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.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
•
Reserva de aminoácidos : las moléculas de
aminoácidos de disposición inmediata para su
uso en los procesos metabólicos proceden de:
a.
b.
Degradación de las proteínas del alimento.
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.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
•
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.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
TRANSPORTE AL INTERIOR DE LA CELULA
•
a.
b.
c.
d.
Intervención de proteínas transportadoras de
membrana (mamíferos).
Especificidad para los aminoácidos que transportan.
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).
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.
El ciclo de alfa - glutámilo ayuda a transportar
algunos aminoácidos al interior de tejidos específicos
(cerebro, intestino y riñón).
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
•
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.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
TRANSAMINACION
•
Aminotransferasas.- enzimas
localizadas en el citoplasma o
en las mitocondrias
(eucariotas).
•
a.
Especificidad (tipos) ;
La del alfa – aminoacido, que
dona el grupo alfa - amino.
La del alfa – cetoacido, que
acepta el grupo alfa – amino.
b.
•
Varían de acuerdo con el tipo
de aminoácidos que unen.
•
La mayoría utilizan glutamato
como donador del grupo amino.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE AMINOACIDOS
TRANSAMINACION
•
Alfa – cetoglutarato / glutamato.- papel estrategico
(intermediario del ciclo
importante en el metabolismo de
del acido citrico
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.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
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.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
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.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
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.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
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).
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
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.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
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.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
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.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
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.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE AMINOACIDOS
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.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
•
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.
b.
c.
d.
Glicerato – 3 – fosfato.
Piruvato.
Alfa – cetoglutarato.
Oxalacetato.
•
La tinosina se sintetiza a partir de la fenilalanina (aminoácido
esencial).
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
FAMILIAS
•
De acuerdo a la semejanza de las rutas de
síntesis.
A.
B.
C.
D.
E.
F.
Familia del glutamato.
Familia de la serina.
Familia del aspartato.
Familia del piruvato.
Familia de los aromáticos
Familia de la histidina
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
FAMILIA DEL GLUTAMATO
Comprende:
A. Glutamato.
B. Glutamina.
C. Prolina.
D. Arginina.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
FAMILIA DEL GLUTAMATO
Glutamato
•
a.
b.
•
Alfa cetoglutarato puede
convertirse en glutamato
mediante:
Reacciones de aminacion
reductora.
Transaminacion.
La transaminacion; función
esencial en la síntesis de la
manera de moléculas de
glutamato.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
FAMILIA DEL GLUTAMATO

Glutamato:
1.
Componente de
proteínas
Precursor de
aminoácidos
Neurotransmisor
excitador
Precursor del GABA (
ácido alfa amino
butirico) por
descarboxilacion
2.
3.
4.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE AMINOACIDOS
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.
•
a.
b.
Glutamina funciones:
Síntesis proteica
Donador del grupo amino en reacciones de
biosíntesis;
Síntesis de purinas.
Síntesis de pirimidinas.
Amino azucares.
Almacenamiento y transporte de NH4+
Riñón e intestino; fuente de energía.



c.
d.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE AMINOACIDOS
FAMILIA DEL GLUTAMATO
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-gammasemialdehido para formar pirrolina5-carboxilato
( ciclacion espontánea )
a.
La pirrolina-5-carboxilato se reduce
a prolina por la pirrolina-5carboxilato reductasa
la prolina puede sintetizarse de la
ornitina un intermediario del ciclo
de la urea
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE AMINOACIDOS
FAMILIA DEL GLUTAMATO

Arginina; su precursor
es el glutamato
A.
Su síntesis comienza
con la acetilacion del
grupo alfa-amino del
glutamato
El N-acetil-glutamato se
convierte en ornitina
La ornitina se convierte
en arginina (ciclo de la
urea)
B.
C.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE AMINOACIDOS
FAMILIA DE LA SERINA

Comprende:
1.
Serina
Glicina
Cisteina
2.
3.

Obtienen su esqueleto
carbonado a partir del
intermediario glicolitico;
glicerato – 3-fosfato
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
FAMILIA DE LA SERINA

La serina:


Síntesis directa desde
el glicerato-3-fosfato
Reacciones de
deshidrogenacion,
transaminacion e
hidrólisis

Precursora de la ;
A.
B.
Etanolamina
esfingosina
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
FAMILIA DE LA SERINA
 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
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE AMINOACIDOS
FAMILIA DE LA SERINA

Cisteina ; su esqueleto
carbonado proviene de la
serina

Enzimas involucradas en la
conversión de serina a
cisteina;
a.
b.
Cistationina-sintasa
Gamma-cistationasa

Requiere piridoxal-fosfato

Metabolismo del azufre
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE AMINOACIDOS
FAMILIA DEL ASPARTATO

Comprende;
A. Aspartato
B. Asparagina
C. Lisina
D. Metionina
E. Treonina
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE AMINOACIDOS
FAMILIA DEL ASPARTATO

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)
Intermediario del ciclo del ácido
fumarato
Precursor de nucleótido
b.
c.
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
SINTESIS DE LOS AMINOACIDOS
FAMILIA DEL ASPARTATO
 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)
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FAMILIA DEL PIRUVATO

Comprende ;
A. Alanina
B. Valina
C. Leucina
D. isoleucina
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SINTESIS DE AMINOACIDOS
FAMILIA DEL PIRUVATO
 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
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FAMILIA DEL PIRUVATO

Síntesis de valina y leucina

Comienza con la condensación
de piruvato con hidroxietil-TPP (
un producto de descarboxilacion
de un intermediario piruvatopirofosfato de tiamina)
catalizado por la ácido
acetohidroxi-sintasa

El producto de la reacción ; alfa
cetoisovalerato es el precursor
de :
A.
B.
L-leucina
L-valina
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SINTESIS DE AMINOACIDOS
FAMILIA DEL PIRUVATO
 Síntesis de isoleucina ;
• Participa ;
el hidroxietil-TPP que se
condensa con el alfacetobutirato ( procedente
de la L-treonina)
• Se forma ;
alfa-ceto-alfahidroxibutirato que es el
precursor de la isoleucina
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FAMILIA AROMATICA

Comprende ;
A. Fenilalanina
B. Tirosina
C. triptofano
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SINTESIS DE AMINOACIDOS
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-3desoxi-arabinoheptulosonato7-fosfato molécula que se
convierte en corismato
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SINTESIS DE AMINOACIDOS
FAMILIA AROMATICA
o
El corismato ( intermediario de la ruta del SIKIMATO)
o
Punto de ramificación en la síntesis de varios compuestos aromáticos ;
1.
a.
b.
Prefenato ; precursor de
Fenilalanina
Tirosina
2.
a.
Antranilato; precursor de;
Triptofano
3.
a.
b.
c.
Ácido-4-hidroxibenzoico; precursor de
Ubiquinonas
Síntesis de plastoquinona
tocoferoles
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FAMILIA AROMATICA
 Triptofano ;es el
•
•
•
•
precursor de la
serotonina
Varias células dentro
del sistema nervioso
central
Tubo digestivo
Plaquetas
sanguíneas
mastocitos
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
FAMILIA AROMATICA
•
Tirosina :las
catecolaminas
(derivados)
Dopamina
b. Noradrenalina
c. adrenalina
a.
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FAMILIA DE LA HISTIDINA

Histidina se forma a partir de tres moléculas;
A.
B.
C.
Fosforribosilpirofosfato (PRPP) cinco carbonos
ATP ( anillo de adenina; un nitrógeno y un carbono)
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.
B.
Imidazol-glicerol-fosfato ( precursor de histidina)
5´-fosforribosil-4-carboxamida-5-aminoimidazol ( síntesis de purinas)
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
FAMILIA DE LA HISTIDINA

Histidina : precursor de
la histamina
1.
Mediador de
reacciones alérgicas
Estimulador de la
producción de ácido
gástrico
Neurotransmisor
encefálico
2.
3.
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