METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS

       

LípidosMinerales

ProteínasVitaminas

Nucleótidos Azúcares

DEFINICIÓN DE DIETA Es el conjunto de alimentos que nos comemos diaria y habitualmente. En ella intervienen nuestros hábitos, nuestra cultura, la disponibilidad de alimentos, nuestro poder adquisitivo y los conocimientos que tengamos sobre los alimentos. 

Una dieta puede ser: 

Adecuada  o inadecuada a las necesidades individuales. Suficiente, deficiente o excesiva. Variada o monótona. Balanceada o no balanceada. Rica en algún nutriente o factor específico (por ejemplo, fibra, calcio, vitamina A, calorías). Baja en alguno de sus componentes (colesterol, grasas, sodio, carbohidratos, azúcares, calorías). Especial, en caso de alguna enfermedad o padecimiento.

 

COMPLETAS:

Contienen todos los aminoácidos esenciales

Carne: res, cerdo, pollo, pescados y mariscos.

Viceras: hígado, riñones, corazón

Leche: queso, yogurt, helados

Huevo: gallina, codorniz, pato etc..

Gelatina: ejemplo de proteína animal incompleta

INCOMPLETAS:

Carecen de uno ó mas de los aminoácidos esenciales

Leguminosas: frijoles, garbanzos, lentejas.

Semillas: nueces, almendras, ajonjolí, girasol y pistachos

Cereales: maíz, arroz, trigo, cebada, linasa, soya

Frutas y Verduras

AMINOÁCIDOS ESENCIALES Y NO-ESENCIALES

AMINOÁCIDOS NO-ESENCIALES

Glicina Serina Alanina

Cisteína Tirosina

Aspartato Asparagina Glutamato Glutamina Prolina

Arginina

AMINOÁCIDOS ESENCIALES

HistidinaFenilalaninaTriptofanoValinaLeucinaLisinaTreoninaIsoleucinaMetionina

    

Crecimiento y desarrollo

Desnutrición Obesidad

Estructura de las proteínas

• La naturaleza, número y secuencia de los aminoácidos que constituyen a las proteínas son responsables de: •1. Conformación espacial

•2. Función (estructural, enzimática, de transporte, etc.)

•3. Digestibilidad (de ahí la importancia de la desnaturalización de los alimentos, calor, pH, etc)

Grupos funcionales de los aminoácidos

COOH

Enzimas proteolíticas (proteasas)

Endopeptidasas

Exopeptidasas

Aminopeptidasas

Carboxipeptidasas

Enlace peptídico

+H2O

R-COOH + H2N-R

NH2Monoaminopeptidasa

Diaminopeptidasa

Triaminopeptidasa

Dicarboxipeptidasa

Monocarboxipeptidasa

s

s s

ss

s

Actividad proteolítica

Formación del dipéptido cistina como producto de la actividad proteolítica

Mecanismos de secreción de enzimas digestivas

       

OlfativosGustativosVisuales Auditivos

Estímulos

Secreción exócrina de enzimas digestivas

Receptor de Acetil Colina

(+)

FI-4,5 di P

Fosfolipasa C

Inositol-1,,4,5 T- P+ DAG

Ca Calmodulina

Secreción

Acetil-Colina

DIGESTIÓN GÁSTRICA, PANCREÁTICA E INTESTINAL

(Sesión II)

       

BOCANO EXISTE PROTEOLÍTICA

ESTOMAGO:AGUA DEL 97 – 99%PH 1-2 HCl 0.2 – 0.5%MUCINA (mucoproteína)SALES INORGÁNICASENZIMAS: PEPSINA

PÁNCREAS: AGUA 97- 99%NA, K, HCO3, Cl, Zn, HPO4, SO4PH 7.5 – 8.0ENZIMAS:TRIPSINOGENOQUIMOTRIPSINOGENOPROCARBOXIPEPTIDASASPROELASTASA

INTESTINO DELGADOENZIMAS:PEPTIDASASDIPEPTIDASAAMINO Y CARBOXIPEPTIDASAS

SECRECIÓN DE ENZIMAS PROTEOLÍTICAS EN EL TRACTO DIGESTIVO

DIGESTIÓN GÁSTRICA

Producción de ácido clorhídrico

Pepsinógeno

HCO3

CL

H+

CL

CO2

HC O3

H2CO3CO2

H2O

Anh. carbónica

bicarbonato

Ác. carbónico

CÉLULA PARIETALMPPLASMA

difusión

CÉLULAS PRINCIPALES

ACTIVACIÓN DE PEPSINÓGENO EN PEPSINA

Pepsinógeno40kDa

Pepsina32.7 kDa

Fragmento polipeptídico de 44 aa

Precursor inactivoPro-enzima

Enzima inactiva

Proteólisis controlada a pH ácido

“peptidasa”

Irreversible

Autocatális

ESPECIFICIDAD DE ACCIÓN DE LA PEPSINA

TRIPSINAActivación anticipada para la degradación De los productos de la digestión gástrica

(+)

NH2

COOH

Proteína de la Dieta

Proteosas y Peptonas

PEPSINA

* Endopeptidasa

* Especificidad por: Tirosina, Fenilalanina Leucina

*Actúa en los 2 extremos (+) Mucosa gástrica

Colecistocinina

(+) Célula pancreática

Tripsinógeno (+)

(+) Células intestinales

Enteropeptidasa

TRIOPSINÓGENO

QUIMIOTRIPSINOGENO

PROCARBOXIPEPTIDASA A

PROCARBOXIPEPTIDASA B

PROELASTINA

TRIPSINA

QUIMOTRIPSINA

CARBOXIPEPTIDASA A

CARBOXIPEPTIDASA B

ELASTASA

ENTEROPEPTIDASA

HEXAPEPTIDO

PROTEOSAS Y PEPTONAS

PEPTIDOS DE DIFERENTE TAMAÑO

CONVERSIÓN DE ZIMÓGENOS PANCREÁTICOS EN ENZIMAS ACTIVAS

PROTEASAS PANCREÁTICAS

Páncreas Tripsinogeno Tripsina Proteínas Extremo COOH Proteosas Arginina

Peptonas Lisina

Quimiotripsinógeno Quimiotripsina Extremo COOH Tirosina Triptofano Fenilalanima Metionina Lisina

Proelastasa Elastasa Extremo COOH

Arginina Glicina Serina

Procarboxi- Carboxipeptidasa A Extremo COOH final peptidasa A Valina

Leucina Isoleucina Glicina

Procarboxi- Carboxipeptidasa B Extremo COOH final peptidasa B Arginina

Lisina

SITIO DONDE SON PRO-ENZIMA ENZIMA SUSTRATO ESPECIFICIDAD DE PRODUCTO SINTETIZADA (ZIMÓGENO) ACCIÓN

(+)

(+)

(+)

(+)

(+)

Oligopeptidos, tripeptidos, dipeptidos y aminoácidos

Polipeptidos de diferente tamaño

NH2

COOH

NH2

COOH

(+)

ACTIVIDAD PROTEOLÍTICA EN EL INTESTINO DELGADO

Dipeptidasas

Oligopeptidasas

Aminopeptidasa carboxipeptidasa

Aminoácidos libres

Intestino delgado

PROTEASAS INTESTINALES

Peptidasas(membrana)

Dipeptidil-aminoPeptidasa IV

ENZIMA ACTIVA SUSTRATO ESPECIFICIDAD DE ACCIÓN PRODUCTO

Aminopeptidasas (Mono, di y tri)

Péptidos de Diferente tamaño

Oligopeptidos

Enlace peptidico del extremo NH2 de Oligo, tri y dipéptidos

Enlace peptidico

Extremos NH2 con X-Pro ó X-ala

Péptidos de Diferente tamaño

Tripeptidos, dipeptidos

Tripeptidos, dipeptidos y aminoácidos

Prolina y alanina

Aminopeptidasas A Oligopeptidos con residuo NH2 terminal ácido

Péptidos de Diferente tamaño Aminoácidos ácidos

libres

Aminopeptidasas N Oligopeptidos con residuo NH2 terminal neutro

Péptidos de Diferente tamaño Aminoácidos ácidos

libres

Dipeptidasas Dipéptidos Enlace peptidico Aminoácidos libres

A

F

E

B

D

C

PROCESO DE ABSORCIÓN Y TRANSPORTE

DE LOS AMINOÁCIDOS

(Sesión III)

       

ABSORCIÓN DE AMINOÁCIDOS

AMINOÁCIDOS

ABSORCIÓN TRANSPORTE

Absorción de aminoácidos

Métodos alternos para la absorción de aminoácidos

Peptidasa

Aminopeptidasas

Aminoácidos

Ciclo del γ-glutamilo

Glutatión sintetasa

Transporte de aminoácidos por el ciclo del gama-glutamilo

Gama-glutamilciclotransferasa

Oxoprolinasa

Glutamil-Cisteil-Glicina Glutamil-Cisteil-Sintasa

Mecanismos alternos para la absorción de aminoácidos

Aminoácidos neutros con cadenas laterales polares o cortas (Ala, Tre y Ser)

Aminoácidos neutros con cadenas laterales aromáticas o hidrofóbicas (Fen-ala, Tir, Met, Val, Leu e Isoleu

Beta-aminoácidos (ß -alanina y ß taurina)

Iminoácidos como prolina e hidroxiprolina

Aminoácidos básicos y cistina (Arg, Lis, Cys-Cys)

Aminoácidos ácidos (Aspartato y Glutamato)

Di y tripeptidos

Circulación

Tejidos Periféricos

BIOSÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Transporte:

Hb, seroalbúmina

Estructurales

Colágeno, queratina

Contractiles: actina y miosina

Enzimas:

Metabolismo

Neurotransmisión:

péptidos Hormonas:

Insulina, glucagón

Defensa:

Anticuerpos

Almacenamiento: Ferritina y caseína

ALTERNATIVAS METABÓLICAS DE LOS AMINOÁCIDOS

TRANSAMINACIÓN

(Sesión IV)

       

1. Anabolismo de compuestos nitrogenados

2. Catabolismo:*Energía y Excreción del N

3. Anabolismo: procesos de almacenamiento

MECANISMOS DE ELIMINACIÓN DEL GRUPO AMINO DE LOS AMINOÁCIDOS

TRANSAMINACIÓN:

DESAMINACIÓN OXIDATIVA

Fosfato de piridoxal

Nicotín-dependiente

Flavin-dependiente

NADP

FMN

FAD

NAD

TRANSFERENCIA DEL GRUPO AMINO DE LOS AMINOÁCIDOS A UN CETOÁCIDO QUE PARTICIPA COMO ACEPTOR

– CONSISTE EN LA TRANSFERENCIA DEL GRUPO AMINO DE LOS AMINOÁCIDOS A UN CETOÁCIDO COMO ACEPTOR

– EL CETOÁCIDO ACEPTOR PARA LA MAYORÍA DE LAS TRANSAMINASAS ES EL α-CETOGLUTARATO

– REACCIÓN CATALIZADA POR ENZIMAS DENOMINADAS TRANSAMINASAS O AMINOTRANSFERASAS

– EXISTEN TRANSAMINASAS ESPECÍFICAS PARA LA MAYORÍA DE LOS AMINOÁCIDOS, EXCEPTO PARA TREONINA, LISINA Y PROLINA

– LAS TRANSAMINASAS POSEEN ESPECIFICIDAD POR AMINOÁCIDO O POR GRUPO DE AMINOACIDOS RELACIONADOS

– LAS TRANSAMINASAS SE LOCALIZAN EN TODOS LOS TEJIDOS, AUNQUE A DIFERENTES NIVELES DE ACTIVIDAD.

– SE LOCALIZAN TANTO EN EL CITOPLÁSMICA COMO EN LA MITOCONDRIA

– LAS TRANSAMINASAS REQUIEREN COMO COENZIMA FOSFATO DE PIRIDOXAL, LA CUAL SE ENCUENTRA FUERTEMENTE UNIDA A LA ENZIMA.

TRANSAMINACIÓN

Interacción transaminasa-fosfato de piridoxal

Estado inactivo Estado activo

N

PAPEL DEL FOSFATO DE PIRIDOXAL DURANTE LA TRANSAMINACIÓN

PLP

Aminoácido

+

NH2

Enz

Lis

NH2

NH2

Enz

Lis

NH2

NH2

Enz

Lis

NH2

NH2

Enz

Lis

NH2

NH2

Enz

Lis

NH2

α-cetoácido aceptor

(α-cetoglutarato)

Cetoácido del correspondiente al aminoácidoPRIMERA

ETAPA

SEGUNDA ETAPA

+Glutamato

PLP

Enz

Lis

NH2

Estado inactivo

DESAMINACIÓN OXIDATIVA

(NICOTÍN Y FLAVIN-DEPENDIENTE)

(Sesión V)

       

DESAMINACIÓN OXIDATIVA NICOTÍN-DEPENDIENTE

Interrelación entre la transaminación y la desaminación oxidativa nicotín-dependiente

PROCESOS DE BIOSÍNTESIS

Interrelación entre la transaminación y la desaminación oxidativa nicotín-dependiente

TRANSAMINACIÓN

DESAMINACIÓN OXIDATIVANICOTÍN-DEPENDIENTE

• PUEDE DEFINIRSE COMO LA ELIMINACION DEL GRUPO AMINO DE LOS AMINOACIDOS ¡¡SIN LA PARTICIPACION DE UN ACEPTOR!! LOS PRODUCTOS FORMADOS SON EL CETOÁCIDO Y IONES NH4.

• LA DESAMINACIÓN OXIDATIVA NAD-DEPENDIENTE, ESTA ACOPLADA A LATRANSAMINACIÓN YA QUE TOMA COMO SUSTRATO AL GLUTAMATO Y DA COMO PRODUCTO α-CETOGLUTARATO Y NH4.

• REACCIÓN CATALIZADA POR LA GLUTAMATO DESHIDROGENASA, QUE PUEDE UTILIZAR COMO COENZIMA TANTO NAD COMO NADP.

• LA ENZIMA SE ENCUENTRA PRÁCTICAMENTE EN TODOS LOS TEJIDOS, EXISTIENDO FORMAS CITOPLÁSMICAS Y MITOCONDRIALES.

• LA GLUTAMATO DESHIDROGENASA TIENE UN P.M. DE 320.000 Kda Y ESTA CONSTITUIDA POR SEIS SUBUNIDADES IDÉNTICAS. LA ENZIMA SE ASOCIA DE FORMA REVERSIBLE PRODUCIENDO LARGOS FILAMENTOS LINEALES.

DESAMINACIÓN OXIDATIVANICOTÍN DEPENDIENTE

DESAMINACIÓN OXIDATIVAFLAVIN-DEPENDIENTE

COENZIMAS: (Fuertemente unidas a la enzimas)

FMN: L-aminoácidos naturales

FAD: D-aminoácidos

FMNH+HFADH+H

DESAMINACIÓN OXIDATIVAFLAVIN DEPENDIENTE

• LA DESAMINACIÓN OXIDATIVA DESEMPEÑA UN PAPEL RELATIVAMENTE SECUNDARIO EN EL CATABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS

• LAS ENZIMAS REQUIEREN DE FMN O FAD COMO COENZIMAS

A) FMN: PARTICIPA EN LA DESAMINACION DE LOS L-AMINOACIDOS (PROTEINAS)

B) FAD: PARTICIPA EN LA DESAMINACION DE LOS D-AMINOACIDOS (PAREDES CELULARES, ANTIBIOTICOS)

• LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA SE LOCALIZA EN EL HIGADO Y RIÑON

• LAS ENZIMAS SE LOCALIZAN EN LOS PEROXISOMAS (ORGANULOS OXIDATIVOS CON ACTIVIDAD DE CATALASA).

• LAS FORMAS REDUCIDAS DE LOS GRUPOS PROSTÉTICOS (FMNH+H Y FADH+ H) REACCIONAN CON EL OXIGENO MOLECULAR FORMANDO PEROXIDO DE HIDROGENO. ESTE ÚLTIMO ES DEGRADADO POR LA ACCIÓN DE LA CATALASA.

Αlfa-cetoglutarato

Cetoácido

NAD

NADH+H

FMN (L)

FAD (D)

FMNH+H

NADH+H

O2

H2O2

H2O + 1/2O2

NH4

DESAMINACIÓN OXIDATIVA NICOTÍN-DEPEDIENTE

DEAMINACIÓN OXIDATIVAFLAVÍN-DEPENDIENTE

AMINOÁCIDOS

TRANSAMINACIÓN

Esquema integrado de las formas de eliminación del nitrógeno de los aminoácidos

Glutamato

NH4

Catalasa

MECANISMOS DE EXCRECIÓN DEL NITRÓGENO DE LOS AMINOÁCIDOS

CICLO DE LA UREA

(Sesión VI)

       

Arginina

CreatininaUreaÁcido úricoNH4

Adenina y Guanina

Formas de excreción del nitrógeno de los aminoácidos

Forma de transporte del nitrógeno de los diferentes tejidos al hígado para la biosíntesis de urea

Resto de los tejidos:Glutamato

Glutamina

Orina

Glutaminasa

Glutamina Sintetasa

Transporte de nitrógeno del Músculo al Hígado

Biosíntesis de Urea

Ciclo de la Urea

NH4 Tejidos periféricos

Interrelación entre Ciclo de la Urea-Ciclo de Krebs

Integración del transporte del nitrógeno yel Ciclo de la Urea

MECANISMOS DE EXCRECIÓN DEL NITRÓGENO DE LOS AMINOÁCIDOS

CREATININA Y ÁCIDO ÚRICO

(Sesión VII)

       

Biosíntesis de creatinina

Biosíntesis de ácido úrico

INGRESO DE LOS AMINOÁCIDOS AL CICLO DE KREBS

PIRUVATO Y ACETIL CoA

( Sesiones VIII )

       

INGRESO DE LOS AMINOÁCIDOS AL CICLO DE KREBS

AMINOÁCIDOS QUE DURANTE SU CATABOLISMO FORMAN PIRUVATO

AMINOÁCIDOS QUE DURANTE SU CATABOLISMO FORMAN ACETIL CoA

INGRESO DE LOS AMINOÁCIDOS AL CICLO DE KREBS

α-CETOGLUTARATO, SUCCINIL-CoA, FUMARATO Y OXALACETATO

( Sesiones IX )

       

AMINOÁCIDOS QUE DURANTE SU CATABOLISMO FORMAN α-CETOGLUTARATO