Diapositivas Bioquimica IV segmento, Metabolismo de las proteinas

Diapositivas Bioquimica IV segmento, Metabolismo de las proteinas

• 1.
  METABOLISMO DE LAS PROTEINAS
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  PROTEINASPROTEINAS Importancia  Catálisis: (enzimas) Transporte: (albúmina)  Movimiento sistemático: (proteínas musculares)  Regulatoria: (hormonas)  Estructural: (colágeno)  Defensa inmune: (anticuerpos)
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  RECAMBIO DE PROTEINAS Una persona consume entre 50 y 100 g de proteínas.  Diariamente degrada entre 300 y 400 g, resintetiza 300 a 400 g y excreta/cataboliza 50 - 100 g.  Las proteínas extracelulares (enzimas proteolíticas, hormonas polipeptídicas y anticuerpos) cambian rápidamente, las proteínas estructurales, como el colágeno, son mucho más estables.  Las enzimas claves de las vías metabólicas tienen una vida media muy corta.
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  ENZIMAS DIGESTIVAS • Endoproteasas: •Pepsina, tripsina, quimotripsina, elastasa. • Exoproteasas: • Aminopeptidasas, carboxipeptidasa A, carboxipeptidasa B • Las enzimas pancreáticas son secretadas como pro-enzimas, convirtiéndose por hidrólisis parcial en su forma activa.
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  DIGESTION DE PROTEINAS La digestión de las proteínas se inicia en el estómago, con participación de la pepsina, enzima que hidroliza parcialmente a las proteínas.  El proceso culmina en el intestino con la participación de enzimas pancreáticas e intestinales, formando como productos finales: tripéptidos, dipéptidos y aminoácidos, bajo cuyas formas son absorbidas las proteínas.
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  Digestión y absorción de proteínas Adiferencia de los hidratos de carbono y lípidos una parte significativa de la digestión de proteínas tiene lugar en el estómago. TRANSPORTE MEDIADO ACTIVO
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  DIGESTION DE PROTEINASDIGESTIONDE PROTEINAS La digestión de las proteínas se inicia en el estómago, con participación de la pepsina, enzima que hidroliza parcialmente a las proteínas.  Las proteínas son parcialmente hidrolizadas debido a la especificidad de la pepsina, enzima que tiene un pH óptimo muy ácido. Los productos de esta hidrólisis parcial son polipéptidos de elevado peso molecular.
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  -NH2 NH2 -NH2 Pepsinógeno HCl Pepsina + resto de 42 Aa. Digestión de ProteínasDigestión de Proteínas En el estómagoEn el estómago Proenzima Enzima activapH 1,5-2,5 GASTRINA Células Parietales Células Principales HCl Pepsinógeno
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  ¿Como actúa lapepsina? • ES UNA ENDOPEPTIDASA • HIDROLIZA UNIONES PEPTIDICAS • ACTUA SOBRE: Phe-Phe, Phe-Tyr, Phe-Leu, Leu-Ala, Leu-Glu
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  DIGESTION DE PROTEINASDIGESTIONDE PROTEINAS • El proceso de digestión culmina en el intestino con la participación de enzimas pancreáticas e intestinales, formando como productos finales: tripéptidos, dipéptidos y aminoácidos, bajo cuyas formas son absorbidas las proteínas. • En el enterocito participan las enzimas dipeptidasas y tripeptidasas que culminan el proceso.
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  ACTIVACION DE ENZIMASPROTEOLITICAS ESTOMAGOESTOMAGO Ion hidronioIon hidronio Pepsinógeno PepsinaPepsina + Péptidos INTESTINOINTESTINO Enterocinasa Sales biliares Tripsinógeno TripsinaTripsina + Hexapéptido Quimotripsinógeno QuimotripsinaQuimotripsina Pro-elastasa ElastasaElastasa Pro-carboxipeptidasa A Carboxipeptidasa ACarboxipeptidasa A Pro-carboxipeptidasa B Carboxipeptidasa BCarboxipeptidasa B
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  DIGESTION DE PROTEINASDIGESTIONDE PROTEINAS ESTOMAGO PROTEINAS Pepsina Polipéptidos LUMEN INTESTINAL Tripsina Carboxipeptidasa A Quimiotripsina Carboxipeptidasa B Elastasa Dipeptidasas ENTEROCITO Dipéptidos Tripéptidos Aminoácidos Dipeptidasas Tripeptidasas AMINOACIDOS
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  DIGESTION DE PROTEINAS •Se realiza con participación de enzimas proteolíticas: gástrica, intestinal y pancreática. • Pepsina: Phe-Phe, Phe-Tyr, Phe-Leu, Leu-Ala, Leu- Glu • Tripsina: Arg-, Lys- . • Quimotripsina: Tyr, Phe, Trp, Met, Lys.
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  DIGESTION DE PROTEINASDIGESTIONDE PROTEINAS • Elastasa: Hidroliza enlaces peptídicos adyacentes a aminoácidos alifáticos. • Carboxipeptidasas: – CPA: (AA aromático) Phe, Tyr, Trp. – CPB: (AA básico) Lys, Arg. • Dipeptidasas y Tripeptidasas: Hidrolizan dipéptidos y tripéptidos.
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  DIGESTION DE PROTEINASDIGESTIONDE PROTEINAS ESTOMAGO PROTEINAS Pepsina Polipéptidos LUMEN INTESTINAL Tripsina Carboxipeptidasa A Quimiotripsina Carboxipeptidasa B Elastasa Dipeptidasas ENTEROCITO Dipéptidos Tripéptidos Aminoácidos Dipeptidasas Tripeptidasas AMINOACIDOS
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  TRANSPORTE DE AMINOÁCIDOSA TRAVES DETRANSPORTE DE AMINOÁCIDOS A TRAVES DE MEMBRANAMEMBRANA  Sistema A  Transporta preferencialmente aminoácidos de cadenas laterales cortas, polares o lineales: alanina, glicina, serina, metionina y prolina.  Depende de un gradiente de sodio a través de la membrana.
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  TRANSPORTE DE AMINOÁCIDOSA TRAVES DETRANSPORTE DE AMINOÁCIDOS A TRAVES DE MEMBRANAMEMBRANA  Sistema ASC  Transporta aminoácidos neutros: alanina, serina y cisteína.  Muestra elevada especificidad  Es dependiente de sodio.  Sistema X- Transporta aminoácidos ácidos como Glu y Asp.
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  TRANSPORTE DE AMINOÁCIDOSA TRAVESTRANSPORTE DE AMINOÁCIDOS A TRAVES DE MEMBRANADE MEMBRANA • Sistema Y+ • Transporta aminoácidos básicos (Lisina, arginina). • Es dependiente de sodio. • Sistema N • Es específico para glutamina y asparagina. • Sistema β • Transporta β-alanina y taurina.
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  Sindrome de malabsorción:proteínasSindrome de malabsorción: proteínas Cistinuria. Se produce por un alterado transporte de los aminoácidos: Lys y Arg, presencia de cistina, ornitina, lisina y arginina en la orina. Pueden producirse cálculos de Cys. Iminoglicinuria. Ocurre por una alteración en el transporte de la prolina, glicina e hidroxiprolina. En la orina aparecen dichos aminoácidos.
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  Sindrome de malabsorción:proteínasSindrome de malabsorción: proteínas Enfermedad de Hartnup. Esta enfermedad es ocasionada por un transporte defectuoso de aminoácidos neutros. La pérdida de triptofano por la orina causan fotosensibilidad y picor.  El triptofano se metaboliza formando compuesto de color azul que tiñe los pañales de los recién nacidos.
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  Distribución de losaminoácidos en el período postprandial • Glutamina y Asparagina: Intestino y riñón • Aminoácidos de cadena ramificada: Músculo y cerebro • La mayor parte de los aminoácidos: Hígado
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  DESTINO DE LOSAMINOÁCIDOS EN LA CELULA • Biosíntesis: Proteínas, Compuestos no proteicos, etc. • Gluconeogénesis • Obtención de Energía Los aminoácidos deben degradarse 1º) Pérdida del Grupo Amino 2º) Degradación de la cadena carbonada α
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  PERDIDA DEL GRUPOAMINO • Reacciones de Transaminación • Reacciones de Desaminación Oxidativa • Reacciones de Desaminación no Oxidativa
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  Reacciones generales delosReacciones generales de los aminoácidosaminoácidos
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  Reacción de Transaminación:Esquema General L-Glutamato α- cetoácido α-cetoglutarato L- Aminoácido • En las reacciones de transaminación ocurre la transferencia de un grupo amino desde un α- aminoácido dador a un α-cetoácido aceptor. • Las enzimas que catalizan estas reacciones se denominan AMINOTRANSFERASAS o TRANSAMINASAS. • Estas enzimas son de naturaleza ubicua, están presentes tanto en el citosol como en las mitocondrias de las células de todos los seres vivos, animales y vegetales. α Transaminasas Fosfato de piridoxal (Vitamina B6) Glutamato Aminotransferasa
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  • Las reaccionesde transaminación son fácilmente reversiblesreversibles y son muy importantes en el metabolismo proteico. • Todos los aminoácidos (excepto prolina, hidroxiprolina, lisina y treonina) participan en reacciones de transaminación con los α-cetoácidosα-cetoácidos: • piruvato alanina oxalacetato aspartato α-cetoglutarato glutamato
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  TRANSAMINASAS DE INTERESCLINICO • Infarto de Miocardio  Glutámico Oxalacetico Transaminasa (GOT) o Aspartato aminotransferasa (AST) Aumentada en afecciones cardíacas y hepáticas (principalmente hepatitis con necrosis) • Afecciones Hepáticas  Glutámico Pirúvico Transaminasa (GPT) o Alanina aminotransferasa (ALT) Los mayores aumentos se producen como consecuencia de alteraciones hepáticas: colestasis, hepatitis tóxicas o virales.
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  C CO OOO- - H C - C H +3 H C - C H +3 N H 2 N H 2 ( C H ) - C O O H2 2 ( C H ) - C O O H2 2 H O O C - C H O O C - C H O O G P T A L T G O T A S T C O O H C H 2 C H 2 - - O O O O C C - - C H C H + + N H 2 N H 2 C O O H C O O H ( C H )2 2 ( C H )2 2 H O O C - C H O O C - C O O C O O H L - a l a n in a - c e t o g l u t a r a t o p i r u v a t o L - g l u t a m a t oα L - a s p a r t a t o - c e t o g l u t a r a t o o x a l a c e t a t o L - g l u t a m a t oα GPT (Glutámico Pirúvico Transaminasa) GOT (Glutámico Oxalacetico Transaminasa)
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  GPT Alanina Cetoglutarato Piruvato Glutamato GOT AspartatoCetoglutarato Oxalacetato Glutamato
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  Desaminación Oxidativa Glutamato +H2O + NAD(P) α-Cetoglutarato + NH4 + + NAD(P)H + 2 H+ Glutamato Deshidrogenasa NADH NADP+ + GDH L-glutamato que contiene los grupos aminos provenientes de las reacciones anteriormente descritas ingresa a la mitocondria a través de transportadores y puede eliminar el grupo amino proveniente del aminoácido inicial a través de una reacción de desaminación oxidativa, que se considera como la principal vía de salida del amoníaco.
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  REGULACION DE LAGLUTAMATO DESHIDROGENASA • Regulación alostérica ( + ) ADP Y GDP ( - ) ATP Y GTP • Cuando se acumula ATP y GTP en la mitocondria, como consecuencia de una actividad elevada del ciclo de Krebs, se inhibe la desaminación del glutamato para no incorporar más α-cetoglutarato al ciclo. • Por el contrario, cuando aumentan los niveles de ADP y GDP se activa la enzima y de esa forma se produce NADH que es utilizado para la síntesis de ATP e ingresa el α-cetoglutarato al Ciclo de Krebs. Es una enzima mitocondrial (hígado y riñón)
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  GDH TRANSDESAMINACION Es el mecanismogeneral de desaminación de los aminoácidos, resultante del acoplamiento de las dos enzimas: transaminasa y glutámico deshidrogenasa TRANSAMINACION DESAMINACION OXIDATIVA ELIMACION DEL GRUPO AMINO Aminoácido α−cetoglutarato Glutamatoα−cetoácido NADH + H+ NAD+ NH4 + +
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  REACCIONES DE DESAMINACIONNO OXIDATIVA • Serina deshidratasa L-Serina Piruvato + NH4 + • Treonina deshidratasa L-Treonina α- cetobutirato + NH4 + Fosfato de Piridoxal Fosfato de Piridoxal
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  Origen del amoníaco •Reacciones de desaminación: oxidativa y no oxidativas • Bacterias intestinales y posterior absorción. EL AMONIACO Ó ION AMONIO ES TOXICO DEBE SER ELIMINADO
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  TOXICIDAD DEL AMONIACO •A NIVEL CEREBRAL [NH4 + ] : revierte la reacción de la glutamato deshidrogenasa [α-cetoglutarato] [ATP] Valores normales: 5-10 µM de NH3 en sangre
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  • Además delamoníaco formado en los tejidos, una cantidad considerable es producida por las bacterias intestinales a partir de las proteínas de la dieta . • Este amoníaco se absorbe y pasa a la sangre portal. • Normalmente el hígado elimina el amoníaco de la sangre portal, de tal manera que la sangre periférica está exenta del mismo. • Esto es esencial ya que cantidades muy pequeñas de amoníaco son tóxicas para el SNC, produciendo temblor, visión borrosa y en los casos mas graves, coma y muerte. • Por un mecanismo cíclico, el AMONÍACO resultante de la desaminación oxidativa del glutamato (proceso que ocurre en casi todos los tejidos), se convierte en el hígado en UREA que luego por vía sanguínea llega a los riñones y se excreta por orina.
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  Fuentes exógenas Fuentesendógenas (aprox.50-100 g/ día) (aprox. 300-400 g/ día) Proteínas de la dieta Proteínas tisulares Digestión y absorción Degradación AMINOACIDOS Transaminación y/ó Desaminación Degradación Biosíntesis α - cetoácidos Amoníaco Proteínas Aminoácidos No esenciales Constituyentes nitrogenados no Proteicos: purinas, pirimidinas porfirinas, ácidos biliares
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  α - cetoácidos Glucosa Oxidación Cuerpos cetónicos Amoníaco CO2+ H2O – ATP Ciclo de Krebs Acetil CoA Excreción renal Urea En los organismos, el 90% de las necesidades energéticas son cubiertas por los hidratos de carbono y las grasas. El 10% al 15% restante es proporcionado por la oxidación de los aminoácidos.