METABOLISMO
DE LAS
PROTEINAS
2
Cocción y masticación
Rompen estructura terciara y cuaternaria
DIGESTIÓN DE PROTEINAS:
ETAPAS
:
Física
Química
aminoácidos
Peptidasas estomacales e
intestinales
Se realizan en tres cavidades (Fases):
CAVIDAD BUCAL (Fase cefálica):
Se produce la masticación, que al reducir los alimentos a partículas más pequeñas, facilita su posterior degradación enzimática.
CAVIDAD GÁSTRICA (Fase gástrica): GASTRINA
ACIDO CLOHIDRICO PEPSINA
CAVIDAD INTESTINAL (Fase intestinal):
Enzimas pancreáticas
TRIPSINA, QUIMOTRIPSINA, ELASTASA (ENDOPEPTIDASAS) CARBOXIPEPTIDASAS A y B, (EXOPEPTIDASAS)
Enzimas entéricas
AMINOPEPTIDASAS, DI Y TRIPEPTIDASAS (EXOPEPTIDASAS)
ENTEROQUINASA (ENDOPEPTIDASA) 4
Raquídeo
5
6
FASE GÁSTRICA:
7
1- ESTÍMULO: Entrada de proteínas al estómago, distensión del antro gástrico, estímulo vagal, ↑↑↑ pH en mucosa
2- ↑↑↑↑ Secreción de GASTRINA a la sangre (células mucosas, G)
3- ↑↑↑↑ Secreción de HCl (células parietales)
4- ↑↑↑↑ Secreción de Pepsinógeno (células
8
Células principales (pepsinógeno)
Células parietales (HCl)
Células de la
mucosa (Gastrina)
9
FASE GÁSTRICA:
Liberación de ácido a la luz del estómago (CÉLULA PARIETAL)
10
FASE INTESTINAL:
11
1- ESTÍMULO: Entrada de ácido al intestino
2- ↑↑↑↑ Secreción de SECRETINA a la sangre
3- ↑↑↑↑ Secreción de bicarbonato (páncreas)
FASE INTESTINAL:
12
1- ESTÍMULO: Entrada de aminoácidos al duodeno
2- ↑↑↑↑ Secreción de COLECISTOQUININA a la sangre
3- ↑↑↑↑ Secreción de tripsinógeno, quimiotripsinógeno,
procarboxipeptidasas A y B, (páncreas)
PRINCIPALES ENZIMAS QUE ACTÚAN SOBRE LAS PROTEINAS
Enzima Pepsina Tripsina Quimiotripsina Elastasa Carboxipeptidasa A y B
Amino-Oligo-Pept idasa
Síntesis Células principales
gástricas
Páncreas exócrino Ribete en cepillo
Origen Mucosa gástrica Páncreas Intestino delgado
Sustratos PROTEINAS DE LA DIETA
(uniones peptídicas alejadas
de los extremos)
PROTEINAS Y PEPTIDOS POLIPEPTIDOS
EN EL EXTREMO CARBOXILO LIBRE POLIPEPTIDOS EN EL EXTREMO AMINO LIBRE
Productos PEPTIDOS Y OLIGOPEPTIDO
S
POLIPEPTIDOS Y DIPEPTIDOS AMINOACIDOS LIBRES
Carácter ENDOPEPTIDAS A (ASP- Enz)
ENDOPEPTIDASA EXOPEPTIDASAS Enlace susceptible AA AROMATICOS (triptofano, fenilalanina y tirosina) CARBOXILO DE AA DIAMINADOS (lisina y arginina)
CARBOXILO DE AA AROMATICOS (tirosina, triptofano o
fenilalanina)
AA PEQUEÑOS
(alanina)
A:AROMATICOS B: BASICOS
LEUCINA
pH óptimo 1-3 8
Zimógeno PEPSINOGENO TRIPSINOGENO QUIMIOTRIP-SINÓGENO
PROELASTASA PROCARBOXI-PEP TIDASAS
PROAMINO-P EPTIDASAS
Mecanismos de absorción de
aminoácidos y péptidos
1. TRANSPORTE PASIVO:
Difusión facilitada
2. TRANSPORTE ACTIVO (secundario):
En cotransporte con Na y dependiente de
la actividad de la Bomba Na+, K+ /
ATPasa
3.
Transportador PEPT1 de membrana
apical
;
dipéptidos y tripéptidos
Mecanismo de cotransporte; Protón/péptido
BALANCE NITROGENADO:
15
INGRESOS EGRESOS
NITROGENO
Ingesta
Orina Heces Sudor
BALANCE NITROGENADO
POSITIVO:
1.
Niños en crecimiento
2.
Embarazo
3.
Lactancia
4.
Desarrollo muscular en atletas
5.
Recuperación de lesiones, cirugía y
desnutrición
BALANCE NITROGENADO NEGATIVO:
1.
Ancianos
2.
Estrés emocional y quirúrgico
3.
Insuficientes renales
4.
Desnutrición calórico-proteica
5.
Inválidos postrados
6.
Proceso febril severo
7.
Diabetes no controlada
8.
Programas para reducción de
peso
METABOLISMO DE LAS
PROTEINAS:
PROTEINA CORPORAL
Degradación Reutilización
(400g/día) para la síntesis
de proteína nueva
(75%)
AMINOACIDOS
ORIGEN UTILIZACION Absorción en intestino Degradación de proteínas Síntesis de aminoácidos Síntesis de proteínas Síntesis de compuestos nitrogenados no proteicos Producción de Energía
NH3 Urea
αcetoácidos glucosa
Cuerpos cetónicos
AMINOACIDOS
SÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS
✹
Asimilación de amonio
✹
Transaminación
✹
Modificación de esqueletos de
C de aminoácidos ya existentes
Todos los a.a. excepto lisina y treonina, participan en reacciones de “transaminacion” con piruvato,
oxalacetato o
α
cetoglutarato.a.a(1)+αcetoácido(2) a.a(2) + αcetoácido (1)
αcetoglutarato glutamato
oxalacetato aspartato piruvato alanina
A su vez, la alanina y el aspartato reaccionan con
αcetoglutarato, obteniéndose glutamato como producto
21
TRANSAMINACION
Ej. Transferencia del grupo α-amino al
α-cetoglutarato para formar glutamato
El aa1 se convierte en αcetoácido1 y el αcetoácido2 aceptor del grupo amina en el aminoácido2 correspondiente.
Es común que el α cetoácido sea el αcetoglutarato
Aspartato Aminotransferasa:
Aspartato + α-Cetoglutarato Oxalacetato + Glutamato
Alanina Aminotransferasa
:
Alanina + α-Cetoglutarato Piruvato + Glutamato
TRANSAMINASAS:
Reacciones catalizadas por
transaminasas o aminotransferasas.
Utilizan como coenzima piridoxal fosfato.
TRANSAMINASAS:
CARACTERISTICAS GENERALES:
• Redistribuyen el grupo amino de los aminoácidos de la dieta
para adecuarlos a las necesidades del organismo;
• Catalizan la transferencia de un grupo α-amino desde un
aminoácido hasta el carbono α de un cetoácido;
• Dirigen los grupos aminos hacia el glutamato, que es el
único aminoácido que se puede desaminar oxidativamente;
Son inducidas por los córticoesteroides
Se producen en todos los tejidos, pero principalmente en el hígado.
TRANSAMINASAS USADAS PARA
DIAGNÓSTICO
El tipo enzima elevada en plasma indica el órgano afectado
Transaminasa glutámico pirúvico ALT HÍGADO
Transaminasa glutámico oxalacético AST CORAZÓN
LA TRANSAMINACIÓN ES MUY IMPORTANTE PARA:
❖ La síntesis de aminoácidos no esenciales.
❖ La degradación de la mayoría de los aminoácidos.
❖ Intercambio de grupos amino entre moléculas que no son aminoácidos.
DESTINO DEL GRUPO AMINO DE
AA:
TRANSDESAMINACION
Síntesis de GLUTAMATO
Síntesis de L-ALANINA
Síntesis de L-GLUTAMINA
Síntesis de UREA
DESAMINACIÓN
El grupo
amino
del
glutamato
, puede ser
separado por
desaminacion oxidativa
catalizada por la
glutamato deshidrogenasa
,
utilizando
NAD
+y
NADP
+como coenzimas.
Se forma
α-cetoglutarato
y
NH
3La mayoría del
NH
3producido en el
organismo se genera por esta reacción
A pH fisiológico el
NH
3capta un H
+y se
convierte en ión
NH
4+La
glutamato deshidrogenasa
se
encuentra en la
matriz mitocondrial
.
Es una enzima alostérica activada por
ADP
y
GDP
e inhibida por
ATP
y
GTP.
Cuando el nivel de
ADP
o
GDP
en la
célula es alto, se activa la enzima y la
producción de
α
cetoglutarato,
alimentará el ciclo de Krebs y se
generará ATP
Proteína
α-Aminoácidos
α-Cetoácidos α-Cetoglutarato
NH4+ Aspartato
Urea Oxalacetato α-Cetoglutarato NAD(P) NAD(P)H α-Cetoglutarato TRANSAMINACIONES GLUTAMATO DESHIDROGENASA ASPARTATO AMINOTRANSFERASA DESAMINACION OXIDATIVA Mitocondria
ATP, GTP (-)
ADP (+) GDP (+)
TRANSAMINACION
TRANSAMINASAS
La alanina transporta amonio
desde el músculo hasta el
hígado
La alanina sirve como un
transportador de amonio y del
esqueleto
carbonado
del
piruvato desde el músculo al
hígado.
El amonio es excretado y el
piruvato es utilizado para
producir glucosa, la cual
regresa al músculo
.
Síntesis de L-ALANINA
La glutamina transporta
temporariamente amonio
en sangre.
Por acción de la
glutaminasa
se hidroliza
a glutamato y amonio en
riñón, hepatocitos y otras
células.
Síntesis de L-GLUTAMINA
TRANSPORTE Y DESTINO DEL AMONÍACO
La mayoría de los
tejidos Hígado Músculo
• Se sintetiza en el hígado por las enzimas del
ciclo de la urea. Luego es secretada al torrente
sanguíneo y filtrada en los riñones para
excretarse en la orina.
• Los 2 átomos de nitrógeno son aportados por
el aspartato y el amonio. Los átomos de
carbono, provienen del ácido carbónico.
•En el ciclo intervienen 5 reacciones (2
mitocondriales y 3 citosólicas).
•Consume 4 moléculas fosfato de alta energía
UREA
CICLO DE LA UREA
Comprende las siguientes
reacciones:
1.
Síntesis de carbamilfosfato
2.
Síntesis de citrulina
3.
Síntesis de argininsuccinato
4.
Ruptura de argininsuccinato
5.
Hidrólisis de arginina
SINTESIS DE CARBAMOIL
FOSFATO:
CO2 + NH3 Carbamilfosfato
36
CARBAMILFOSFATO SINTETASA 1 (CPS 1)
Transdesa- minación
CK
Mitocondria hepática
2ATP 2 ADP + Pi Mg 2+
El grupo amino proveniente de la desaminación oxidativa del glutamato en la mitocondria, y el CO3H- de las oxidaciones
biológicas, forman un compuesto inestable, el Carbamil fosfato Translocasas
BALANCE ENERGETICO:
NH3 + CO2 + 3 ATP + H2O + Aspartato
UREA + 2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi + Fumarato
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SINTESIS DE LA UREA:
CO2 del Krebs O C NH2
NH2 ASPARTATO
✹ UREA EN SANGRE: 20 – 40 mg/dl;
REGULACIÓN DEL CICLO DE LA UREA
❖
La enzima carbamilfosfato-sintetasa 1
Es activada por la acumulación de arginina
cuando la producción de urea es lenta
❖
Las enzimas del ciclo
Se activan cuando la dieta es hiperproteica o
en la inanición
DEGRADACIÓN DE AMINOÁCIDOS
l. Transferencia del grupo α-amino al α-cetoácido
II. Conversión de los grupos α-amino en ión NH
4por desaminación oxidativa del glutamato.
III.
Los
esqueletos
carbonados
de
los
aminoácidos se van hacia las vías de
gluconeogénesis o cetogénesis
DESTINO DEL ESQUELETO CARBONADO
DE AA:
ALFA-CETOACIDO:
Gluconeogénesis
Cetogénesis
Incorporación al Ciclo de Krebs
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AMINOACIDOS GLUCOGENICOS Y CETOGENICOS ✹ En la degradación de los aminoácidos, los
esqueletos carbonados siguen distintas vías.
✹ Algunos se transforman en piruvato o en intermediarios del ciclo de Krebs.
✹ Tienen el potencial de producir glucosa vía fosfoenol-piruvato (Glucogénicos).
GLUCOGÉNICOS GLUCOGÉNICOS Y
CETOGÉNICOS CETOGÉNICOS
Asparagina Arginina Isoleucina Leucina
Cisteína Aspartato Fenilalanina Lisina
Glutamina Glutamato Triptofano
Histidina Glicina Tirosina
Prolina Metionina
Treonina Serina
Alanina Valina
CLASIFICACION DE LOS AMINOACIDOS
Destino de los esqueletos carbonados de los AA
Stryer, 1988