-AMINOACID

OS-BIOQUIMICA Y BIOLOGIA

MOLECULAR

AMINOACIDOS: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES

• Las proteínas son de suma importancia para los sistemas biológicos.

• Todas las proteínas están compuestas de un numero de aminoácidos unidos por enlaces peptidicos.

• Aunque existen cerca de 300 aminoácidos en la naturaleza, solamente 20 de ellos se encuentran en el cuerpo humano.

• La mayor parte de los aminoácidos (excepto la parolina) son aminoácidos alfa.

El grupo amino esta unido al mismo donde el grupo carboxilo esta unido.

METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS

• La función de los aminoácidos en el metabolismo es distinta de las de otros componentes importantes de la dieta, como las grasas y carbohidratos, porque los aminoácidos no son utilizados de manera primordial para suministrar energía.

• Los aminoácidos son necesarios para construir PROTEÍNAS, las cuales experimentan un recambio constante en la célula.

• Cada tipo de proteína de la célula es degradado en sus aminoácidos constituyentes a una velocidad diferente.

• Los aminoácidos tienen como constituyente fundamental el nitrógeno, el cual tiene sus orígenes en él di nitrógeno gaseoso o N2, y el ión

nitrato (NO3-).

• El metabolismo de los aminoácidos está estrechamente relacionado con los procesos biológicos fundamentales.

• Las proteínas, ácidos nucleicos, algunos neurotransmisores y coenzimas entre otros tienen como unidad fundamental los aminoácidos.

• La dieta es importante ya que provee de aminoácidos que no pueden ser sintetizados por el organismo humano

• .Estos aminoácidos reciben el nombre de “ESENCIALES”

• Los AMINOÁCIDOS de la dieta cumplen dos funciones:

• A.- Biosíntesis de NUEVAS PROTEÍNAS utilizando nitrógeno y átomos de carbono de los aminoácidos. Y en menos proporción síntesis de glucosa (gluconeogénesis) o ácidos grasos.

• B.- Producción de ENERGÍA, utilizando la cadena de carbonos de sus aminoácidos que se transforman en intermediarios de la glucólisis y el ciclo de Krebs, en donde se degradan para producir

FUENTES DE AMINOACIDOS

• A.- La fuente más importe de aminoácidos son los aportados por la DIETA. Cuando se degradan las proteínas en el intestino, se convierten en AMINOÁCIDOS, que se absorben a través de la mucosa intestinal y pasan por los capilares a la circulación portal para llegar al hígado de donde se distribuyen al resto del organismo.

• B. La segunda fuente en importancia es la SINTESIS de aminoácidos a partir de otros compuestos como los carbohidratos. Sin embargo, este mecanismo necesita del grupo AMINO de otros aminoácidos mediante reacciones de ínter conversión.

AMINOÁCIDOS ESENCIALES:• Lisina • Treonina• Metionina• Arginina• Valina• Leucina• Isoleucina• Fenilalanina• Triftofano

Varios de los 20 aminoácidos que forman parte de las proteínas del hombre, no pueden ser

sintetizados por el organismo y reciben el

nombre de:

• La cantidad existente de aminoácidos libre, llamada “la POZA DE AMINOÁCIDOS LIBRES”, se debe mantener en equilibrio entre los aminoácidos que ingresa (100 gr. al día) y los que son utilizados por el organismo o excretados (100 gr. al día).

• Al igual que la glucosa, los niveles de aminoácidos libres circulantes deben mantenerse dentro de ciertos márgenes. Es le MÚSCULO la fuente más importante de aminoácidos durante el período de ayuno.

UTILIZACIÓN DEL AMONIACO

• Los seres humanos utilizan el nitrógeno inorgánico en forma de AMONÍACO (NH3).

• El amoníaco a concentraciones elevadas es muy tóxico, pero a concentraciones más bajas constituye un metabolito central, que actúa como sustrato de cinco enzimas que lo convierten en diversos compuestos orgánicos nitrogenados.

• A pH fisiológico el amoníaco se encuentra como ION AMONIO (NH4

+)

• Todos los organismos asimilan amoníaco a través de reacciones que conducen a la formación de GLUTAMATO, GLUTAMINA, ASPARAGINA Y CARBAMOIL FOSFATO.

• La mayor parte del nitrógeno del amoníaco que va a parar a los aminoácidos y otros compuestos nitrogenados procede del NITRÓGENO del grupo amino del GLUTAMATO y el nitrógeno de la amida de la GLUTAMINA

BIOSÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS

• A.- FORMACIÓN DEL GRUPO AMINO, por medio de la incorporación del amoniaco (NH3) al cetoglutarato se forma glutamato,

incorporándolo como su grupo -amino, para que posteriormente se transfiera para originar grupos -amino de otros aminoácidos. Esta es la forma como se incorpora nitrógeno inorgánico a compuestos orgánicos.

• B.- FORMACIÓN DEL ESQUELETO DE CARBONO DEL AMINOÁCIDO: Este esqueleto deriva de intermediarios del ciclo de Krebs, ciclo de las Pentosas y Glucólisis. Los aminoácidos se han agrupado en familias de acuerdo a su origen biosintético

• C.- FORMACIÓN DE GRUPOS FUNCIONALES DE LA CADENA LATERAL: como la incorporación del grupo sulfihidrilo de la cisteína, o grupos guanidino, imidazol, hidroxilo, y amida de diversos aminoácidos.

FORMACIÓN DEL GRUPO a-AMINO

• INCORPORACIÓN DEL AMONIACO AL GLUTAMATO MEDIANTE LA GLUTAMATO DESHIDROGENASA.

• El amoniaco para entrar al metabolismo de los aminoácidos debe primero formar el grupo amino del GLUTAMATO o el grupo amida de la GLUTAMINA o de la ASPARAGINA.

• El amoniaco que se genera a partir del N2 o de óxidos de

nitrógeno para ser incorporado al metabolismo de los aminoácidos debe formarse GLUTAMATO, mediante la aminación reductora del cetoglutarato catalizada por la glutamato deshidrogenasa.

• El GLUTAMATO es el donador más importante del GRUPO AMINO en la síntesis de aminoácidos en las reacciones de transaminación.

• La glutamato deshidrogenasa se encuentra en gran cantidad en el hígado, cerebro y riñón y se localiza en la matriz mitocondrial.

• El AMONIACO tiene un pKa de 9.2 por lo que en solución acuosa neutra se encuentra

como ion AMONIO = NH4+.

• FORMACIÓN DE GLUTAMINA A PARTIR DE LA INCORPORACIÓN DE NH3 AL

GLUTAMATO.

• La GLUTAMINA es donador importante de nitrógeno (a partir del grupo amida) en la síntesis directa de compuestos como la histidina, triftófano , nucleótidos, purinas y pirimidinas , carbamoil-fosfato, aminoazúcares , NAD+, etc..

• La formación de GLUTAMINA es muy importante, ya que es la forma como el NH3, puede transportarse en la sangre evitando

su acción tóxica en los tejidos, en especial el cerebro .

• El cerebro es rico en glutamina sintetasa.

• LA BIOSÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS NO ESENCIALES SE PRODUCE POR UN PROCESO DE TRANSAMINACIÓN A INTERMEDIARIOS DE LA GLUCÓLISIS, CICLO DE LAS PENTOSAS O DEL CICLO DE KREBS.

TRANSAMINACION• El GLUTAMATO es el elemento clave donador del grupo• AMINO a cetoácidos en reacciones catalizadas por

enzimas llamadas TRANSAMINASAS.

• El grupo amino del glutamato es transferido a diversos cetoácidos (equivalentes al esqueleto de carbono de los aminoácidos) generando los correspondientes aminoácidos.

• La mayor parte de los aminoácidos comunes se forman por TRANSAMINACIÓN.

Todas las TRANSAMINASAS que se conocen tienen como COENZIMA el PIRIDOXAL

FOSFATO