de los
aminoácidos.

10. COFACTORES EN EL METABOLISMO
DE AMINOÁCIDOS
 Piridoxal fosfato: Desplaza determinados electrones de los
enlaces del carbono α dando como resultado la transaminación,
desaminación, descarboxilación, entre otras reacciones.
 Tetrahidrofolato (FH4): es usado en determinadas rutas de los
aminoácidos para aceptar o donar grupos monocarbonados.
 Tetrahidrobiopterina: cofactor requerido en las reacciones de
hidroxilación de anillos (fenilalanina y tirosina)

11. METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
El inicio de la degradación de un aminoácido se lleva a cabo
con la eliminación de amonio. Ese movimiento de amonio para ser
eliminado en forma de urea puede ocurrir por dos procesos
principales:
 Transaminación. Redistribución del amonio (mas común)
 Desaminación oxidativa. Eliminación total
Seguido a la eliminación del amonio, viene la transformación de
esqueletos carbonados que resultan de la remoción del amonio.

12. 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.
 Es una reacción reversible
 Las enzimas catalizadoras (transaminasas ó
aminotranferasas) presentan isoenzimas con diferentes
localizaciones y utilizan piridoxal fosfato como coenzima
 Todos los aminoácidos transaminan, con excepción de
Lisina y Treonina

13. TRANSAMINASAS ó AMINOTRANFERASAS
 Glutamato-oxalacetato transaminasa (GOT) ó aspartato
aminotransferasa (AST). Está en el hígado, miocardio, riñón,
encéfalo y musculatura esquelética.
 Glutamato-piruvato transaminasa (GPT) ó alanina
aminotransferasa (ALT). Está presente en concentraciones mucho
más elevadas en el hígado que en los demás tejidos.
La GOT cataliza la siguiente reacción:
Aspartato + α-Cetoglutarato ⇔ Oxalacetato + Glutamato
La GPT cataliza esta otra reacción:
Alanina + α-Cetoglutarato ⇔ Piruvato + Glutamato

14. TRANSAMINACIÓN
Sustrato dador Enzima - Piridoxal Producto aminado
Producto desaminado Enzima - Piridoxamina Sustrato aceptor
Ácido aspártico Enzima - Piridoxal Glutamato
Oxalacetato Enzima - Piridoxamina α-cetoglutarato
Hay diferentes afinidades por el sustrato inicial pero solo aceptan
oxalacetato o α-cetoglutarato como segundo sustrato.
Grupos amino convergen a solo 2 aminoácidos

15. TRANSAMINACIÓN
Aminoácidos dieta
Alanina del músculo
Glutamina de
músculo y otros
tejidos
NH4+ , urea

16. TRANSPORTADORES DE NH4+
Como producto de la transaminación se genera glutamato
que puede ser descarboxilado oxidativamente y que representa
uno de los principales transportes de amonio al hígado.
Otra vía de transporte del amonio es la glutamina
proveniente del músculo y otros tejidos, la cual se sintetiza con
intervención de glutamina sintetasa a partir de NH4+ + glutamato
con adición de energía en forma de ATP
Glutamina sintetasa
Glutamato + NH4+ + ATP Glutamina + ADP + Pi
Mg2+

17. TRANSPORTE DE NH4+

18. DESAMINACIÓN OXIDATIVA
Reacción química que se caracteriza por la ruptura
de un grupo amino. El glutamato es desaminado
oxidativamente en la mitocondria por la glutamato
deshidrogenasa, la única enzima conocida que al menos en
algunos organismos, puede trabajar 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 a-iminoglutarato el cual es
hidrolizado a a-cetoglutarato y amonio.

19. DESAMINACIÓN OXIDATIVA
 El - CG es el sustrato más frecuente en las reacciones de
transaminación  Glutamato
 La misma enzima cataliza la reacción inversa.
 Esta reacción provee la mayor parte del NH3+ tisular.
Glutamato deshidrogenasa
+ +
+

20. GLUTAMINASAS
Otra forma en la que el
amonio viaja al hígado es como
glutamina, la cual es proveniente de
músculo y otros tejidos.
Esa glutamina con
intervención de las glutaminasas es
convertida en glutamato y NH4+ que
sera destinado a la sínteis de urea.
Glutaminasa
Glutamina + H2O Glutamato + NH4+

21. UREOGÉNESIS
La urea es el principal compuesto nitrogenado de la orina en mamíferos
y es formada principalmente en el hígado promovida por tres aminoácidos:
ornitina, citrulina y arginina.
Las reacciones que ocurren se dan en este orden:
1) Formación de carbamoil fosfato a partir de NH4+ y HCO3- en la mitocondria con
inversión de dos moléculas de ATP catalizado por carbamoil fosfato sintetasa I
(este paso no es parte del ciclo)
2) Carbamoil fosfato se une al amino lateral de la ornitina para formar citrulina y
Pi catalizado por la ornitina transcarbamilasa en la mitocondria

22. UREOGÉNESIS
3) La citrulina sale al citoplasma donde se une el segundo átomo de
nitrógeno al ciclo. La enzima argininosuccinato sintetasa cataliza la unión
covalente del grupo amino del aspartato al grupo C=O de la citrulina
grupo que procede del carbamoil fosfato dando como producto
argininosuccinato.
4) El argininosuccinato se escinde por acción de la argininosuccinato
liasa en arginina y fumarato.
5) Por último la arginina es hidrolizada por la arginasa liberando urea y
regenerando la ornitina, la cual es transportada al interior mitocondrial
donde puede aceptar nuevo carbamoil fosfato para iniciar otro ciclo.

23. UREOGÉNESIS
Carbamoil fosfato
sintetasa I
Ornitina
Transcarbamilasa
Argininosuccinato
sintetasa
Arginasa
Argininosuccinato
liasa

24. UREOGÉNESIS
Carbamil fosfato
sintetasa
NH4+ + HCO3- + 2 ATP Carbamil fosfato + 2 ADP + Pi + 2H+
Ornitina
transcarbamilasa
Ornitina + Carbamil fosfato Citrulina
Argininosuccinato
sintetasa
Citrulina + Aspartato Argininosuccinato + AMP + PPi + 2H+
Argininosuccinato
liasa
Argininosuccinato Arginina + Fumarato
Arginasa
Arginina Ornitina + Urea

25. REGULACIÓN DE LA UREOGÉNESIS
Existen dos tipos de control:
1. A largo plazo, influida por el contenido de proteínas en la
dieta, de este modo las actividades enzimáticas disminuyen
mucho con una dieta pobre en proteínas reduciendo la
excreción de urea por la orina. Al aumentar la ingesta proteica
se incrementa la actividad enzimática y por ende la eliminación
de urea.
2. A corto plazo, ejercido sobre la carbamoil fosfato sintetasa I,
que es activada alostéricamente por glutamato dependiendo
de los niveles de arginina y glutamato.
↑[ Glutamato ] indican la necesidad de eliminar el exceso de
grupos amino de aminoácidos .
↑ [ arginina ] reflejan la existencia de intermediarios del ciclo
de la urea capaces de aceptar los grupos carbamilo generados
en la reacción de la carbamoil fosfato sintetasa I

26. UREOGÉNESIS Y CICLO DE KREBS
Bicicleta de Krebs

27. OTRAS REACCIONES SOBRE AMINOÁCIDOS
La α-descarboxilación de aminoácidos da origen a diversos compuestos
aminados con importantes roles fisiológicos entre los que destacan
catecolaminas, histaminas, serotonina y poliaminas.
α-descarboxilasas Producto Función
Ornitina descarboxilasa Putrescina Síntesis de poliaminas
Poliaminas: proliferación
Lisina descarboxilasa Cadaverina
celular
Histidina descarboxilasa Histamina Reacciones alérgicas
Tirosina descarboxilasa Tiramina Neurotransmisor
Descarboxilasas de aminoácidos aromáticos
DOPA Dopamina Síntesis de catecolaminas
Triptófano Triptamina Neurotransmisor
Otras descarboxilasas
Aspartato descarboxilasa Β-alanina Precursor de coenzima A
Glutamato descarboxilasa 4-aminobutirato Neurotransmisor
Cisteína sulfinato
Hipotaurina Síntesis de taurina
descarboxilasa

28. AMINAS DE INTERÉS BIOMÉDICO
Aminoácido Amina
Dopamina
Tirosina Norepinefrina
Epinefrina
γ-aminobutirato
Glutamato
(GABA)
Triptófano Serotonina
Histidina Histamina
Ornitina Poliaminas

29. DESTINO DE ESQUELETOS CARBONADOS
Todos los tejidos tienen cierta capacidad para síntesis y remodelación de
aminoácidos. El hígado es el sitio principal de metabolismo de los aminoácidos.
En tiempos de buena suplementación dietaria, el nitrógeno es eliminado vía
transaminación, desaminación y síntesis de urea. Los esqueletos carbonados
pueden conservarse como carbohidratos o como ácidos grasos.
Los aminoácidos pueden ser glucogénicos, cetogénicos o ambos.
Los glucogénicos son los que generan piruvato o intermediarios del ciclo de
Krebs. Los cetogénicos (Lys y Leu) generan sólo acetil-CoA o acetoacetil-CoA.
En períodos de ayuno, los esqueletos carbonados se utilizan como fuente de
energía, rindiendo CO2 y H O

30. CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS

31. CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
Aminoácidos Intermediario formado Clasificación
Ala, Ser, Cys, Gly Glucogénicos puros
Trp Piruvato Mixto
Glu, Gln, Pro, Arg, His. α-cetoglutarato Glucogénicos puros
Asp, Asn Oxalacetato Glucogénicos puros
Met, Val Glucogénicos puros
Thr, Ile Succinil-CoA Mixtos
Phe, Tyr Fumarato Mixtos
Leu Cetogénico puro
Thr, Ile, Trp Acetil-CoA
Mixto
Lis, Leu Acetoacetil-CoA Cetogénicos puros
Phe, Tyr, Trp Mixtos

32. CATABOLISMO VÍA PIRUVATO

33. CATABOLISMO VÍA OXALACETATO

34. CATABOLISMO VÍA ALFA-CETOGLUTARATO

35. CATABOLISMO VÍA SUCCINIL-CoA

36. CATABOLISMO AMINOÁCIDOS
RAMIFICADOS

37. CATABOLISMO DE Phe
Fenilcetonuria
Alcaptonuria
Tirosinemia II
Tirosinemia
I
Tirosinemia
III

38. SÍNTESIS DE GLUTAMATO
El glutamato se sintetiza a partir de su precursor alfa-cetoácido
con la enzima glutamato deshidrogenasa

39. SÍNTESIS DE ASPARTATO
Tambien se sintetiza aspartato
por desaminación de la
asparagina con intervención de
una asparaginasa

40. SÍNTESIS DE ASPARAGINA Y GLUTAMINA

42. CICLO DE LA GLUCOSA –ALANINA.
La alanina transaminasa participa en
el transporte de esqueletos
carbonados y nitrógeno del músculo
al hígado.
Músculo esquelético: el piruvato de
la glucólisis se transforma en
alanina a expensas de glutamato.
Hígado: se regenera el piruvato
para la gluconeogénesis y el
amonio del glutamato puede ir al
ciclo de la urea.

51. DESÓRDENES EN EL CATABOLISMO DE
AMINOÁCIDOS
PROCESO CON
CONDICIÓN MÉDICA ENZIMA DEFICIENTE SINTOMAS Y EFECTOS
DEFECTOS
Síntesis de melanina a Tyr-3-mono-oxigenasa Perdida de pigmentación, cabello
Albinismo
partir de Tyr (Tirosinasa) blanco, piel rosada.
Homogentisato 1,2 Orina de color oscuro, desarrollo
Alcaptonuria Degradación de Tyr
dioxigenasa tardío, artritis.
Argininemia Síntesis de urea Arginasa Retardo mental
Acidemia
Síntesis de urea Argininosuccinato liasa Vómitos y convulsiones
argininosuccinica
Letargo, convulsiones, muerte
CPS I deficiencia Síntesis de urea CPS I
temprana.
Retardo mental, deficiente
Homocistinuria Degradación de Met Cistationina β sintasa
desarrollo óseo
Complejo Aa
Enfermedad de la orina Degradación de: Ile, ramificados-alfa- Vómitos, convulsiones, retardo
de jarabe de arce Leu y Val. cetoácido mental, muerte temprana.
deshidrogenasa
Conversión de
Vómitos, convulsiones, retardo
Acidemia metilmalónica propionilCoA a Metilmalonil CoA mutasa
mental
succinilCoA
Conversión de Phe A
Fenilcetonuria Fenil-alanina hidroxilasa Retardo mental. Vómitos
Tyr