Rappresentazione schematica del catabolismo degli
amminoacidi nei mammiferi
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Degradazione di proteine assunte
attraverso la dieta
Stomaco
pH2
Pepsinogeno
Pepsina
Reazione
autocatalitica
Proteasi a bassa specificità;
idrolizza i legami peptidici
che coinvolgono l’estremità
amminica
dei
residui
aromatici
Intestino
lume
Cellula intestinale
amminoacidi
amminoacidi
proteine
Enzimi proteolitici
pancreatici
peptidasi
oligopeptidi
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Amminopeptidasi
Tripeptidi
dipeptidi
sangue
Gli amminoacidi in
eccesso non possono
essere accumulati
Sintesi di nuove
proteine
Sono usati come carburante
metabolico
R
NH4+
Rimozione del
gruppo amminico
Ammonio
acido urico
urea
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C COO H
Lo scheletro carbonioso
viene convertito in in uno
dei principali intermedi
metabolici
Sintesi di acidi grassi e
glucosio
Catabolismo degli amminoacidi
La degradazione degli amminoacidi avviene principalmente nel Fegato
Vertebrati terrestri
ureotelici
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L’eccesso di ioni ammonio generati in
altri tessuti (extraepatici) giunge al
fegato (sotto forma di gruppi amminici)
amminici
per essere trasformato nelle forme di
escrezione.
La glutammina ed il glutammato hanno un ruolo
fondamentale nel metabolismo dell’azoto, in quanto
agiscono da punti di raccolta dei gruppi amminici.
amminici
Lo ione ammonio si
forma nel
mitocondrio epatico
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Rimozione del gruppo
amminico dagli
amminoacidi
Reazioni di
Transaminazione
amminotransferasi
Sono reazioni
reversibili con
un valore di
∆G’=0kJ/mole
L’effetto delle reazioni di
transaminazione è quello di
raccogliere i gruppi amminici di
amminoacidi su un unico tipo di
composto: il Glutammato
Transaminazione
(tutti i tessuti)
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Deaminazione
ossidativa (fegato)
α-amminoacido1 + α-chetoacido2 α-chetoacido1 + α-amminoacido2
C4
+
+
C4
C5
C5
C3
+
C3
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+
Deamminazione ossidativa
del glutammato
Glutammato
deidrogenasi
Negli epatociti il glutammato viene trasferito
dal citosol ai mitocondri dove va incontro ad
una deaminazione ossidativa
Ciclo dell’urea
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Meccanismo di azione delle amminotransferasi
Il piridossalfosfato è il
trasportatore di
gruppi amminici
Sito
funzionale
Catalizzatore
elettrofilo
Gruppo prostetico
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enzima
E’ legato covalentemente
all’enzima mediante un
residuo di Lisina dell’enzima
Il PLP è coinvolto in diversi tipi di reazione:
reazione
Racemizzazioni
Decarbossilazioni
Transaminazioni
enzima
La struttura altamente coniugata del
PLP (trappola per elettroni) consente la
delocalizzazione della carica negativa
che si genera dalla rottura di legami
dell’amminoacido substrato
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α-amminoacido
..
Prima metà
della reazione
Fase 1
α-chetoacido
idrolisi
Fase 2
inversa
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Catabolismo degli
amminoacidi nel muscolo
NH4+ è trasferito per
transaminazione
glutammato + piruvato
α-chetoglutarato + alanina
Ciclo glucosio alanina
Sangue
Fegato
α-chetoglutarato + alanina
glutammato + piruvato
Deamminazione
ossidativa
NH4+
Ciclo dell’urea
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Ciclo glucosio alanina
Lo ione ammonio si forma nel
muscolo in attiva contrazione in
condizioni di anaerobiosi insieme
al lattato.
L’alanina trasporta lo ione
ammonio dal muscolo scheletrico
al fegato, spostando il carico
metabolico al fegato.
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Ciclo dell’urea
La produzione di urea ha luogo quasi esclusivamente nel fegato.
L’urea passa nel sangue e poi nei reni dove viene eliminata tramite le urine
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Formazione del
Carbamil fosfato
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aspartato
Catabolismo
amminoacidi
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Fumarato e aspartato collegano il ciclo dell’urea ed il ciclo di Krebs
attraverso la transaminazione dell’ossalacetato
transaminazione
Ciclo di Krebs
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ossalacetato
transaminazione
Localizzazione cellulare del ciclo dell’urea, del
cicli dell’acido citrico e del loro collegamento
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Destino dello scheletro di atomi di carbonio
chetogenici
glucogenici
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