lez-2016-17-matabolismo_amminoacidi
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FONTI DI AMMINOACIDI: PROTEINE ASSUNTE CON GLI ALIMENTI PROTEINE ENDOGENE (TURNOVER) BIOSINTESI ZIMOGENI ATTIVATI NEL LUME INTESTINALE DURANTE LA DIGESTIONE DELLE PROTEINE ESOGENE Tripsina, chimotripsina, carbossipeptidasi A e B, amminopeptidasi, enteropeptidasi, elastasi Carbossi-peptidasi B (agisce su AA basici) AA basici Chimotripsina Carbossipeptidasi A (agisce su AA neutri) PEPTIDASI Elastasi AA neutri Amminopeptidasi (rimuove gi AA Nterminali uno alla volta) NH3+ Le proteine sono continuamente sintetizzate e degradate in tutte le cellule (TURNOVER) Il ricambio delle proteine cellulari assicura rapide risposte alle variazioni delle condizioni ambientali e consente di recuperare e mettere in circolo amminoacidi liberi, i gruppi amminici e gli scheletri carboniosi degli amminoacidi Anche le proteine che hanno assunto una conformazione tridimensionale difettosa, con un ripiegamento scorretto sono indirizzate rapidamente verso la degradazione Berg et al., BIOCHIMICA 6/E, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2007 Nel metabolismo degli amminoacidi sono fondamentali le reazioni di TRANSAMMINAZIONE Consiste di 2 semireazioni: 1) α-chetoacido convertito nel corrispondente α-amminoacido 2) α-amminoacido convertito nel corrispondente α-chetoacido Scambio del gruppo –NH3+ Reazioni catalizzate dalle ammino-transferasi (o transamminasi) Coenzima che funge da scambiatore: PLP (piridossalfosfato) TRANSAMMINAZIONI PIU’ COMUNI: piruvato ↔ alanina ossalacetato ↔ aspartato α-chetoglutarato↔ glutammato :NH3 il gruppo ammidico della catena laterale dell’Asn proviene dalla Glutammina Enz ˡ Lys l NH .. 2 α La piridossamina-fosfato trasferirà il gruppo amminico su un secondo α-chetoacido che diventerà un αamminoacido α-chetoacido .. +H H-N—Lys-Enz H + Gli aminoacidi sono precursori metabolici Substrati per la sintesi delle proteine. Vengono attivati mediante l’attacco al tRNA e vanno a costituire una riserva di amminoacil-tRNA a disposizione dell’apparato per la sintesi proteica. Precursori di purine e pirimidine, porfirine, coenzimi, fosfolipidi Precursori di ammine e molecole segnale con funzione regolativa Precursori di molecole carburante Aminoacidi come precursori di ammine con funzione regolativa Dalla decarbossilazione di alcuni amminoacidi si ottengono importanti ammine biologiche Decarbossilazione dell’ISTIDINA CO2 ISTIDINA DECARBOSSILASI (PLP-dipendente) Mediatore dell’infiammazione e delle reazioni allergiche Decarbossilazione del TRIPTOFANO CO2 Idrossilazione in C-5 Monoossigenasi PLP SEROTONINA (neurotrasmettitore) Metabolismo della FENILALANINA COO COO - - H- H3 + Idrossilazione in C-4 Monoossigenasi H- H3 + HO TIROSINA Idrossilazione in C-3 Monoossigenasi Vari altri derivati MELANINE DOPA CO2 ADRENALINA transmetilazione NORADRENALINA Decarbossilasi-PLP Idrossilazione sul C-β (Ascorbatodipendente) DOPAMINA Aminoacidi come precursori di molecole carburante Gli aminoacidi negli animali possono subire degradazione ossidativa in 3 condizioni: 1) con il turnover delle proteine cellulari 2) con una dieta ricca di proteine 3) durante il digiuno o nel diabete mellito Gli amminoacidi che possono essere utilizzati per sintetizzare GLUCOSIO sono detti GLUCOGENICI Quelli che sono utilizzati per sintetizzare acetil-CoA e corpi chetonici sono detti CHETOGENICI * chetogenici *(glucogenici) * * * * RUOLO CENTRALE DEL FEGATO E DELLE TRANSAMMINASI EPATICHE NEL METABOLISMO DEGLI AMMINOACIDI Proteine cellulari Transamminazione Transamminazione Deamminazione ossidativa Proteine cellulari Tessuti extraepatici TRANSAMMINASIONE Disponibili per il metabolismo ossidativo. Glutammato NH3, ATP Pi Trasformato in glutammina Nei mammiferi, quando è necessario eliminare l’azoto in eccesso dall’organismo, viene prodotta glutammina a partire dal glutammato. La Glutammina trasporta azoto nel sangue dai tessuti extraepatici al fegato. La glutammina raggiunge il fegato, all’interno dei mitocondri la GLUTAMMINASI elimina azoto dalla catena laterale della glutammina sottoforma di NH4+. Una reazione simile coinvolge l’asparagina mediante l’ASPARAGINASI Glutammina Glutamminasi (mitocondrioepatociti) Escrezione dell’azoto in eccesso Glutammato DEVE RILASCIARE IL GRUPPO ALFA-AMMINICO. Va incontro ad una DEAMMINAZIONE OSSIDATIVA. La GLUTAMMATO DEIDROGENASI catalizza la Deamminazione ossidativa del glutammato in α-chetoglutarato e ammoniaca. .. H2N Glutammato Glutammato Intermedio imminico H2O α-chetoglutarato NH4+ α-chetoglutarato Urea Ciclo di KREBS Ciclo alanina/glucosio: coinvolge fegato e muscolo Avviene quando viene meno la disponibilità di glicogeno, e di glucosio per le cellule muscolari. I miociti degradano le proprie proteine liberando amminoacidi ramificati che mettono a disposizione gruppi amminici e scheletri carboniosi. gluconeogenesi Deamminazione ossidativa α-chetoglutarato Ciclo dell’urea glicolisi transamminazione Proteine muscolari IL CICLO DELL’UREA IL CICLO DELL’UREA (o dell’ORNITINA) avviene negli EPATOCITI , in parte dentro il mitocondrio, in parte nel citosol + 2ATP 1) Nel mitocondrio il bicarbonato reagisce con l’ATP in una reazione catalizzata dalla CARBAMMILFOSFATO SINTETASI 1 Si forma carbossifosfato 2) L’ammoniaca rimpiazza il gruppo fosfato e si forma carbammato Sono consumate due molecole di ATP 3) Il carbammato viene fosforilato per formare CARBAMMILFOSFATO Nel mitocondrio il carbammilfosfato reagisce con l’ornitina per formare citrullina in presenza di ORNITINA TRANSCARBAMMILASI + + + La citrullina esce dal mitocondrio e nel citosol si combina con 1 ATP per formare l’intermedio citrullil-AMP. La reazione è catalizzata dall’ ARGININOSUCCINATO SINTETASI Ossalacetato + glutammato Aspartato amminotransferasi aspartato + α-chetoglutarato La citrullina condensa con l’aspartato a dare argininosuccinato D. Voet, J.G. Voet, C.W. Pratt, FONDAMENTI DI BIOCHIMICA 2/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2007 L’ARGINATO SUCCINATO LIASI scinde l’argininosuccinato e libera arginina e fumarato Arginina Fumarato Si riforma ornitina che rientra nel mitocondrio dove può ricominciare un successivo ciclo Un atomo di azoto dell’urea proviene dall’ammoniaca incorporata nel carbammilfosfato, l’altro atomo di azoto proviene dall’aspartato. L’atomo di carbonio proviene dal bicarbonato. L’ARGINASI scinde per idrolisi il gruppo guanidio dell’arginina rilasciando UREA Arginina Il fumarato prodotto nel citosol può essere convertito in malato dalla FUMARASI CITOSOLICA Il malato può essere convertito in ossalacetato dalla MALATO DEIDROGENASI CITOSOLICA Nel citosol GLUCONEOGENESI Ciclo dell’UREA Fuoriesce dal mitocondrio. Può rientrare direttamente nel mitocondrio dove verrà indirizzato al ciclo di KREBS: è ossidato a ossalacetato ASPARTATO Transamminazione Si crea un ciclo associato al ciclo dell’urea, in cui dal fumarato ottenuto attraverso il ciclo dell’urea si rigenera l’aspartato che serve per produrre argininosuccinato
