181089689-Biosintesis-de-Aminoacidos.pptx

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1. Biosíntesis de aminoácidos Mg. Helda C. Del Castillo C. Filial Norte

2. . Biogénesis del nitrógeno orgánico. Aminoácidos relacionados con intermediarios del ciclo de Krebs, glutamato, aspartato , alanina , glutamina y asparagina . Aminoácidos que contienen azufre, cisteína y metionina. Metabolismo del glutation . Poliaminas . Aminoácidos aromáticos, histidina. Metabolismo de serina , glicina y treonina . Metabolismo de valina , leucina, isoleucina y lisina.

3. Biogénesis del nitrógeno orgánico

4. Metabolismo general de los aminoácidos

5. OrnitinaTranscarbamoilasa Argininosuccinato sintetasa Argininosuccinato liasa Arginasa Carbamoil fosfato sintetasa`I

6. Descripción del flujo de nitrógeno en la biosfera.: El nitrógeno, los nitritos y los nitratos son utilizados por las bacterias (fijación de nitrógeno) y las plantas y nosotros asimilamos estos compuestos como proteína en nuestra dieta

7. La incorporación del amoníaco en los animales ocurre a través de acciones de la glutamato deshidrogenasa y de la glutamina sintasa . El glutamato desempeña el papel central en el flujo de nitrógeno en los mamíferos, sirviendo como donante y receptor de nitrógeno.

8. Como hemos visto, el ser humano no tiene capacidad de sintetizar un grupo de aminoácidos, los llamados esenciales . Los restantes aminoácidos pueden ser sintetizados en el organismo. Existen procesos metabólicos que permiten la conversión de un aminoácido en otro; así se forman algunos de los aminoácidos no esenciales. Puede afirmarse, en términos generales, que siempre que existan mecanismos para sintetizar el α-cetoácido correspondiente, está asegurada la formación del aminoácido mediante la reacción de transaminación. ASPECTOS GENERALES DE LA BIOSÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS

9. Clasificación de los AA en familias, según su biosíntesis Los AA se clasifican en esenciales y no esenciales y esta clasificación es variable según los diferentes organismos. AA esenciales : Son aquellos aminoácidos que el organismo no puede s intetizarlos y le resultan imprescindibles para su desarrollo. Aminoácidos Esenciales vs. no Esenciales No Esenciales Esenciales Alanina Arginina* Asparragina Histidina Aspartato Isoleucina Cisteina Leucina Glutamato Lisina Glutamina Metionina* Glicina Fenilalanina* Prolina Treonina Serina Triptófano Tirosina Valina Los aminoácidos arginina, metionina y fenilalanina son considerados esenciales por razones no directamente relacionadas con la carencia de la síntesis. La arginina es sintetizada por las células mamíferas pero en un rango que es insuficiente para resolver las necesidades de crecimiento del cuerpo y de la mayoría que se sintetiza es procesada para formar la urea. La metionina es requerida en grandes cantidades para producir cisteína , si este aminoácido no es adecuadamente provisto en la dieta. Similarmente , la fenilalanina es requerida en grandes cantidades para formar tirosina, si este aminoácido no es adecuadamente provisto en la dieta.

10. Esenciales y No Esenciales Los aminoácidos esenciales (histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina , triptofano y valina ) son requeridos en la dieta. La arginina y cantidades suplementarias de histidina son requeridas durante periodos de crecimiento. Los aminoácidos no esenciales pueden ser sintetizados en el organismo. El esqueleto carbonado de 10 de los aminoácidos no esenciales puede ser derivado de la glucosa. La cisteína deriva su azufre del aminoácido esencial metionina. La tirosina se produce por hidroxilación del aminoácido esencial fenilalanina. Los aminoácidos son utilizados para la sintesis de muchos otros compuestos nitrogenados, tales como las bases púricas y pirimídicas , hemo , creatina, nicotinamida , tiroxina, epinefrina y otras aminas nitrogenadas, melanina, y esfingosina .

11. Otra clasificación se realiza por familias en función del precursor biosintético . Clasificación de los AA en familias, según su biosíntesis Familias sintéticas de AA, agrupados por precursores metabólicos Las rutas para la biosíntesis de aminoácidos son variadas. Sin embargo, tienen una importante característica en común: sus esqueletos carbonados proceden de unas pocas fuentes: intermediarios de la glucólisis, del ciclo del ácido cítrico o de la ruta de las pentosas fosfato . Basándonos en estos materiales de partida, los aminoácidos se pueden clasificar en seis familias biosintéticas

12. Familias biosintéticas de aminoácidos en bacterias y plantas . Los principales precursores metabólicos se muestran sobre fondo azul. Los aminoácidos que dan lugar a otros aminoácidos se muestran sobre fondo amarillo. Los aminoácidos esenciales aparecen en negri ta.

13. Biosíntesis de AA: ALA, ASP, ASN, GLU, GLN

14. Las moléculas orgánicas nitrogenadas son difíciles de sintetizar , por lo que los organismos dependen de su ingestión en gran medida o al menos de la ingestión de sus predecesores . Son cuatro las moléculas de N orgánico que saben sintetizar los organismos superiores a partir del NH 4 + libre, que ya es sabido es tóxico : carbamoil -P, ASP GLU y GLN .

15. Aminoácidos no esenciales relacionados con intermediarios del ciclo de Krebs : Glutamato , Aspartato , glutamina y asparagina Glutamato : El glutamato es sintetizado por la aminación reductora del α- cetoglutarato catalizado por la glutamato deshidrogenasa; es así una reacción de fijación de nitrógeno. Como se señaló anteriormente , la glutamato dehidrogenasa desempeña un papel central en la homeostasis global de nitrógeno. Reaccion de glutamato deshidrogenasa

16. Además, el glutamato puede sufrir reacciones de transaminación , con el nitrógeno aminico , siendo donado por varios diferentes aminoácidos. Así , el glutamato es un colector general del nitrógeno amino. α- Cetoglutarato + Aspartato↔ Glutamato + Oxalacetato α- Cetoglutarato + Alanina↔ Glutamato + Piruvato

17. Aspartato El aspartato se forma en una reacción de transaminación catalizada por la aspartato transaminasa, AST (GOT). Esta reacción utiliza el α- cetoácido , oxaloacetato y el glutamato como donante del grupo amino. El aspartato se puede también formar por desaminación de la asparagina catalizada por asparaginasa . La importancia de aspartato como precursor de ornitina para el ciclo de la urea se ha descrito en el ciclo de la úrea .

18. Síntesis de aminoácidos por amidación Glutamina : se sintetiza a partir del glutamato en presencia de ATP, NH 3 y glutamina sintetasa . Es el mayor mecanismo de detoxificación de amonio en el cerebro. Asparagina : se sintetiza a partir de aspartato , en presencia de glutamina, ATP y la enzima asparragina sintetasa . Glutamato + ATP+NH 3 Glutamina + ADP + H + Pi Glutamina sintetasa Aspartato +Glutamina+ATP Asparragina+AMP+PP+H + Asparragina sintetasa

19. La glutamina es producida a partir del glutamato por la incorporación directa del amoníaco; y esto puede considerarse como otra reacción que fija el nitrógeno Glutamina

20. La asparagina sintetasa cataliza la producción de asparragina a partir de ácido aspártico . La asparagina , es formada por una reacción de amidotransferasa Asparragina

21. Aspartato y asparagina La asparraginasa que hidroliza la asparragina se usa en el tratamiento de leucemia dado que esta última es necesaria a ese tipo de células

22. Alanina Hay 2 vías principales de producción de alanina muscular: directamente de la degradación de proteínas, y vía transaminación de piruvato por la alanina transaminasa, ALT (también designada como glutamato piruvato transaminasa sérica, SGPT).

23. El ciclo de la glucosa-alanina se utiliza sobre todo como mecanismo del músculo esquelético para eliminar el nitrógeno al mismo tiempo que reabastece su suministro de energía

24. Síntesis de aminoácidos a partir de ceto ácidos Alanina , Aspartato y Glutamato son formados a partir de cetoácidos corres- pondientes : piruvato , oxalacetato y α cetoglutarato , que pro-vienen del metabolísmo de los carbohidratos. Esto se produce gracias a la transaminación . El glutamato es producido más comúnmente a partir de la reacción catalizada por la glutamato deshidrogenasa. Piruvato Alanina aminoácido cetoácido aminotransferasa Oxalacetato Aspartato aminoácido cetoácido aminotransferasa  Cetoglutarato Glutamato aminoácido cetoácido aminotransferasa  Cetoglutarato Glutamato NH 3 +NADH NAD Glutamato deshidrogenasa

25. Aminoácidos que contienen azufre, cisteína y metionina

26. Aminoácidos que contienen azufre, cisteína y metionina. El azufre para la síntesis de la cisteína viene del aminoácido esencial metionina. Una condensación de ATP y metionina catalizados por la metionina adenosiltransferasa produce S-adenosilmetionina (SAM o AdoMet). Biosíntesis de S-adenosilmetionina, SAM

27. Tetrahidrofolato (THF) La función de los derivados de THF es llevar y transferir varias formas de unidades de carbono durante las reacciones biosintéticas. Las unidades de un carbono son tanto grupos metil, metileno, metenil, formil o formimino las posiciones 5-8 llevan hidrógenos en el tetrahidrofolato (THF)

28. El átomo de azufre de la metionina se convierte en el azufre de la cisteína. El sulfato que se genera por el catabolismo de la cisteína se excreta o es utilizado en varias vías metabólicas. Las vías de transulfuración y metilación están íntimamente relacionadas.

29. Biosíntesis de Serina La principal vía para la biosíntesis de novo de serina comienza con el intermediario glicolítico 3-fosfoglicerato. Una deshidrogenasa ligada a NADH convierte el 3-fosfoglicerato en un cetoácido, 3-fosfopiruvato, adecuado para la transaminación subsecuente. La actividad de la aminotransferasa con el glutamato como donante produce 3-fosfoserina, que es convertido a serina por la fosfoserina fosfatasa.

30. Biosíntesis de Glicina La glicina se sintetiza a partir de la serina, en una reacción de 1 paso catalizada por la serina hidroximetiltransferasa (SHMT).

31. Biosíntesis de Prolina Se sintetiza a partir del glutamato. Comprende dos procesos de reducción, y hay gasto de energía de ATP.

32. Biosíntesis de la tirosina La tirosina es producida en las células por hidroxilación del aminoácido esencial fenilalanina, catalizada por la fenilalanina hidroxilasa . La mitad de la fenilalanina requerida va a la producción de tirosina; si la dieta es rica en tirosina por sí misma, los requerimientos para la fenilalanina se reducen en un 50%. La enzima sólo se encuentra en el hígado

33. Patología enzimática La deficiencia de esta enzima genera la acumulación de cetoácidos derivados de la transaminación de la PHE (fenilpiruvato, fenilacetato, fenil lactato), que originan alteraciones metabólicas y en consecuencia una patología denominada "fenilcetonuria (PKU)" asociada con deficiencias en el desarrollo del cerebro y retraso mental.

34. Conversión de aminoácidos a productos especializados

35. Moléculas derivadas de aminoácidos Dopamina , norepinefrina y epinefrina Etanolamina , colina, acetilcolina . Melanina Creatina Glutatión Óxido nítrico Poliaminas Esfingosina Serotonina y melatonina Histamina Hormonas tiroideas Sadenosilmetionina (SAM) Carnitina Porfirinas γ- aminobutirato (GABA ) Coenzima A Taurina etc

36. Varias aminas de importancia biológica se producen a partir de aminoácidos por descarboxilación tirosina CATECOLAMINAS : dopamina Norepinefrina adrenalina glutamato γ- aminobutirato (GABA) triptofano serotonina histidina histamina ornitina poliaminas

37. Catecolaminas Derivan de la tirosina Su nombre proviene del catecol

38. Dopamina: sistema nervioso central (Sustancia Nigra ) Noradrenalina principal neurotransmisor de sistema simpáticoposganglionar suprarrenal Adrenalina : médula suprarrenal

39. Síntesis Primero se hidroxila la tirosina a dopa con una enzima similar a la fenilalanina hidroxilasa que utiliza tetrahidrobiopterina . Luego se descarboxila la dopa a dopamina con una descarboxilasa que utiliza PLP.

40. En la médula adrenal, la dopamina se hidroxila a norepinefrina (noradrenalina) y se metila a expensas de AdoMet (SAM ) para producir adrenalina (epinefrina) Luego de la síntesis,se empaquetan en vesículas.

41. Parkinson disminución de la dopamina secretada mejoría con la administración de análogos de DOPA

42. Ante una situación de estrés, una neurona acetilcolinérgica promueve la liberación de calcio intracelular a nivel de la médula adrenal y activa la liberación de los gránulos cromafines . La adrenalina se libera al torrente sanguíneo . EFECTOS METABÓLICOS DE LA ADRENALINA Hígado ( β2): ↑ Glucogenolisis , ↓ glucogenogénesis ↑Gluconeogénesis Músculo ( β2): ↑ Glucogenólisis , ↓ glucogenogénesis ↑Glucolisis Tejido Adiposo ( β1): ↑Lipólisis Epinefrina o adrenalina Músculo liso bronquial ( β2): Relajación OTROS EFECTOS FISIOLÓGICOS Miocardio ( β1) ↑ Frecuencia cardiaca ↑ Fuerza contractil

43. Encuentre usted las diferencias... característica principal es ser estimulante del sistema nervioso central Actualmente su uso médico est á limitado al tratamiento de la narcolepsia, la hiperactividad infantil, la epilepsia, la enfermedad de Parkinson, la depresión o el cansancio extremo y como supresor del apetito para los obesos.

44. Efectos del uso de anfetaminas y metanfetaminas en corto plazo: Aumento de la frecuencia cardiaca, de la respiración y la presión arterial Sudoración y dilatación pupilar Sensación de energía y confianza, inquietud, excitación y dificultad para conciliar el sueño (insomnio) Disminución del apetito Irritabilidad, ansiedad, desasosiego, hostilidad y agresión Mareos, visión borrosa, dolores abdominales y disminución de la coordinación motora. Efectos del uso de anfetaminas y metanfetaminas en a largo plazo: Estados de desnutrición debidos a la pérdida del apetito Irritabilidad, temblores, confusión , estado mental de desorientación Ansiedad, psicosis paranoide y conductas violentas Pueden presentarse accidentes vasculares Cambios en el estado de ánimo : depresión y euforia  Dependencia psicológica importante porque existe la necesidad de consumirla

45. Histamina Síntesis : terminales nerviosas Células enterocromafines de la pared gástica

46. EFECTOS FISIOLÓGICOS DE LA HISTAMINA A nivel gástrico :Estimula la secreción de HCl SNC : Neurotransmisor Sitio de Inflamación : vasodilatación se libera en grandes cantidades en la respuesta alérgica

47. Síntesis de Serotonina La serotonina o 5-hidroxi triptamina es sintetizada en muchas partes del cuerpo (plaquetas, sistema nervioso central), pero la mayor parte está en el intestino. Se produce por hidroxilación del triptofano a 5 hidroxitriptofano y luego su transformación en serotonina por decarboxila-ción. Tetrahidrobiopterin Dihidrobiopterin Triptofano Hidroxilasa 5-hidroxitriptofano Decarboxilasa 5-hidroxitriptamina (serotonina)

48. Actividad fisiológica Tiene una función importante en ciertas regiones del cerebro. Tiene una función importante en la coagulación sanguínea, en la contracción cardiaca y en el desencadenamiento del sueño, además de ejercer funciones antidepresivas (los antidepresivos tricíclicos actúan aumentando los niveles cerebrales de serotonina). constituye el precursor de la hormona pineal, la melatonina, que es un regulador del reloj biológico.

49. " lava tu tristeza" A nivel del sistema nervioso central, las neuronas serotoninérgicas recapturan la serotonina liberada en las sinapsis a través de un sistema de recaptación activo . La función del antidepresivo Prozac es inhibir el proceso de recaptación , lo cual prolonga la vida media de la serotonina en el espacio intersináptico .

50. La glándula pineal secreta la hormona melatonina

51. Melatonina Es la N-acetil-5 metil hidroxitriptamina. Es una molécula inductora del sueño. Se produce en la glándula pineal y en la retina y controla las variaciones circadianas del sueño. a

52. Ácido γ- aminobutírico (GABA) Síntesis Sistema nervioso central A partir de glutamato ( glutamato decarboxilasa ) Función Neurotransmisor inhibitorio El receptor es un canal aniónico .

53. Óxido nítrico (.NO) Se sintetiza a partir de la arginina con la enzima óxido nítrico sintasa Premio Nobel 1998 a Furchgott , Murad e Ignarro Mensajero celular Factor de relajación vascular derivado del endotelio Nitritos (nitroglicerina) y sildenafil ( viagra ) Inmunomodulador y neurotrasmisor

54. γ- glutamilcisteinilglicina .

55. concentración intracelular: 5-10 mM mantiene los tioles o sulfhidrilos proteicos reducidos detoxificador de peróxidos y otras especies reactivas del oxígeno y del nitrógeno se conjuga con diferentes moléculas ( xenobióticos ) para aumentar su solubilidad transporte de aminoácidos (ciclo del γ- glutamilo ) FUNCIONES DEL GLUTATIÓN

56. . Biogénesis del nitrógeno orgánico. Aminoácidos relacionados con intermediarios del ciclo de Krebs, glutamato, aspartato , alanina , glutamina y asparagina . Aminoácidos que contienen azufre, cisteína y metionina. Metabolismo del glutation . Poliaminas . Aminoácidos aromáticos, histidina. Metabolismo de serina , glicina y treonina . Metabolismo de valina , leucina, isoleucina y lisina.