Metabolismo compuestos nitrogenados
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El documento describe el metabolismo de los compuestos nitrogenados como los aminoácidos. Los aminoácidos son la única fuente de nitrógeno para los humanos y son elementos fundamentales para la síntesis de proteínas. El nitrógeno proviene principalmente del nitrógeno atmosférico que es fijado por bacterias en forma de amoníaco. El amoníaco se incorpora a los aminoácidos a través de reacciones catalizadas por enzimas. El exceso de nitrógeno se elimina en forma de urea a través del ciclo
Metabolismo compuestos nitrogenados
- 1. METABOLISMO DE LOS COMPUESTOS NITROGENADOS
- 2. Metabolismo de los aminoácidos Los aminoácidos son biomoléculas formadas por (C) Carbono, (H) Hidrogeno, (O) Oxígeno y (S) Azufre. Estos:, *son la única fuente aprovechable de nitrógeno para el ser humano, *son elementos fundamentales para la síntesis de las proteínas, *son precursores de otros compuestos nitrogenados
- 3. Los aminoácidos tienen como constituyente fundamental el nitrógeno, el cual tiene sus orígenes en el nitrógeno gaseoso o N2, y el ión nitrato (NO3-). El 80% de la atmósfera está compuesta de NITROGENO. N N NH3
- 4. OXIDACIÓN DEL “FIJACIÓN DEL NITRÓGENO NITRÓGENO”, NH3 *Se produce en la atmósfera durante las tormentas Cual N2 se reduce y forma *Rayos catalizan la oxidación de N2 AMONIACO (NH3). y lo transforman (NO2-) y (NO3-) •Proceso es catalizado por la enzima nitrogenasa •Llevados al suelo , por •Especies de bacterias y microorganismos y plantas algas la poseen nitrato y nitrito reductasa amoniaco (NH3) que es utilizado por los animales CICLO DEL NITRóGENO
- 5. Aminoácidos Esenciales La dieta es importante ya que provee de aminoácidos que no pueden ser sintetizados por el organismo humano Cumplen dos funciones: A.- Biosíntesis de NUEVAS PROTEÍNAS B.- Producción de ENERGÍA
- 6. AMINOÁCIDOS ESENCIALES: Lisina DIETA Treonina el MÚSCULO la fuente Metionina más importante de Arginina Sintesis a aminoácidos durante el Valina través de período de ayuno Leucina otros como a los carbohidratos Isoleucina compuestos Fenilalanina Triftófano ingresa (100 g al día) y los que son utilizados por el organismo o excretados (100 g al día).
- 7. UTILIZACIÓN DEL AMONIACO Los seres humanos utilizan el nitrógeno inorgánico en forma de AMONÍACO (NH3). +Toxico *pH fisiológico el amoníaco se encuentra como ION AMONIO (NH4+) -Metabolito *La mayor parte del nitrógeno del amoníaco *Conducen a la formación que va a parar a los aminoácidos y otros de compuestos nitrogenados procede del GLUTAMATO, GLUTAMINA, NITRÓGENO del grupo amino del ASPARAGINA Y GLUTAMATO y el nitrógeno de la amida de la GLUTAMINA. CARBAMOIL FOSFATO.
- 8. A B C • (NH3) al a • Deriva de • como la cetoglutarato se intermediarios del incorporación del forma glutamato, ciclo de grupo sulfihidrilo incorporándolo Krebs, ciclo de las de la cisteína, o A.- FORMACIÓN DEL GRUPO α AMINO como su grupo - Pentosas y grupos guanidino, amino, para que Glucólisis imidazol, B.- FORMACIÓN DEL ESQUELETO DE posteriormente se hidroxilo, y amida transfiera para de diversos CARBONO DEL AMINOÁCIDO originar grupos a- aminoácidos. amino de otros C.- FORMACIÓN DE GRUPOS FUNCIONALES DE aminoácidos. LA CADENA LATERAL
- 10. INCORPORACIÓN DEL AMONIACO AL GLUTAMATO MEDIANTE LA GLUTAMATO DESHIDROGENASA El amoniaco para entrar al metabolismo de los aminoácidos debe primero formar el grupo amino del GLUTAMATO o el grupo amida de la GLUTAMINA o de la ASPARAGINA.
- 11. • El GLUTAMATO es el donador más importante del GRUPO AMINO en la síntesis de aminoácidos en las reacciones de transaminación. • La glutamato deshidrogenasa
- 12. FORMACIÓN DE GLUTAMINA A PARTIR DE LA INCORPORACIÓN DE NH3 AL GLUTAMATO • La GLUTAMINA es donador importante de nitrógeno (a partir del grupo amida) en la síntesis directa de compuestos como la histidina, triftofano, nucleótidos, purinas y pirimidinas, carbamoil- fosfato, aminoazúcares, NAD+, etc.
- 13. • La formación de GLUTAMINA es muy importante, ya que es la forma como el NH3, puede transportarse en la sangre evitando su acción tóxica en los tejidos, en especial el cerebro. El cerebro es rico en glutamina sintetasa. • LA BIOSÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS NO ESENCIALES SE PRODUCE POR UN PROCESO DE TRANSAMINACIÓN A INTERMEDIARIOS DE LA GLUCÓLISIS, CICLO DE LAS PENTOSAS O DEL CICLO DE KREBS.
- 14. TRANSAMINACIÓN • El GLUTAMATO es el elemento clave donador del grupo • AMINO a a-cetoácidos en reacciones catalizadas por enzimas llamadas TRANSAMINASAS. • El grupo amino del glutamato es transferido a diversos a- cetoácidos (equivalentes al esqueleto de carbono de los aminoácidos) generando los correspondientes a-aminoácidos. • La mayor parte de los aminoácidos comunes se forman por TRANSAMINACIÓN.
- 15. Todas las TRANSAMINASAS que se conocen tienen como COENZIMA el PIRIDOXAL FOSFATO
- 16. Formación del esqueleto del carbono
- 17. FAMILIAS DE AMINOÁCIDOS SEGÚN SU SÍNTESIS A PARTIR DE UN PRECURSOR COMÚN
- 18. CATABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS CATABOLISMO DEL GRUPO AMINO. 1.- DESAMINACIÓN OXIDATIVA
- 19. AMINOACIOS AMINOACIOS GLUCOGENICOS CETOGENICOS ÁCIDO PIRÚVICO se pueden CETOGLUTARATO FUMARATO convertir en OXALACETATO ACETIL CoA y SUCCINIL CoA ACETOACETIL CoA
- 20. DESTINO DE LAS CADENAS HIDROCARBONADAS DE AMINOÁCIDOS GLUCOGÉNICOS Y CETOGÉNICOS
- 21. Catabolismo del grupo carboxilo del aminoácido Reacciones de Bicarbonato Descarboxilación Anhidrasa CO2 forma carbónica Al aumentar la Los carboxilos son presión parcial eliminados de CO2 mediante la resp. (38-42mmHg)
- 22. escarboxilación Pérdida del grupo Enzimas específicas Produce una amina carboxilo del Que requieren fosfato y CO2 aminoácido Piridoxal
- 23. Descarboxilación que realizan las bacterias del Putrefacción intestino sobre las proteínas de la dieta Las aminas derivadas son las que confieren el olor característico a las proteínas putrefactas
- 24. Descarboxilación Aminas HISTIDINA Histamina TIROSINA Tiramina Gama Amino GLUTAMATO Butarato
- 25. Ciclo de la Urea Degradarse los aminoácidos Nitrógeno En el intestino por la flora intestinal
- 26. Ciclo de la Urea Procesos de descarboxilación- Es utilizado por los tres oxidación de las sistemas enzimáticos: aminas Glutamato deshidrogenasa, Glutamina sintetasa Carbamoil-fosfato sintetasa Es recogido por el sistema porta- hepático Gran cantidad de AMONIACO (NH3). Para formar glutamato, gluta mina o urea.
- 27. Los seres vivos del grupo de los UROTÉLICOS N2 excretan el exceso de nitrógeno resultante de su catabolismo UREA se forma en el Higado Se elimina en los riñones
- 28. REACCIONES INTRA- MITOCONDRIALES 1.Formación de CARABAMIL FOSFATO La Carbamil-fosfato sintetasa I (CFS I) cataliza la condensación de NH3 + HCO3-. Esta reacción utiliza dos moléculas de ATP. Existe una enzima CFS II que utiliza a la glutamina como donador de nitrógeno y que participa en la síntesis de PIRIMIDINAS y que se efectúa en el citosol 2.Formación de CITRULINA La Ornitina transcarbamilasa cataliza la unión de la ORNITINA con el CARBAMIL FOSFATO y forma CITRULINA. Para ello se requiere que la Ornitina sea transportada al interior de la mitocondria mientras que la citrulina es transportada fuera.
- 29. REACCIONES CITOSÓLICAS 1. Formación de ARGININO-SUCCINATO En esta reacción el ASPARTATO le proporciona un segundo átomo de nitrógeno a la citrulina para formar el ARGININO SUCCINATO, reacción que es catalizada por la Arginino-succinato sintetasa 2. Formación de ARGININA La Arginino succinasa, cataliza el rompimiento del Arginino- succinato en ARGININA Y FUMARATO, este último se usa en el ciclo de Krebs. 3. Formación de UREA Mediante la Arginasa, la arginina se transforma UREA y ORNITINA; esta última molécula reinicia el ciclo.
- 31. LA GLUTAMINA COMO VEHÍCULO DEL AMONIO
- 32. La Glutamina… • Es uno de los aminoácidos más abundantes del plasma • Músculo :es el mayor productor • El hígado, cerebro, corazón la contienen en altas concentraciones • La síntesis de GLUTAMINA representa uno de los mecanismos más importantes de transporte de amonio entre los distintos órganos para su posterior utilización y excreción. Glutamino sintetasa Glutaminasa
- 33. El hígado presenta dos sistemas de utilización del amonio circulante, que son el CICLO DE LA UREA y la BIOSÍNTESIS DE GLUTAMINA. Durante la acidosis Metabólica, al disminuir la disponibilidad de bicarbonato, se forma menos urea pero aumenta la biosíntesis de glutamina a partir de amonio
- 34. ELIMINACIÓN RENAL DE LA UREA Y AMONIO
- 35. El RIÑÓN elimina el nitrógeno en forma de UREA y AMONIO. • La UREA es una molécula muy hidrosoluble e inocua, con nitrógeno en su composición por lo que permite su eliminación al exterior por la orina. • Es de pequeño tamaño y no tiene carga , difunde con gran facilidad. • Puede pasar al intestino y transformarse otra vez en amoniaco por efecto de la UREASA de la flora intestinal y ser destoxificado por el hígado otra vez.
- 36. CIRCULACIÓN DE AMINOÁCIDOS ENTRE TEJIDOS
- 37. Los aminoácidos circulantes, mantienen una concentración constante, principalmente los no esenciales como son la ALANINA, GLUTAMINA Y GLICINA. • Durante la etapa postprandial los niveles de aminoácidos dependen de la ingestión exógena de nutrientes, los cuales se distribuyen en los diferentes tejidos. • Durante el estado postabsortivo,, se produce una degradación neta de proteínas de reserva , que se encuentran mayormente en el MÚSCULO; esto sucede para mantener los niveles plasmáticos normales de aminoácidos al igual que sucede con la glucosa. ALANINA GLUTAMINA Principal Liberado en aminoácido menor liberado proporción Consumida por el Consumida por el HÍGADO RIÑÓN e INTESTINO
- 38. CICLO GLUCOSA ALANINA Establecido entre el hígado y el músculo en estado postabsortivo,