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Bolilla 8: PROTEINAS Y AMINOACIDOS (2)
Catabolismo del esqueleto carbonado de los aminoácidos.
Aminoácidos cetogénicos y glucogénicos. Vías metabólicas a
piruvato. Vías del alfa-cetoglutarato, del oxalacetato, de fumarato y
acetoacetil CoA.
Gluconeogénesis a partir de aminoácidos.
Biosíntesis de aminoácidos no esenciales. Funciones precursoras
de los aminoácidos. Biosíntesis de aminas biógenas: histamina,
triptamina, tiramina, ácido gamma aminobutírico. Síntesis de
creatina y creatinina
Catabolismo de los esqueletos carbonados de los
aminoácidos
 La primera etapa en la degradación de los
aminoácidos comprende la eliminación del nitrógeno.
 Esto generalmente se realiza por reacciones de
transaminación y en menor medida por reacciones de
desaminación.
 El nitrógeno, una vez removido, entra en la reserva
metabólica general y dependiendo de las necesidades
de la célula, puede ser utilizado de nuevo para
procesos anabólicos (ej., síntesis proteica)
 O si está en exceso, convertido en urea y excretado
como tal.
UTILIZACION
ORIGEN
Absorción en intestino
Degradación de
proteínas
Síntesis de
aminoácidos
Síntesis de
proteínas
Síntesis de
Compuestos no
nitrogenados
AMINOACIDOS
Producción de
Energía
NH3
a - cetoácidos
Urea
glucosa
Cuerpos
cetónicos
Clasificación de los aminoácidos de acuerdo al destino
de sus esqueletos carbonados
• Aminoácidos Glucogénicos: Los esqueletos
carbonados pueden utilizarse para la síntesis de
glucosa (aa. no esenciales)
• Aminoácidos Cetogénicos: Los esqueletos
carbonados pueden ser convertidos en cuerpos
cetónicos (Leucina y Lisina)
• Aminoácidos glucogénicos y cetogénicos:
Fenilalanina, Tirosina, Isoleucina y Triptofano
GLUCOGÉNICOS
Los que forman:
# piruvato
# intermediarios del ciclo de Krebs.
CETOGÉNICOS
Son los que generan:
acetil-CoA o aceto-acetato
COFACTORES UTILIZADOS EN REACCIONES
DE DEGRADACION DE ESQUELETOS
CARBONADOS
• TETRAHIDROFOLATO (FH4): Transferencia de
unidades de un carbono (metilo, formilo, metileno,
etc.)
• S-ADENOSILMETIONINA (SAM): Transferencia de
metilos.
• TETRAHIDROBIOPTERINA (BH4): Transportador de
electrones
AMINOACIDOS QUE FORMAN PIRUVATO
TREONINA
Treonina
aldolasa
TRIPTOFANO
ACETALDEHIDO
GLICINA
N5N10-Met
FH4
PPL
FH4
Serina hidroxi
metil
transferasa
SERINA
PPL
CISTEINA
2 pasos
Oxidación y transaminación
Gluconeogénesis
ACETO ACETIL CoA
PPL
Serina
deshidratasa
ALANINA
ALT ó GPT
PIRUVATO
PDH
ACETIL-CoA
Principal vía de degradación  Mitocondria
Treonina Aldolasa
(Microorganismos)
Degradación de AG de n° impar
AMINOACIDOS QUE RINDEN
OXALACETATO
ASPARRAGINA
H2O
Asparraginasa
NH4+
ASPARTATO
GOT
PPL
OXALACETATO
acetoglutarato
Glutamato
AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN
a-CETOGLUTARATO
Arginina
H2O
Prolina
Oxidasa
Arginasa
Urea
aminotransferasa
Ornitina
g-semialdehído
Glutámico
Glu-semialdheído
deshidrogenasa
NH4+
FH4
N5FormiminoFH4
Glutaminasa
Glutamato
Histidina
4 pasos
Glutamina
Glutamato
deshidrogenasa
a-cetoglutarato
AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN
SUCCINIL- CoA
Homocisteína
Metionina
3 pasos
PPL
Serina
Cisteína
a-Cetobutirato
a-cetoácido
CO2 deshidrogenasa
Isoleucina
CO2
PPL
NH3 + H2O
Propionil-CoA
Valina
6 pasos
CO2
Metilmalonil-CoA
Acetil-CoA
B12
Mutasa
Succinil-CoA
Treonina
7 pasos
AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN
EN SUCCINIL- CoA
Treonina
Metionina
a-cetobutirato
Valina
Isoleucina
Propionil-CoA
Metil malonil-Co A
Succinil-CoA
AMINOACIDOS QUE PRODUCEN
ACETOACETIL-CoA
Fenilalanina
Lisina
Triptofano
Alanina
Tirosina
Fumarato
Leucina
Glutaril-CoA
ACETOACETATO
Acetil-CoA
ACETOACETIL-CoA
Acetil-CoA
DEGRADACION DE AMINOACIDOS RAMIFICADOS EN
TEJIDOS EXTRAHEPATICOS
Aminoácido ramificado
aminotransferasa
Transaminación
• Esta degradación
tiene lugar en riñón,
músculo, corazón y
tejido adiposo.
• Hígado no posee la
aminotransferasa
específica
a-cetoácido
deshidrogenasa
a-cetoácidos  derivados de acil-CoA
Catabolismo de los Aminoácidos aromáticos
Reacción de la Fenilalanina Hidroxilasa
Fenilalanina
Hidroxilasa
Tirosina
Fenilalanina
Dihidro
pterina
reductasa
REACCION DE TRANSAMINACION DE
FENILALANINA
Segunda ruta del metabolismo de fenilalanina, muy
poco utilizada: FENILCETONURIA.
PPL
Fenilalanina + Piruvato
Fenilpiruvato + Alanina
aminotransferasa
Fenilpiruvato
CO2
O=
Fenilacetato
Fenilactato
Fenilcetonuria
CARACTERÍSTICAS CLÍNICAS DEL RECIEN NACIDO
-IRRITABILIDAD, ATAQUES EPILÉPTICOS Y VÓMITOS.
-MANIFESTACIONES EN LA PIEL: ECZEMA GENERALIZADO,
DISMUNICIÓN DE LA PIGMENTACIÓN DE LA PIEL.
-LOS BEBÉS GENERALMENTE TIENEN UN OLOR
CARACTERÍSTICO A RATÓN DEBIDO A LA PRESENCIA DE ÁCIDO
FENILACÉTICO EN ORINA Y SUDOR.
-PRESENTAN MICROCEFALIA Y RETRASO EN EL DESARROLLO,
CON DESCALCIFICACIÓN DE LOS HUESOS LARGOS.
-CARDIOPATÍAS CONGÉNITAS
-MIELINIZACIÓN INCOMPLETA, FENILALANINA ATRAVIESA LA
BARRERA HEMATOENCEFÁLICA.
CAUSAS DE LA DISFUNCIÓN CEREBRAL
-DISMINUCIÓN DE LAS AMINAS BIOGENAS, POR DISMINUCIÓN DE
SU PRECURSOR: TIROSINA
-DISMINUCIÓN DE SEROTONINA EN CEREBRO
-LOS METABOLITOS SECUNDARIOS INHIBEN A LA GLUTÁMICO
DESCARBOXILASA DISMINUYENDO LA CONCENTRACIÓN DE
GABA Y DOPA DESCARBOXILASA CAYENDO LOS NIVELES DE
ADRENALINA, NORADRENALINA Y DOPAMINA
-EL PROCESO DE MIELINIZACIÓN SE ALTERA POR
MODIFICACIONES EN LA RELACIÓN DE SULFÁTIDOS Y
CEREBRÓSIDOS DE LA MIELINA.
-EL ÁCIDO GAMMA-AMINOBUTÍRICO (GABA) ES EL PRINCIPAL
NEUROTRANSMISOR INHIBITORIO CEREBRAL, DERIVA DEL ÁCIDO
GLUTÁMICO
• Si el trastorno se detecta a tiempo puede evitarse el
daño cerebral administrando una dieta con bajo
contenido de fenilalanina y abundante contenido en
tirosina.
• Es común encontrar alimentos que alertan sobre el
no consumo para fenilcetonúricos, por ejemplo, los
que contienen como edulcorante el ASPARTAMO, un
dipéptido de fenilalanina y aspartato que cuando se
hidroliza en el tracto digestivo libera fenilalanina.
DEGRADACION DE TIROSINA
TIROSINEMIA - ALCAPTONURIA
Homogentisato
1,2-dioxigenasa
Tirosina
Tirosina
aminotransferasa
*
P-Hidroxifenilpiruvato
*
Dioxigenasa
Homogentisato
Maleilacetoacetato
Fumarilacetoacetato
DESÓRDENES DEL METABOLISMO DE TIROSINA
PRECURSOR DE:
HORMONAS TIROIDEAS – CATECOLAMINAS – MELANINA
CLASIFICACIÓN
1- TIROSINEMIA TIPO OREGON 
DEFIC. DE TIROSINA AMINOTRANSFERASA
2- TIROSINEMIA HEREDITARIA 
-NEONATAL
-HEPATORENAL CONGÉNITA  DEFIC. DE P-OHFENILPIRÚVICO OXIDASA
3- TIROSINEMIA TRANSITORIA DEL RN
ALCAPTONURIA
•1859: SE OBSERVA QUE LA ORINA DE LOS ENFERMOS
SE PONIA OSCURA CUANDO SE DEJABA AL AIRE
•SE LLAMA A LA SUSTANCIA : ALCAPTÓN (AVIDEZ
POR EL OXÍGENO EN MEDIO ALCALINO)
•Y FINALMENTE SE IDENTIFICA COMO 2,5-DI-OH
FENILACÉTICO  ÁC. HOMOGENTÍSICO
•LA ENZIMA DEFICIENTE ES : HOMOGENTÍSICO
OXIDASA
ALBINISMO OCULO-CUTÁNEO
MANIFESTACIONES CLÍNICAS:
AGUDEZA
VISUAL – FOTOFOBIA –NISTAGMUS
1- TIROSINASA (-)
2- TIROSINASA (+)
3- SÍNDROME DE HERMANSKY- PUDLAK
4- SÍNDROME DE CHEDIAK-HIGASHI
5- SÍNDROME DE CROSS
6- ALBINISMO OCULO-CUTÁNEO MARRÓN
7- ALBINISMO OCULO-CUTÁNEO BERMEJO
8- ALBINISMO OCULO-CUTÁNEO AD
9- ALBINISMO NEGRO SENSONEURAL
10- ALBINISMO MUTANTE AMARILLO
Descarboxilación de aminoácidos
• Microorganismos del intestino y ciertas bacterias presentes en
productos de fermentación, poseen enzimas que catalizan la
descarboxilación de aminoácidos.
• Estas reacciones dan lugar a la formación de POLIAMINAS con
gran actividad fisiológica denominadas en general “AMINAS
BIÓGENAS”.
• Este tipo de proceso forma parte de la putrefacción de proteínas
por acción de enzimas bacterianas. Por ejemplo a partir de lisina
se obtiene cadaverina y a partir de ornitina se obtiene putrescina.
Estos compuestos sirven de marcadores para medir la calidad de
la carne y de su estado de conservación.
• En tejidos animales también existen enzimas que catalizan este
tipo de reacciones y las aminas biógenas formadas por este
mecanismo son sustancias de importancia funcional. Por ej.:
histamina, serotonina, triptamina y dopamina.
Mecanismos generales de la
descarboxilación
lisina
ornitina
histidina
tirosina
triptófano
ácido glutámico
cadaverina
putrescina
histamina
tiramina
triptamina
amino-butírico
Las poliaminas: espermidina y espermina, se
forman a partir de putrescina
REACCIONES DE DESCARBOXILACION
HISTIDINA
TIROSINA
TRIPTOFANO
GLUTAMATO
DOPA
D
E
S
C
A
R
B
O
X
I
L
A
S
A
HISTAMINA
PA
HCl
VD
TIRAMINA
PPL
SEROTONINA
GABA
DOPAMINA
VC
(-) SN
(-) SN
FUNCIONES PRECURSORAS DE LOS
AMINOACIDOS
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
GLICINA  Purinas, Hemo, Glutatión
SERINA  Derivados de folato, esfingosina.
METIONINA  SAM
GLUTAMINA y GLUTAMATO  GABA
FENILALANINA y TIROSINA  Catecolaminas
TIROSINA  Tiramina, Melanina, Hormonas tiroideas.
TRIPTOFANO  Serotonina, Triptamina, Melatonina, Acido
nicotínico.
ARGININA  Oxido Nítrico
SERINA Y METIONINA Acetilcolina
HISTIDINA  Histamina.
ARGININA, GLICINA Y METIONINA  Creatina
FUNCIONES PRECURSORAS DE LOS AMINOÁCIDOS
• Las monoaminas constituyen el grupo principal de
NEUROTRANSMISORES del sistema nervioso (SN).
• La característica diferencial de estas sustancias es la presencia de
un grupo amino (-NH2), por lo que también se denominan AMINAS
BIÓGENAS.
• Proceden de aminoácidos precursores definiendo así dos grupos:
LAS CATECOLAMINAS, derivadas de la tirosina y
LAS INDOLAMINAS, que derivan del triptófano.
• Las catecolaminas incluyen a la dopamina, la noradrenalina y la
adrenalina.
• Las indolaminas son la serotonina y la melatonina.
• Las catecolaminas actúan como transmisores químicos del sistema
adrenérgico
TRIPTOFANO  PRECURSOR DE:
• SEROTONINA  PODEROSO VASOPRESOR Y ESTIMULANTE
DE LA CONTRACCIÓN DEL MÚSCULO LISO
• MELATONINA  HORMONA QUE PRODUCE LA GLÁNDULA
PINEAL Y EN NERVIOS PERIFÉRICOS, EN
LOS ANIMALES ACTÚA REGULANDO LOS
CICLOS CIRCADIANOS (LUZ-OSCURIDAD,
FERTILIDAD E INFERTILIDAD)
• ÁCIDO NICOTÍNICO  VITAMINA DEL COMPLEJO B, FORMA
PARTE DE LAS COENZIMAS NAD Y
NADP, SU DEFICIENCIA PRODUCE
PELAGRA
VC- VD
VC
Vida media muy corta: 15 a 30 segundos
Actividad Glucogenolítica y lipolítica
REACCION DE BIOSINTESIS DE OXIDO
NITRICO
NO: (+) Guanilciclasa
GMPc: Vasodilatación
NO: Molécula señalizadora
5 segundos de vida media
Radical Libre factor de
relajación vascular y en
macrófagos destruye
microorganismos.
REACCION DE SINTESIS DE CREATINA
FOSFATO
Arginina
Glicina
Ornitina
Creatina
Creatina
quinasa
Guanidinoacetato
S-Adenosil
metionina
(SAM)
S-Adenosin
homocisteína
Creatina fosfato
• Producida en el hígado y almacenada en la fibra muscular.
• Es la combinación de 3 aminoácidos: glicina, arginina y metionina.
• Esta combinación es la responsable de producir ATP
• La creatinafosfato es
un compuesto
inestable  se cicla
espontánea e
irreversiblemente para
formar creatinina y
fosfato libre
• Creatinina se elimina por orina  la cantidad excretada en 24h es
relativamente constante en cada individuo y está relacionada con la masa
muscular. Valor de referencia de funcionamiento renal.
BIOSINTESIS DE AMINOACIDOS
• Los mamíferos sintetizan los aminoácidos no esenciales.
• El esqueleto carbonado de la mayoría de los aminoácidos
proceden de: Glicerato-3-fosfato, piruvato, a-cetoglutarato ó
oxalacetato.
• Varios aminoácidos se obtienen por reacciones de
transaminación.
• En varias reacciones de síntesis, se utilizan como dadores de
equivalentes de reducción NADPH ó NADH y como dadores de
carbono derivados de Folato ó SAM.
• Se gasta energía metabólica del ATP
Reacciones en las que interviene
amoníaco
NH3
CO2
Carbamil
fosfato
Aspartato
Asparragina
Arginina
Pirimidinas
Urea
a-cetoglutarato
Glutamato
Otros
aminoácidos
Glutamato
Glutamina
Purinas, amino
azúcares,
triptofano,
histidina, etc.
BIOSINTESIS DE AMINOÁCIDOS
NO ESENCIALES
ASPARTATO, GLUTAMATO Y ALANINA
PIRUVATO
OXALACETATO
a-CETOGLUTARATO
T
R
A
N
S
A
M
I
N
A
C
I
O
N
ALANINA
(GPT)
ASPARTATO
(GOT)
GLUTAMATO
(GDH)
BIOSINTESIS DE SERINA y GLICINA
GLICERATO-3-P
NAD+
Deshidrogenasa
NADH
+ H+
3-P-OH-PIRUVATO
GLU
Transaminasa
a-KGLU
3-P-SERINA
Fosfatasa
H2O
Pi
SERINA
FH4
N5N6-Met
FH4
GLICINA
PRECURSORES PARA LA BIOSÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS
ESENCIALES
Molécula Precursora
Aminoácidos
Ribosa-5 fosfato
Histidina
Eritrosa 4-Fosfato
Fenilalanina Triptofano
Piruvato
Valina
Oxalacetato (Aspartato)
Metionina Treonina
Lisina Isoleucina
a-Cetoglutarato (Glutamato)
Leucina
Arginina